資源簡介

(共36張PPT)
DNA復制 轉錄 翻譯
遺傳信息的傳遞方向
1957年，克里克－－中心法則
DNA
RNA
蛋白質
轉錄
翻譯
復制
DNA→DNA
DNA→RNA
RNA→蛋白質
克里克
你能根據DNA復制、轉錄和翻譯過程，用文字和箭頭表示細胞中
遺傳信息的傳遞方向嗎？
基于以上事實，完善中心法則:
事實1：1965年，科學家在流感病毒等RNA病毒里發現了一種RNA復制酶，能對RNA進行復制，并以自身為模板指導蛋白質的合成。
事實2：1970年，科學家在勞斯肉瘤病毒等RNA病毒中發現了逆轉錄酶，它能以RNA為模板反向合成DNA，再以這段DNA為模板，互補合成病毒RNA。
轉錄
翻譯
RNA
DNA
蛋白質
復制
逆轉錄
復制
轉錄
翻譯
RNA
DNA
蛋白質
復制
逆轉錄
復制
DNA復制 轉錄 翻譯 逆轉錄 RNA復制
模板
原料
堿基
配對
產物
信息傳遞
DNA的兩條鏈
DNA的一條鏈
mRNA
RNA
RNA
脫氧核苷酸
核糖核苷酸
氨基酸
脫氧核苷酸
核糖核苷酸
A-T、T-A
C-G、G-C
A-U、T-A
C-G、G-C
A-U、U-A
C-G、G-C
A-T、U-A
C-G、G-C
A-U、U-A
C-G、G-C
2個DNA分子
RNA
蛋白質
DNA
RNA
DNA→RNA
DNA→DNA
RNA→蛋白質
RNA→DNA
RNA→RNA
生物種類 遺傳信息的傳遞過程
以DNA作為遺傳物質的生物 原核生物
真核生物
DNA病毒
以RNA作為遺傳物質的生物 一般RNA病毒
逆轉錄病毒
(HIV)
翻譯
蛋白質
復制
DNA
轉錄
RNA
蛋白質
翻譯
轉錄
DNA
RNA
逆轉錄
RNA
復制
轉錄
翻譯
RNA
DNA
蛋白質
復制
逆轉錄
復制
復制
RNA
蛋白質
翻譯
1. 下列哪一項不是RNA具有的（ ）
A. 復制 B. 轉錄 C. 逆轉錄 D. 翻譯
2. 對于中心法則，經科學家深入研究后，發現生物中還存
在著逆轉錄，它是指遺傳信息的傳遞從（ ）
A. 蛋白質→RNA B. RNA→DNA
C. DNA→RNA D. DNA→DNA
3. 圖示過程，正常情況下在動植物細胞中不可能發生的是( )
A. ①② B. ③④⑥ C. ⑤⑥ D. ②④
【即學即練】
B
B
B
4.在A、B、C、D四支試管內都加入一定量的水和ATP，都加入若干種酶，
另外：A. 加入DNA、脫氧核苷酸 B. 加入RNA、脫氧核苷酸
C. 加入DNA、核糖核苷酸 D. 加入RNA、核糖核苷酸
請根據實驗結果回答下列問題：
（1）據分析，A、B管內產物相同，但A管內是_____________過程；
B管內是_________過程。
（2）據分析，C、D管內產物相同，但C管內是_______過程；
D管內是____________過程。
（3）加入C管內DNA有60對堿基，那么，C管內產物中最多含
有_____個堿基，有密碼子 個。
（4）B與A相比，必須有________酶。
DNA復制
逆轉錄
轉錄
RNA復制
60
20
逆轉錄
例:鐮狀細胞貧血
控制血紅蛋白形成的相關基因發生改變
血紅蛋白的結構發生改變
紅細胞呈鐮狀，容易破裂，造成嚴重貧血
1.基因通過控制 而 控制生物性狀。
蛋白質的結構
直接
控制酪氨酸酶的基因異常
酪氨酸酶不能正常合成
酪氨酸不能轉化為黑色素
缺乏黑色素表現為白化病
2.基因通過控制 控制代謝過程，進而 控制生物性狀。
酶的合成
例:白化病
間接
1.一個基因 一種性狀
控制
2.一個基因 多種性狀
控制
3.多個基因 一種性狀
控制
例：控制豌豆開紫花的基因也控制種皮呈灰色的性狀
例：玉米葉綠素的形成至少涉及50多個基因；
人的身高、智力、長相、記憶力、性格等受到多個基
因的綜合作用。
基因與性狀并不是簡單的一一對應的關系
多基因效應
基因多效性
基因特異性
基因與生物性狀的關系：
1.下圖為豌豆種子圓粒性狀的產生機制。下列敘述錯誤的是（ ）
A.基因通過控制酶的合成來控制代謝過程,間接控制生物體的性狀
B.基因通過控制蛋白質的結構,從而直接控制生物體的性狀
C.皺粒種子中蔗糖含量相對較高,味道更甜美
D.圖中①②過程中堿基互補配對的方式有差異
B
【即學即練】
2．[多選]如圖為人體細胞內基因1、基因2與相關性狀的關系簡圖，下列相關敘述錯誤的是 (　 )
A．同一個體正常體細胞中同時存在基因1與基因2
B．圖中遺傳信息的傳遞途徑為：DNA→RNA（X1、X2）→蛋白質
C．老人白發增多的直接原因是圖中的酪氨酸含量下降
D．基因1與基因2對性狀的控制方式相同
CD
我們知道，人是由受精卵發育來的，受精卵經過分裂形成多個細胞，進而發育成不同類型的細胞，如紅細胞、神經細胞、肌肉細胞等。
1．這個過程我們稱為什么？
2．這些細胞中的基因是否相同？
3．這些不同類型的細胞其結構和功能都不相同，可能的原因是什么？
是基因的表達情況不同使這些細胞的結構和功能發生了差異, 有沒有證據證明呢？
想一想
細胞分化
相同
不同類型的細胞中，基因的表達情況不同。
檢測的
3種細胞 卵清蛋白基因
珠蛋白基因
胰島素基因 卵清蛋白mRNA 珠蛋白mRNA 胰島素mRNA
輸卵管細胞 ＋＋＋ ＋ － －
紅細胞 ＋＋＋ － ＋ －
胰島細胞 ＋＋＋ － － ＋
說明：“＋”表示檢測發現相應的分子，“－”表示檢測未發現相應的分子。
思考討論
科學家提取了雞的輸卵管細胞、紅細胞和胰島細胞，這三種細胞中分別含有卵清蛋白、珠蛋白、胰島素，科學家對這3種細胞中DNA、mRNA進行了檢測，結果如下表所示。
3種細胞含有的基因相同，但只檢測到其中一種基因的mRNA，說明什么？
細胞不是所有的基因都表達，基因的表達具有選擇性， 即基因的選擇性表達
是否存在某些基因在不同細胞中都表達的情況？
細胞呼吸酶基因
細胞呼吸
合成ATP
核糖體
細胞呼吸酶
ATP合成酶
核糖體蛋白
ATP合成酶基因
核糖體蛋白基因
基因
呼吸酶基因、
ATP合成酶基因等
血紅蛋白基因、胰島素基因等
指導合成的蛋白質是維持細胞生命活動所必需的。
管家基因
奢侈基因
指導合成的蛋白質賦予細胞特定的生理功能。
遺傳物質不改變
本質是基因選擇性表達
形態結構和生理功能不同
基因表達機制的復雜性
MicroRNA (miRNA) 是一類長度約為22 個核苷酸的非編碼單鏈RNA分子，它們參與轉錄后的基因表達調控。到目前為止，在動植物以及病毒中已經發現有28645個miRNA分子。
不參與編碼蛋白質的微RNA（miRNA）能在轉錄后介導對 mRNA 的降解，一些 miRNA具有組織特異性和時序性，即只在特定的組織或某個發育階段起著調控作用。
1. 如圖為人體某早期胚胎細胞所經歷的生長發育階段示意圖，圖中甲、
乙、丙、丁、戊為各個時期的細胞，a、b表示細胞所進行的生理過
程。下列敘述正確的是（ ）
①a過程是有絲分裂，b過程是細胞分化　
②乙和丙的染色體組成不同　
③丁與戊因遺傳物質不同而發生分化　
④甲、丁、戊中的蛋白質不完全相同
A．①②　 B．①④ C．③④ D．②③④
B
【即學即練】
2.下表是人體內的紅細胞(未成熟)、胰島B細胞、漿細胞（與合成抗體有關）內所含有的核基因及這些基因表達的情況(“＋”表示該基因能表達，“－”表示該基因未表達)。下列有關說法正確的是（ ）
A. ①②③均表示“＋”
B．此表說明細胞分化導致基因的選擇性表達
C．三種細胞中mRNA和蛋白質種類完全不同
D．三種細胞的形態結構和生理功能不同的根本原因是基因種類不完全相同
細胞 血紅蛋白基因 胰島素基因 抗體基因 有氧呼吸酶基因
紅細胞 ＋ － － ＋
胰島B細胞 － ① － ＋
漿細胞 － － ② ③
A
1．這兩種形態的葉，其細胞的基因組成相同嗎？
2．引起兩種葉形差異的原因是什么？
相同
環境
問題探討
表型 =
基因型 + 環境
如后天的營養和體育鍛煉等對人的身高也有重要作用。
*
概念：生物體基因的堿基序列_________，而______發生
____________的現象；
保持不變
表型
可遺傳變化
四、表觀遺傳
甲基化 水平低
Lcyc基因
對稱花型
正常表達
Lcyc基因
高度 甲基化
不對稱花型
不表達
×
F1（自交）
F2
04
植株A
植株B
柳穿魚花型改變的表觀遺傳
——與Lcyc基因的表達相關
高度甲基化的Lcyc基因
能通過種子遺傳給后代
蜂王
工蜂
3天內取食蜂王漿
3天后繼續取食蜂王漿
3天后取食花粉和花蜜
基因型相同的雌性幼蟲
蜂王與工蜂的異型分化的表觀遺傳
取食不同為什么會造成生物性狀的差異呢？
Dnmt3基因的表達產物DNA甲基轉移酶，能在DNA某些區域添加甲基基團，進而影響基因的表達。敲除Dnmt3基因后，蜜蜂幼蟲發育為蜂王，這與取食蜂王漿有相同的效果。可見，蜂王漿的作用與降低DNA甲基化程度有關。
研究發現，蜂王基因組甲基化的程度明顯低于工蜂。雌性幼蟲后期是否取食蜂王漿，可造成重要基因甲基化程度的差異，從而影響蜂王和工蜂體內基因的表達。
拓展
基因的堿基序列不變
柳穿魚花型改變和蜜蜂的異型分化有什么共同點？
思考討論
部分堿基發生了甲基化修飾，抑制了基因的表達。
引起表型改變
可遺傳
1、DNA甲基化
結果：抑制基因的表達，進而對表型產生影響。
2、組蛋白修飾：在核小體的組蛋白不同氨基酸中加上多種化學基團的
現象，這種修飾能改變染色質狀態及開放程度，進而
調控基因的表達。
表觀遺傳的常見作用機制
3、非編碼RNA
非編碼RNA：不編碼蛋白質的RNA。(除tRNA和rRNA外)
DNA
DNA
mRNA
非編碼RNA
蛋白質
阻止翻譯(抑制基因表達)
互補配對
(P66第三段)
1.概念
生物體基因的堿基序列_________，而_____發生____________的現象；
保持不變
表型
可遺傳變化
2.特點:
①DNA不變
②可遺傳
③可逆性
健康提示：
吸煙會使人的體細胞內DNA的甲基化水平升高，對染色體上的組蛋白也會產生影響。還有研究發現，吸煙可使男性精子活力下降，精子中DNA的甲基化水平明顯升高。
但是若這些不良習慣被消除，這些表觀遺傳的改變又會逐漸減弱甚至消失；
4.發生時期:
普遍存在于生物體生長、發育和衰老的整個生命過程中；
柳穿魚花形遺傳
同卵雙胞胎生長發育過程中所具有的差異
蜂王和工蜂的差異
5.實例:
3.作用機制:
①DNA甲基化；
②組蛋白修飾；
③非編碼RNA干擾（例如miRNA）；
6.意義:
可以使生物打破DNA序列變化緩慢的限制，使后代能迅速獲得上一代生物對環境因素做出反應而發生的變化。可能有利，也可能有害。
DNA
mRNA
蛋白質
性狀
轉錄
翻譯
體現
經典遺傳
表觀遺傳
調控
表觀遺傳學：堿基序列不變，由環境變化影響基因表達從而引起性
狀的改變，可遺傳。
經典遺傳學：堿基序列改變，引起性狀改變，可遺傳。
1.DNA甲基化通常發生于DNA的CG序列密集區，DNA甲基化
使DNA鏈發生高度緊密排列，導致RNA聚合酶無法與其結合，
抑制了基因的表達。下列敘述錯誤的是(　 )
A．DNA甲基化能夠影響基因的轉錄過程 B．DNA甲基化導致的性狀改變不可遺傳 C．發生DNA甲基化的基因堿基序列不變 D．吸煙會使人的體細胞內DNA甲基化水平升高
【即學即練】
B
2．[多選]黃色小鼠(AA)與黑色小鼠(aa)雜交，產生的F1(Aa)不同個體之間出現了不同體色。研究表明，不同體色的小鼠A基因的堿基序列相同，但A基因中二核苷酸(CpG)的胞嘧啶有不同程度的甲基化(如下圖)，已知甲基化不影響DNA復制。下列有關分析錯誤的是( 　 )
A．F1不同小鼠個體之間體色的差異可能與A基因甲基化程度有關
B．堿基甲基化可能影響RNA聚合酶與該基因的結合
C．這種DNA甲基化修飾不可以遺傳給后代
D．A基因中的堿基甲基化引起了基因中堿基序列的改變
CD
3.DNA甲基化能影響表型，也能遺傳給子代。研究發現，Dnmt3蛋白是
Dnmt3基因表達的一種DNA甲基轉移酶，能使DNA某些區域添加甲基
基團，如圖所示。回答下列問題：
(1)Dnmt3基因經過程①(虛線框中堿基序列)合成的RNA的堿基序列為CUUGCCAGC，則該過程是以基因的___鏈為模板，過程②發生的場所是________，相比過程①，過程②特有的堿基配對方式是_________。在細胞內，少量的mRNA可以迅速合成大量的蛋白質，原因是________________________________________________________________。(2)DNA甲基化若發生在基因轉錄的啟動子序列上，則會影響RNA聚合酶與該序列的識別與結合，進而抑制基因的表達。據圖可知，DNA甲基化______(填“會”或“不會”)改變基因的堿基序列。
U—A　
β
核糖體　
一個mRNA分子可相繼結合多個核糖體，同時合成多條肽鏈　
不會

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