第二章 第三节 遗传信息控制生物的性状（第2课时）（课件PPT）

第节 三遗传信息控制生物性状第2课时 中心法则 细胞分化 表观遗传高中生物 必修2第二章一、中心法则资料分析，并写出遗传信息的传递方向资料1：流行性感冒病毒等RNA病毒，在感染人体后，它们的RNA能够自我复制并以自身为模板指导蛋白质的合成。资料2：劳斯肉瘤病毒等RNA病毒，能以自身RNA为模板，反向合成一段 DNA，再以这段DNA为模板，互补合成病毒RNA。资料3：朊病毒是一类不含核酸而仅由蛋白质构成的具有感染性的因子。朊病毒与正常蛋白质接触后能改变其折叠状态，将其变为朊病毒。朊病毒能引起羊瘙痒症、疯牛病。中心法则的补充RNADNA 蛋白质转录翻译复制 逆转录复制以上实例涉及的都是 基因对生物体性状的控制单个基因和性状的关系都是简单的线性关系吗？人的身高、血压、智力、长相、记忆力、性格等。有哪些性状是有多个基因共同控制的？基因对性状的控制1. 通过控制酶的合成来控制代谢过程， 从而间接控制生物性状。2. 通过控制蛋白质分子的结构来直接影响性状。DNA—蛋白质—性状的关系DNA的多样性蛋白质的多样性生物界的多样性决定导致根本原因直接原因/物质基础表现形式二、细胞分化1.概念：在个体发育中，由一个或一种细胞经细胞分裂产生的子代细胞，在形态结构和生理功能上逐渐发生稳定性差异的过程，叫作细胞分化 2.实质：这是细胞中的基因选择性表达的结果，即在个体发育过程中,不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同。细胞分裂细胞分化细胞分裂使细胞数目增多，细胞分化使细胞种类增加。3.机制：MicroRNA (miRNA) 是一类由内源基因编码的长度约为22 个核苷酸的非编码单链RNA分子，它们在动植物中参与转录后基因表达调控。到目前为止，在动植物以及病毒中已经发现有28645个miRNA分子。不参与编码蛋白质的微RNA（miRNA）也能在转录后介导 对 mRNA 的降解，一些 miRNA具有组织特异性和时序性，即 只在特定的组织或某个发育阶段起着调控作用。生物体的性状除了受基因控制外，还受哪些因素的影响？环境基因型相同，表现型是否一定相同？不一定表型 =基因型 + 外界环境基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个错综复杂而又繁而有序的网络，精细地调控着生物体的性状表观基因的改变还能影响一个人的基因，在极端例子中，影响能持续两到三代人。例如，科学家们对在二战中曾经历饥荒的怀孕女子的子女和孙辈进行研究，结果显示这些女子的后代大多体型较矮，容易患糖尿病和精神病，这些趋势就是由表观基因变化而导致的。“从本质上来说，表观基因的变化能对一代人带来短期改变，”斯佩克特说，“饥荒不会立即改变人的基因，但由此导致的表观基因的变化能让人生下更瘦或是更胖的子女，发生在子女身上的改变是最能适应新环境的改变。这些改变至少会持续两到三代之后改变可能会消失，也可能继续。”三、表观遗传的现象即使亲代传递给后代的DNA序列没有改变，亲代在生活中由于生活环境或生活习惯的改变而引起的身体状况变化，也会通过某种途径遗传给下—代，即父母的生活经历可以通过DNA序列以外的方式遗传给后代。生物学家将这种遗传现象称为表观遗传现象（epigenetic phenomena)遗传学基因性状环境和生活习惯表观遗传学基因突变（基因序列改变）基因不变表观遗传与我们之前学习的传统遗传有何不同？表观遗传学是与遗传学相对应的概念。遗传学是指基于基因序列改变所致基因表达水平的变化，如基因突变等；表观遗传学则是指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。表观遗传的分子机制DNA分子（带负电荷）通过DNA分子缠绕在组蛋白分子上，使原来细长的DNA分子盘旋成紧密结构，这样，基因及其“开关”就被隐藏起来。基因表达的开关关闭组蛋白（带正电荷）表观遗传的分子机制——DNA的甲基化如果给启动子的胞嘧啶加上甲基基团（-CH3），会使染色质高度螺旋化，凝缩成团，这个基因就无法被识别，失去转录活性，因而不能完成转录。这个过程称为DNA的甲基化，相当于DNA戴上隐身帽子，使基因内存储的信息无法被读取。表观遗传的分子机制——组蛋白的乙酰化在细胞里，基因转录的一个重要步骤就是组蛋白的乙酰化，就是乙酰基把氨基上的正电荷屏蔽起来，组蛋白的正电荷一旦减少，与带负电荷的DNA分子片段（某基因）缠绕力量就会减弱，随之松开，里面的信息就可以读取，即进行转录。赖氨酸HAT催化乙酰基带正电正电减弱表观遗传的分子机制——组蛋白的乙酰化在细胞里，基因转录的一个重要步骤就是组蛋白的乙酰化，就是乙酰基把氨基上的正电荷屏蔽起来，组蛋白的正电荷一旦减少，与带负电荷的DNA分子片段（某基因）缠绕力量就会减弱，随之松开，里面的信息就可以读取，即进行转录。表观遗传的分子机制（1） 组蛋白的乙酰化（2） 基因启动子的甲基化基因的表达发生改变后代的性状发生改变影响精神生活或身体状况改变（表型变化）这些不通过DNA序列改变而影响身体的性状有时能遗传给后代，这样的变化称为表观遗传修饰（epigenetic modification），即发生在DNA序列外的变化。同卵双胞胎的DNA序列是完全相同的，从理论上说，他们患病的类型和概率也是相同的，但研究发现，双胞胎中一个会患上某种疾病，但另一个却身体健康，研究表明是由于他们的甲基化程度不同。表达修饰上的差异，也会表现出完全不同的性状。表观遗传修饰现象表观遗传学与蜂王的分化发育蜂王（2N）雄蜂（N）工蜂（2N）表观遗传学与蜂王的分化发育雌性幼虫（2N）雄性幼虫（N）雄蜂（N）喂食蜂王浆蜂王（2N）喂食花粉和花蜜工蜂（2N）甲基化程度低甲基化程度高 可以使生物打破DNA变化缓慢的限制，使后代能迅速获得亲代应对环境因素做出的反应而发生的变化，这对生物种群的生存和繁衍可能是有利的，也可能是有害的，如不良的环境和生活习惯对后代产生不利的影响。表观遗传机制的意义1、下图所示的过程，正常情况下在动植物细胞中都不可能发生的是（ ）A、①② B、③④⑥ C、⑤⑥ D、②④B2、甜豌豆的紫花对白花是一对相对性状，由非同源染色体上的两个相对基因共同控制，只有当同时存在两个显性基因（A和B）时，花中的紫色素才能合成，下列说法正确的是（ ）A．一种性状只能由一种基因控制B．基因在控制生物体的性状上是互不干扰的C．每种性状都是由两个基因控制的D．基因之间存在着相互作用D3、许多基因的启动子内富含CG重复序列，若其中的部分胞嘧啶（C）被甲基化成为5-甲基胞嘧啶，就会抑制基因的转录。下列与之相关的叙述中，正确的是（ ）A. 胞嘧啶甲基化会阻碍RNA聚合酶与启动子结合B. 胞嘧啶甲基化导败表达的蛋白质结构改变C. 基因的表达水平与基因的甲基化程度无关D. 在一条单链上相邻的C和G之间通过氢键连接A谢 谢！