3.5 生物体存在表观遗传现象(共35张PPT) 高中生物 浙科版 必修二

(共35张PPT)
五节
生物体存在表观遗传现象
◎必修2 第3章 遗传的分子基础
课标阐释
学法指导
1.通过构建图解和举例理解中心法则。
2.通过举例理解基因对性状的控制。
1.概述并理解中心法则。
2.概述生物的性状主要通过蛋白质表现。
1
2
3
4
5
课堂小结
课堂检测
表观遗传
中心法则
基因控制生物性状
目录
基因控制生物性状
01
基因控制生物性状
试描述这三者之间的关系：
基因
蛋白质
性状
①
②
？
① 基因指导蛋白质的合成
② 蛋白质是生命活动的承担者
阅读教材 P76-77，从基因与蛋白质的角度解释以下现象：
1. 红色面包霉 2. 尿黑症 3. 镰刀型细胞贫血症 4.果蝇无眼
基因控制生物性状
1. 红色面包霉
红色面包霉
美国遗传学家比德尔和塔特姆以红色面包霉为材料，进行一系列的生化遗传学实验，发现在红色面包霉的生物合成中，每一阶段都有相应的基因控制，当某个基因发生突变而不显示活性时，相应的生物合成即中断。
基因控制生物性状
2.尿黑症
尿黑症患者的基因型为双隐性aa，这是由相对应的显性基因A结构发生变化所致。患者的肝细胞里不能合成有活性的尿黑酸氧化酶，酪氨酸分解代谢产生的尿黑酸不能被分解，便从血液里运送到排泄器官随尿液排出，含有尿黑酸的尿液在空气中放置一段时间就会变黑。尿黑酸在体内积累会引起色素沉着，并引发多关节炎，引起剧痛。
基因控制生物性状
2.尿黑症
控制酶形成的基因正常
控制酶形成的基因异常
尿黑酸氧化酶正常合成
尿黑酸被分解
表现正常
尿黑酸氧化酶不能合成
尿黑酸不能被分解
随尿液排出，尿液呈黑色
基因
性状
酶
代谢过程
基因通过控制 ，来控制 ，
进而控制 。（间接途径）
基因控制生物性状
以上实例说明基因是如何控制性状的？
酶的合成
生物化学反应
生物的性状
基因控制生物性状
3. 镰刀型细胞贫血症
人的正常红细胞呈圆饼状，当血红蛋白基因的结构发生改变时，红细胞变为镰刀形，影响运输氧的功能，出现贫血症状。
正常红细胞
镰刀形红细胞
基因控制生物性状
编码血红蛋白的基因正常
编码血红蛋白的基因
中一个碱基对变化
红细胞呈镰刀状
血红蛋白结构改变
性状正常
血红蛋白结构正常
红细胞呈圆饼状
出现贫血症状
基因
性状
蛋白质结构
3. 镰刀型细胞贫血症
基因控制生物性状
4.果蝇无眼
在果蝇的眼睛发育中有一个无眼基因，这个基因一旦变化，就会使幼虫的有关眼细胞不能发育成眼球组织，造成果蝇成虫没有眼睛。
有眼果蝇
基因通过控制 ，
来直接控制 。（直接途径）
基因控制生物性状
以上实例说明基因是如何控制性状的？
蛋白质的结构
生物的性状
基因控制生物性状
基因控制生物性状的复杂性
(1)多对基因共同控制生物的某个性状,基因之间存在复杂的相互关系。
(2)基因的表达受到环境的影响。生物的性状是基因与环境共同作用的结果。
多种功能性RNA分子参与性状的表现
(1)tRNA、rRNA直接参与蛋白质的合成。
(2)一些RNA具有催化功能,即核酶。
(3)一些RNA具有调控基因表达的功能。
中心法则
02
中心法则
回忆DNA复制、基因指导蛋白质合成过程，尝试画出一张遗传信息的传递方向图。
DNA→DNA
DNA→RNA
RNA→蛋白质
中心法则
1957年，克里克首先预见了遗传信息的传递规律，并将这一规律命名为中心法则。
转录
DNA
RNA
翻译
蛋白质
复制
中心法则
1965年，科学家在某种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。
RNA RNA
RNA复制酶
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。
RNA DNA
逆转录酶
中心法则及其发展
中心法则
逆转录
DNA
RNA
翻译
蛋白质
复制
转录
目前完整的中心法则
生命是物质、能量和信息的统一体。
中心法则
生物种类 遗传信息的传递过程
以DNA作为遗传物质的生物 原核生物
真核生物
DNA病毒
以RNA作为遗传物质的生物 某些RNA病毒
逆转录病毒
翻译
蛋白质
复制
DNA
转录
RNA
复制
RNA
蛋白质
翻译
蛋白质
翻译
转录
DNA
RNA
逆转录
RNA
复制
各种生物的遗传信息传递过程
表观遗传
03
表观遗传
1. 概念：
基于非基因序列改变所致基因表达水平的变化，即环境变化引起的性状改变，影响基因表达，但不改变DNA序列，叫作表观遗传。
特征
可遗传性
1
可逆性
2
DNA不变
3
表观遗传
2. 实例：
（1）祖父辈在青春期前有大吃大喝的经历，子孙的寿命比较短，患糖尿病的概率也会相应增加。
（3）一个蜂群中，蜂王和工蜂都是由受精卵发育而来的，但它们在形态、结构、生理和行为等方面截然不同。
（2）给线虫喂食某种细菌，它们的体型会变得又小又圆。而这些线虫的后代即使从不接触该种细菌，这种体型上的变化仍然可以持续，甚至到40代。
表观遗传
表观遗传的原因之一——甲基化
甲基化
表观遗传
甲基化
01
不改变DNA的碱基配对特性
02
不改变DNA的编码属性
03
增加额外的信息
04
体细胞可遗传
甲基化的特点
表观遗传
甲基化引起表观遗传的实例
同卵双胞胎间也有差异
表观遗传
甲基化引起表观遗传的实例
蜂王
工蜂
蜂王和工蜂的差异
表观遗传
除了DNA甲基化，构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰也会影响基因的表达。
基因通过其表达产物蛋白质来控制性状，细胞内的基因表达与否以及表达水平的高低都是受到调控的。
细胞分化的实质是基因选择性表达的结果，表观遗传能够使生物体在基因的碱基序列不变的情况下发生可遗传的性状改变。
课堂小结
04
课堂小结
基因控制生物的性状
表观遗传
中心法则
间接：基因→酶→生物化学反应→性状
提出者：克里克
直接：基因→蛋白质的结构 →性状
概念
实例
中心法则及其发展
各种生物的遗传信息传递过程
课堂检测
05
1.下列关于基因对性状控制的叙述,错误的是(　 　)
A.白化病患者缺乏酪氨酸酶,体现基因通过控制酶的合成间接控制生物性状
B.同一株水毛茛在空气和水中的叶形不同,体现性状是由基因和环境共同作用的结果
C.原发性高血压与多对基因表达产物有关,体现基因与基因相互作用控制同一性状
D.抗生素阻止细菌内RNA和mRNA的结合,体现抗生素可通过影响转录而影响性状
D
课堂检测
解析:白化病患者缺乏酪氨酸酶,体现基因通过控制酶的合成来控制代谢,进而间接控制生物性状,A项正确;同一株水毛茛在空气和水中的叶形不同,说明生物性状受基因控制,同时还受环境影响,B项正确;原发性高血压为多基因遗传病,体现了基因与基因相互作用控制同一性状,C项正确;抗生素阻止细菌内RNA和mRNA的结合,体现抗生素可通过影响翻译而影响性状,D项错误。
D
课堂检测
2.遗传信息的传递方向如下图所示,下列叙述错误的是(　 　)
A.①过程需要模板、原料、酶和能量 B.②过程需要RNA聚合酶催化
C.③过程与rRNA的作用相关 D.④过程发生于病菌的宿主细胞中
解析:①表示DNA的自我复制过程,需要模板、原料、酶和能量,A项正确 ;②表示转录形成RNA的过程,需要RNA聚合酶催化,B项正确;③表示翻译形成蛋白质的过程,场所在核糖体上,核糖体由rRNA和蛋白质构成,C项正确;④过程只能发生在被少数病毒侵染的细胞中,D项错误。
D
课堂检测
3.下列关于基因与性状关系的叙述，错误的是（ ）
A．一对相对性状可由多对基因控制
B．基因可通过控制酶的合成进而控制生物的性状
C．蛋白质的结构可以直接影响性状
D．基因型相同，表现型就相同
解析:基因型相同，表现型不一定相同，表现型=基因型+环境，而且还存在表观遗传现象，D项错误。
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