(共30张PPT)
第二章 遗传的分子基础
第3节 遗传信息控制生物的性状
(二)基因与生物性状的关系
学习目标 核心素养
1.举例说明基因控制性状的两种方式。(重点、难点) 2.概述基因选择性表达与细胞分化的关系。 3.阐述表观遗传现象。(难点) 1.通过中心法则的学习了解遗传信息的传递规律。
2.通过中心法则模式图的学习培养建模学习的能力。
3.通过分析吸烟会使人体细胞和精子细胞中DNA甲基化水平升高,认识到吸烟有害健康。
长大后“我”就成了“你”……
1957年克里克提出中心法则
中心法则图解
表示了遗传信息的传递规律(流动方向)
转录
DNA
RNA
翻译
蛋白质
内容
一、中心法则的提出及其发展
复制
1、1965年,科学家在RNA病毒里发现了一种RNA复制酶,像DNA复制酶能对DNA进行复制一样,RNA复制酶能对RNA进行复制。
2、1970年,科学家在致癌的RNA病毒中发现逆转录酶,它能以RNA为模板合成DNA。
3、1982年,科学家发现疯牛病是由一种结构异常的蛋白质在脑细胞内大量增殖引起的。这种因错误折叠而形成的结构异常的蛋白质,可能促使与其具有相同氨基酸序列的蛋白质发生同样的折叠错误,从而导致大量结构异常的蛋白质形成。
历史的步伐
完善中心法则
转录
DNA
RNA
翻译
蛋白质
逆转录
需逆转录酶
复制
【典题训练】1983年科学家证实,引起艾滋病的人类免疫缺陷病毒(HIV)是一种逆转录病毒。下列正确表示HIV感染人体过程的“遗传信息流动”示意图是( )
【解题指南】解答本题的关键是要记住HIV在宿主细胞中可以发生的一个独特的过程——逆转录,经过逆转录形成DNA后,其他过程与以DNA为遗传物质的生物相同。
【解析】选D。HIV是逆转录病毒,以RNA为遗传物质,可以以RNA为模板逆转录产生DNA。产生DNA后,可完成DNA的复制、转录和翻译。由于HIV病毒的RNA不能自我复制,所以可排除A、B、C三个选项。
【规律方法】不同细胞中的遗传信息流动情况
类型 场所 遗传信息的流动
细胞周期 中的细胞 细胞中
高度分化 的细胞 细胞中
绝大多数 DNA病毒 寄主细 胞中
自我复制型 RNA病毒 寄主细 胞中
逆转录型 RNA病毒 寄主细 胞中
二、基因、蛋白质与性状的关系
是控制生物性状的基本单位,
生物的性状由 来体现的,
基因
蛋白质
想一想
白化病是一种较常见的皮肤及其附属器官黑色素缺乏所引起的疾病。
这类病人通常是全身皮肤、毛发、眼睛缺乏黑色素,表现出怕光等行为 。
控制酪氨酸酶形成的基因异常
控制酪氨酸酶形成的基因正常
酪氨酸酶不能正常合成
酪氨酸酶正常合成
酪氨酸不能正常转化为黑色素
酪氨酸能正常转化为黑色素
缺乏黑色素而表现为白化病
表现正常
病因解析
由这个实例大家可以总结出什么结论?
结论:基因通过控制酶的合成来控制代谢的过程,进而控制生物体的性状
间接控制
编码血红蛋白的
基因中一个碱基变化
血红蛋白的结构发生变化
红细胞成镰刀型
容易破裂,患溶血性贫血
镰刀型细胞贫血症
英国财政部2006年11月30日在一份声明中告知媒体,英国财政大臣布朗次子弗雷泽 (四个月大)近日被确诊患有囊性纤维变性。这是一种威胁生命的遗传病。
囊性纤维病
控制合成CFTR蛋白的基因缺失了3个碱基
结构蛋白(CFTR蛋白)结构异常,导致
CFTR蛋白质功能异常
患者支气管内黏液增多
黏液清除困难,细菌繁殖,肺部感染,肺功能严重受损
病因解析
由这二个实例大家又可以总结出什么共同点?
结论:基因还能通过控制蛋白质的结构而直接控制生物体的性状
直接控制
基因和性状的关系都是简单的线性关系吗?
不是!
问题探讨
一对基因控制一对性状(一因一效)
一对基因影响多对性状(一因多效)
多对基因共同控制一种性状(多因一效)
基因与性状并不都是简单的线性关系
身高的遗传
身高是多基因性状,身高的遗传基础一般认为包括三对基因:AA′BB′CC′
思考:身高与后天的营养和锻炼有关吗?
基因控制生物性状的影响因素
(1)一个基因能决定一种性状,但有的性状受多对基因的控制(如人的身高)。
(2)基因控制性状还受到环境的影响,生物性状是基因型和环境条件共同作用的结果。
(3)基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用,精细地调控着生物体的性状。
三、基因的选择性表达与细胞分化
1.生物体多种性状的形成,都是以_________为基础的。
2.表达基因的分类:
细胞分化
3.细胞分化的本质:_________________。
基因的选择性表达
四、表观遗传
1.基因表达调控的含义:基因什么时候表达、在哪种细
胞中表达以及_________的高低都是受到调控的。
2.表观遗传概念:生物体基因的_________保持不变,但
_______________发生可遗传变化的现象。
表达水平
碱基序列
基因表达和表型