2025春高一生物必修二蘇教版教學(xué)課件 2.3 遺傳信息控制生物的性狀（第2、3課時(shí)）

蘇教版2019必修2第二章

遺傳的分子基礎(chǔ)

第3節(jié)遺傳信息控制生物的性狀第2、3課時(shí)基因表達(dá)與性狀的關(guān)系核心素養(yǎng)1.

掌握中心法則模式圖及變式，培養(yǎng)建模學(xué)習(xí)的能力，滲透科學(xué)思維。2.描述基因選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化的關(guān)系，闡述觀遺傳及其作用機(jī)制、基因與性狀的關(guān)系，認(rèn)知遺傳信息傳遞的規(guī)律，滲透結(jié)構(gòu)與功能觀，培養(yǎng)生命觀念和科學(xué)思維。中心法則詮釋了基因與生物性狀的關(guān)系一目錄二三四細(xì)胞分化的本質(zhì)是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果表觀遺傳及其作用機(jī)制基因與生物性狀的關(guān)系回顧舊知DNA→DNADNA→RNARNA→蛋白質(zhì)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成過程一、中心法則詮釋了基因與生物性狀的關(guān)系1957年克里克預(yù)見遺傳信息的傳遞規(guī)律：遺傳信息流從DNA到RNA再到蛋白質(zhì)是單向的。把這一規(guī)律命名為中心法則。1.中心法則一、中心法則詮釋了基因與生物性狀的關(guān)系1.流行性感冒病毒等RNA病毒，在感染人體后，它們的RNA能夠自我復(fù)制并以自身為模板指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成。2.勞斯肉瘤病毒等RNA病毒，能以自身RNA為模板反向合成一段DNA，再以這段DNA為模板，互補(bǔ)合成病毒RNA。3.朊病毒是一類不含核酸而僅由蛋白質(zhì)構(gòu)成的具有感染性的因子。朊病毒與正常蛋白質(zhì)接觸后能改變其折疊狀態(tài)，將其變?yōu)殡貌《?。朊病毒能引起羊瘙癢癥、瘋牛病。1.遺傳信息流是單向的嗎?質(zhì)疑

根據(jù)上述事實(shí),我們會(huì)質(zhì)疑克里克提出的中心法則嗎?如果有修改意見,怎樣標(biāo)示在圖2-3-8上呢?一、中心法則詮釋了基因與生物性狀的關(guān)系逆轉(zhuǎn)錄中心法則生物種類遺傳信息的傳遞過程以DNA作為遺傳物質(zhì)的生物原核生物真核生物DNA病毒以RNA作為遺傳物質(zhì)的生物自我復(fù)制病毒逆轉(zhuǎn)錄病毒翻譯蛋白質(zhì)復(fù)制DNA轉(zhuǎn)錄RNA復(fù)制RNA蛋白質(zhì)翻譯蛋白質(zhì)翻譯轉(zhuǎn)錄DNARNA逆轉(zhuǎn)錄RNA復(fù)制2.不同生物遺傳信息傳遞的過程一、中心法則詮釋了基因與生物性狀的關(guān)系例如，敲除斑馬魚的一種tbx4基因，相關(guān)蛋白質(zhì)的缺失會(huì)導(dǎo)致斑馬魚沒有腹鰭?；蚰芡ㄟ^控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物性狀一、中心法則詮釋了基因與生物性狀的關(guān)系3.基因控制生物性狀的途徑一、中心法則詮釋了基因與生物性狀的關(guān)系基因還能通過控制酶的合成控制代謝，進(jìn)而間接控制生物性狀。酪氨酸酶基因異常酪氨酸酶缺乏不能合成黑色素白化癥狀說明一個(gè)基因一般控制一個(gè)性狀。酪氨酸酶基因酪氨酸酶酪氨酸酶缺乏表達(dá)催化酪氨酸黑色素突變

酪氨酸黑色素3.基因控制生物性狀的途徑一、中心法則詮釋了基因與生物性狀的關(guān)系基因還能通過控制酶的合成控制代謝，進(jìn)而間接控制生物性狀。

淀粉分支酶基因淀粉酶正常，活性較高淀粉酶異常，活性較低淀粉酶合成正常淀粉酶合成受阻淀粉含量高，有效保留水分淀粉含量低，失水皺縮3.基因控制生物性狀的途徑二、細(xì)胞分化的本質(zhì)是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果雖然每個(gè)人都來自一個(gè)受精卵,但受精卵通過分裂和分化形成了約200種不同類型的細(xì)胞,如血細(xì)胞、肌細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞,每種類型細(xì)胞中的DNA序列都是相同的,那么,為什么基因組內(nèi)的遺傳信息會(huì)在特定發(fā)育階段、特定組織部位、特定細(xì)胞類型上有不同的表達(dá)呢?基因的表達(dá)是有選擇性的。在個(gè)體發(fā)育過程中，一個(gè)或一群細(xì)胞在形態(tài)，結(jié)構(gòu)和功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程。細(xì)胞分化

基因選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化的關(guān)系科學(xué)家對(duì)雞的3種細(xì)胞中的mRNA和DNA進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果如下：說明：“+”表示檢測(cè)發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的分子，“-”表示檢測(cè)未發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的分子。二、細(xì)胞分化的本質(zhì)是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果如核糖體蛋白基因、ATP合成酶基因在所有細(xì)胞中都表達(dá)的基因只在某類細(xì)胞中特異性表達(dá)的基因維持細(xì)胞基本的生命活動(dòng)所必須的賦予細(xì)胞特定的結(jié)構(gòu)和功能細(xì)胞分化的本質(zhì)就是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果如卵清蛋白基因、胰島素基因二、細(xì)胞分化的本質(zhì)是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果二、細(xì)胞分化的本質(zhì)是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果基因選擇性表達(dá)的結(jié)果(1)細(xì)胞形態(tài)的改變：如肌細(xì)胞的梭形、哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞的圓餅狀、神經(jīng)細(xì)胞的突起狀等。(2)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的變化：細(xì)胞器的種類和數(shù)量發(fā)生變化。(3)細(xì)胞功能的特化：執(zhí)行特定的功能，如運(yùn)動(dòng)功能、反射功能、免疫功能等。(4)特殊分子的合成：如合成唾液淀粉酶、抗體、胰島素、血紅蛋白和肌動(dòng)蛋白等。三、表觀遺傳及其作用機(jī)制DNA甲基化組蛋白修飾組蛋白DNA甲基化位點(diǎn)組蛋白修飾:是指組蛋白在相關(guān)酶作用下發(fā)生甲基化、乙?；?、磷酸化、腺苷酸化、泛素化、ADP核糖基化等修飾的過程。1.表觀遺傳：指生物體基因的堿基序列保持不變，而表型發(fā)生可遺傳變化的現(xiàn)象。三、表觀遺傳及其作用機(jī)制這種修飾能改變?nèi)旧|(zhì)狀態(tài)及其開放程度，進(jìn)而調(diào)控基因的表達(dá)。主要是發(fā)生在基因組DNA上某些區(qū)域的胞嘧啶上，它的第5位碳原子和甲基之間通過共價(jià)鍵結(jié)合，被修飾為5-甲基胞嘧啶。三、表觀遺傳及其作用機(jī)制植株B植株A

花形態(tài)不同Lcyc基因Lcyc基因堿基序列相同甲基化程度不同表達(dá)情況不同高低開花時(shí)不表達(dá)開花時(shí)表達(dá)柳穿魚花形態(tài)結(jié)構(gòu)的遺傳①基因組成相同的同卵雙胞胎所具有的微小差異就與表觀遺傳有關(guān)。不變性可遺傳普遍性表觀遺傳現(xiàn)象普遍存在于生物體的生長、發(fā)育和衰老的整個(gè)生命活動(dòng)過程中。②一個(gè)蜂群中，蜂王和工蜂都是由受精卵發(fā)育而來的，但它們?cè)谛螒B(tài)、結(jié)構(gòu)、生理和行為等方面截然不同，表觀遺傳也在其中發(fā)揮了重要作用。三、表觀遺傳及其作用機(jī)制2.表觀遺傳的特點(diǎn)

基因的堿基序列不變基因表達(dá)和表型發(fā)生可遺傳變化

持續(xù)吃蜂王漿只吃三天蜂王漿蜂王工蜂甲基化程度低甲基化程度高可逆性在身體形成精子和卵子的時(shí)候，DNA上的甲基化和組蛋白上的乙酰基化要被清除，重新設(shè)定，以適應(yīng)生殖細(xì)胞的功能。

同樣，受精卵在發(fā)育成胎兒時(shí)，DNA上的甲基化和組蛋白上的乙酰基化也要被清除，以適應(yīng)胎兒發(fā)育的需要。三、表觀遺傳及其作用機(jī)制有研究表明，吸煙會(huì)使人的體細(xì)胞內(nèi)DNA的甲基化水平升高，對(duì)染色體上的組蛋白也會(huì)產(chǎn)生影響。不僅如此，還有研究發(fā)現(xiàn)，男性吸煙者的精子活力下降，精子中DNA的甲基化水平明顯高。

吸煙有害健康四、基因與生物性狀的關(guān)系多個(gè)基因控制一個(gè)性狀：如人的身高就受到多個(gè)基因的綜合作用一個(gè)基因影響多種性狀：如控制豌豆開紫色花的基因也控制其種皮呈現(xiàn)灰色的性狀。基因和性狀之間的關(guān)系也不總是線性的生物體的性狀除了受基因控制外，還受環(huán)境的影響.基因型相同，表現(xiàn)型不一定相同。四、基因與生物性狀的關(guān)系課堂小結(jié)基因表達(dá)與性狀的關(guān)系三、表觀遺傳及其作用機(jī)制四、基因與生物性狀的關(guān)系二、細(xì)胞分化的本質(zhì)是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果一、中心法則詮釋了基因與生物性狀的關(guān)系組蛋白DNA甲基化位點(diǎn)反饋練習(xí)3.下列能說明人體細(xì)胞已經(jīng)發(fā)生分化的是 ()A.存在胰島素基因

B.產(chǎn)生RNA聚合酶C.形成組織和器官

D.進(jìn)行葡萄糖氧化分解C2.下列屬于表觀遺傳現(xiàn)象的是 ()A.基因突變使小麥獲得抗病能力B.堿基對(duì)替換導(dǎo)致人患鐮狀細(xì)胞貧血C.染色體片段位置顛倒使果蠅形成卷翅D.柳穿魚Lcyc基因高度甲基化影響其表達(dá)D1.如圖為中心法則的示意圖，其中能表示DNA復(fù)制的是(

)A.①B.②C.③D.④

A反饋練習(xí)4.下列關(guān)于基因與性狀之間關(guān)系的敘述，錯(cuò)誤的是()A.很多情況下一個(gè)基因決定一個(gè)性狀B.有的情況下多個(gè)基因決定一個(gè)性狀C.有的情況下一個(gè)基因決定多個(gè)性狀D.生物體的性狀不會(huì)受到環(huán)