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1、基因对性状的控制,人教版必修2 生物,任务一:请你根据DNA复制、基因指导蛋白质合成过程,用流程图表示细胞中遗传信息的传递方向,转录,翻译,复制,一、中心法则的提出,1957年克里克提出中心法则:,转录,翻译,复制,猜想:生物界是否还有其它的遗传信息传递途径呢?,证据:,任务二:请根据资料对传统的中心法则作出修改,一、中心法则的提出及其发展,转录,翻译,复制,逆转录,复制,新型冠状病毒的遗传信息的传递途径是怎样的?病毒完成增殖需要哪些条件呢?,条件:病毒的RNA核糖核苷酸RNA复制酶 ATP,病毒的RNA 氨基酸酶、ATP、核糖体、tRNA,RNA,翻译,复制,转录,翻译,复制,逆转录,RNA
2、,HIV进入T细胞完成逆转录需要哪些条件呢?,逆转录:模板HIV的RNA 原料脱氧核苷酸 酶 逆转录酶等 能量ATP,在遗传信息的流动过程中:DNA、RNA信息的载体,蛋白质 信息的表达产物 ATP 为信息的流动提供能量,生命是物质、能量、信息的统一体,事实:实例1 皱粒豌豆的形成是由于淀粉分支酶异常,活 性大大降低而引起的实例2 人的白化症状形成的原因是缺少酪氨酸酶,任务三:请结合遗传信息流动规律,尝试解释上述实例中酶活性异常(或酶缺乏)的原因?由此会给细胞代谢带来什么结果?用文字和箭头总结基因、酶与性状之间的关系,二、基因、蛋白质与性状的关系,淀粉分支酶,淀粉分支酶异常,活性降低,控制酪氨
3、酸酶的基因,指导 合成,酪氨酸酶,促使,酪氨酸能转化为黑色素,正常肤色,控制酪氨酸酶的基因异常,酪氨酸酶不能合成,酪氨酸不能转化为黑色素,白化症状,控制酪氨酸酶的基因异常,酪氨酸酶不能合成,酪氨酸不能转化为黑色素,白化症状,性状,淀粉分支酶异常,活性降低,实例3 囊性纤维病是北美白种人中常见的一种遗传病,患者支气管被异常的黏液堵塞,常于幼年时死于肺部感染。,实例4 镰刀型细胞贫血症患者的红细胞不是正常的圆饼状,而是弯曲的镰刀状,易破裂,使人患溶血性贫血。,事实:,编码CFTR蛋白的基因缺失了3个碱基,CFTR 蛋白结构异常,导致功能异常,控制血红蛋白的基因中一个碱基对变化,血红蛋白结构发生变化
4、,囊性纤维病,镰刀型细胞贫血症,任务四:上述实例中两种疾病形成的原因有什么共同点?用流程图表述基因、基因表达产物(蛋白质)与性状之间的关系,红细胞呈镰刀状,编码CFTR蛋白的基因缺失了3个碱基,CFTR 蛋白结构异常,导致功能异常,控制血红蛋白的基因中一个碱基对变化,血红蛋白结构发生变化,囊性纤维病,镰刀型细胞贫血症,红细胞易破裂,使人患溶血性贫血,控制,基因,酶的合成,控制,细胞代谢,蛋白质结构,性状,控制,间接控制,直接控制,一个性状可受到多个基因的影响,人的身高可能是由多个基因决定的。,水稻中的Ghd7基因编码的蛋白质不仅参与开花的调控,对其生长、发育和产量都有重要作用,一个基因可影响多
5、个性状,后天营养和锻炼对人的身高也很重要。,同一株水毛茛,裸露在空气中的叶和浸在水中的叶,表现出了两种不同的形态。,环境对性状也有重要影响,雄蛙和雌蛙的性染色体分别是XY和XX。如果让它们的蝌蚪在20温度下发育时,雌雄比例大约为1:1。如果让这些蝌蚪在30温度下发育时,不管它们的性染色体组成怎样,将全部发育成雄蛙。,遗传学家曾经做过这样的实验:长翅果蝇幼虫正常的培养环境温度为25,将孵化后47d的长翅果蝇幼虫放在3537的环境中处理624 h后,得到了一些残翅果蝇,这些残翅果蝇在正常温度下繁殖的后代仍然是长翅果蝇。,问:请针对出现残翅果蝇的原因提出假说,进行解释。,(1)翅的发育需要经过酶催化
6、的反应,(2)酶是在基因指导下合成的,(3)酶的活性受温度、pH等条件影响。,生物体多种性状的形成,都是以细胞分化为基础的。同一生物体中不同类型的细胞,基因都是相同的,而形态结构和功能却各不相同,这是为什么呢?,这3种细胞中合成的蛋白质种类有什么差别?,3种细胞中的DNA都含有卵清蛋白基因、珠蛋白基因和胰岛素基因,但只检测到其中一种基因的mRNA,这一事实说明了什么?,3种细胞中有表达情况相同的基因吗?说明理由,造成同一生物体不同类型的的细胞形态、结构和功能差异的原因是什么?,请根据基因在不同类型细胞中的表达情况,尝试对基因进行分类。,这3种细胞中合成的蛋白质种类有什么差别?,3种细胞中的DN
7、A都含有卵清蛋白基因、珠蛋白基因和胰岛素基因,但只检测到其中一种基因的mRNA,这一事实说明了什么?,在特定的细胞中,基因的表达存在选择性,进而产生特异性的表达产物。,3种细胞中有表达情况相同的基因吗?说明理由,有,如ATP合成酶基因、细胞呼吸酶基因、核糖体蛋白基因,请根据基因在不同类型细胞中的表达情况,尝试对基因进行分类。,所有细胞均表达的基因,其产物是基本生命活动所必需的。(管家基因),不同类型细胞特异性表达的基因,其产物赋予不同细胞特异的生理功能。(奢侈基因),造成同一生物体不同类型的的细胞形态、结构和功能差异的原因是什么?,每种类型的细胞只表达一部分基因,即表达的差异产生了不同类型的细
8、胞,三、细胞分化的本质就是基因的_,选择性表达,DNA一般相同RNA、蛋白质不完全相同,基因的选择性表达导致性状的差异,基因什么时候表达,在哪种细胞中表达以及表达水平的高低都是受到调控的。基因表达发生改变,性状也会改变,表观遗传,生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象,叫做表观遗传。,任务五:请利用网络搜集有关表观遗传学的学习资料,并进行自主学习,解决两个问题:什么是表观遗传?遗传与表观遗传有什么异同?以“有趣的表观遗传现象”为主题撰写学习报告跟同学进行交流分享(课后),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受到基因表达产物、环境等多种因素的影响。生物体的性状是基因、基因表达产物、环境等多种因素共同决定的,一、中心法则的提出及其发展,二、基因、蛋白质与性状的关系,DNA,转录,逆转录,RNA,翻译,蛋白质,基因,环境,影响,性状,间接控制,直接控制,酶的合成,细胞代谢,蛋白质结构,三、基因的选择性表达与细胞分化,谢谢聆听!,