基因表达与性状的关系PPT课件

1、基因表达与性状的关系滨州实验中学.邢琪琪12021/7/24为什么在同一家庭成长的同卵双胞胎，基因序列相同，为什么在同一家庭成长的同卵双胞胎，基因序列相同，但在许多性状上仍然有很大差异呢？但在许多性状上仍然有很大差异呢？22021/7/24第2节 基因表达与性状的关系32021/7/24学习目标1、举例说明基因通过控制酶的合成和蛋白质的结构控制生物性状2、通过分析同一个体不同类型细胞中DNA和RNA的检测结果说明细胞分化的本质是基因选择性表达的结果。3、结合实例概述某些基因序列不变但表现型改变的表观遗传现象。4、阐明基因、环境与性状之间的复杂关系，认同生命的复杂性。42021/7/24水熊是地

2、球上已知生命力最强的生物，抗辐射能力是人类的千倍之多。可以在没有防护措施的条件下在外太空生存，一、基因表达产物与性状的关系52021/7/24科学家将水熊中发现的抗辐射基因Dsup转移到人类细胞中，希望能提高人类细胞的抗辐射能力一、基因表达产物与性状的关系1、辐射处理时转入Dsup基因组细胞存活率和未处理组相比有什么变化，说明什么问题2、辐射处理时转入Dsup基因但是抑制蛋白组细胞存活率和未处理组相比有什么变化，说明什么问题？62021/7/24一、基因表达产物与性状的关系分析：1、在人类细胞中转入水熊体内的抗辐射基因后，人细胞死亡率迅速降低，说明转入Dsup基因可以令人细胞抗辐射。2、转入D

3、sup基因且抑制蛋白组实验说明，在转入Dsup基因但同时抑制蛋白质合成的情况下，人细胞仍然会迅速死亡，表明即使有基因存在，没有蛋白质，人细胞仍然没有抗辐射的能力结论：基因通过控制蛋白质从而控制性状72021/7/24蛋白质蛋白质的功能的功能结构蛋白结构蛋白酶酶抗体抗体转运蛋白转运蛋白激素激素蛋白质是生命活动的主要承担者蛋白质是生命活动的主要承担者一、基因表达产物与性状的关系受体受体82021/7/24一、基因表达产物与性状的关系患囊性纤维病基因：蛋白质：结果：性状： CFTR基因缺失了3个碱基CFTR蛋白结构异常，导致功能异常患者支气管内粘液增多，细菌繁殖，肺部感染实例1：囊性纤维化是北美白人

4、中常见的一种遗传病，患者支气管被异常的粘液堵塞，常于幼年时死于肺部感染。研究发现大约70%的囊性纤维化患者中，编码CFTR蛋白（一种转运蛋白）的基因缺失了3个碱基，导致CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸，其空间结构发生变化，使CFTR转运氯离子的功能出现异常，导致患者支气管中的粘液增多，管腔受阻，细菌在肺部出现大量生长繁殖，最终使肺功能严重受损92021/7/24 实例2：镰刀型细胞贫血症是一种遗传病。正常人的红细胞是中央微凹的圆饼状，而镰刀型细胞贫血症患者控制血红蛋白的基因序列发生了变化，导致血红蛋白的结构发生改变，从而使红细胞变成了弯曲的镰刀状，这样的红细胞容易破裂，使人容易患溶血性贫血

5、，严重时会导致死亡一、基因表达产物与性状的关系镰刀型细胞贫血症基因：蛋白质：结果：性状：血红蛋白基因发生改变血红蛋白结构发生变化红细胞呈镰刀状，容易破裂，患溶血性贫血102021/7/24一、基因表达产物与性状的关系 这两个例子来看，大家可以总结出基因是如何控制生物的性状的？这两个例子来看，大家可以总结出基因是如何控制生物的性状的？基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。112021/7/24一、基因表达产物与性状的关系豌豆粒形性状豌豆粒形性状基因的差异基因的差异淀粉分支酶淀粉分支酶淀粉含量淀粉含量成熟时豌豆种成熟时豌豆种子的含水量子的含水量

6、皱粒不能合成圆粒编码淀粉分支酶的基因正常高性状性状酪氨酸酶基因的差异酪氨酸酶基因的差异酪氨酸酶酪氨酸酶黑色素黑色素正常控制酪氨酸酶的基因正常酪氨酸转为黑色素白化病不能合成表1 豌豆圆粒与皱粒对比分析表表2 白化病与正常人对比分析表少低编码淀粉分支酶的基因不正常多能合成能合成控制酪氨酸酶的基因不正常酪氨酸不能转为黑色素阅读教材71页，完成表格122021/7/24 这两个例子来看，大家可以总结出基因是如何控制生物的性状的？这两个例子来看，大家可以总结出基因是如何控制生物的性状的？基因通过控制酶的合成来控制代谢的过程，进而控制生物体的性状。基因通过控制酶的合成来控制代谢的过程，进而控制生物体的性状

7、。一、基因表达产物与性状的关系132021/7/24 基因基因蛋白质的结构蛋白质的结构生物性状生物性状酶的合成酶的合成 细胞代谢细胞代谢生物性状生物性状蛋白质蛋白质直接途径直接途径间接途径间接途径基因通过指导蛋白质的合成来控制性状基因通过指导蛋白质的合成来控制性状 142021/7/24二、基因的选择性表达的与细胞分化同一生物体的不同类型细胞中，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？152021/7/24二、基因的选择性表达的与细胞分化1、这3种细胞中合成的蛋白质种类有什么区别？2、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mRN

8、A，这一事实说明了什么？3、3种细胞中有表达情况相同的基因吗？教材72页162021/7/24基因类型合成蛋白质的类型举例所有细胞都表达维持细胞基本生命活动所必需的某类细胞中特异性表达不是维持细胞基本生命活动所必需的二、基因的选择性表达的与细胞分化细胞分化的本质：核糖体蛋白基因ATP合成酶基因细胞呼吸酶基因胰岛素基因血红蛋白基因卵清蛋白基因基因的选择性表达172021/7/24三、表观遗传很多人误认为，这一辈子不管如何“胡过”（不健康的生活习惯，包括抽烟、喝酒、暴食、熬夜等），最多是自己的身体受到影响，而不容易影响孩子。然而，许多新的研究结果却表明，父母的生活经历是可以经由DNA序列以外的方式

9、传给他们的后代的。2001年，瑞典科学家拜格林发表了他对瑞典北部某地人的寿命进行研究所得的结果。该地区位于北极圈以内，粮食收成极不稳定。如果年景歉收，人们就会挨饿；但如果获得大丰收，他们又会大吃大喝。拜格林的研究表明：1、如果爷爷辈在9到12岁时有大吃大喝的经历，那他们的孙子的寿命就比较短，得糖尿病的几率会增加。2、如果爷爷辈在青春期前挨饿，其孙子就较少得心血管病。3、如果祖母在青春期前曾大吃大喝，她们的孙女的寿命也会明显缩短。4、如果父亲在11岁之前（即进入青春期之前）就开始吸烟，那他们的儿子在9岁时就会超重所有这些证据表明，即使我们传给后代的DNA序列没有变化，这一代生活所造成的身体变化也

10、会通过某种途径传给下一代表观遗传182021/7/24三、表观遗传192021/7/24阅读教材73页：思考.讨论三、表观遗传讨论：讨论：1.上述资料中，柳穿鱼和小鼠性状改变的原因是什么？上述资料中，柳穿鱼和小鼠性状改变的原因是什么？2.分析资料分析资料1，F1的花为什么与植株的花为什么与植株A的相似？在的相似？在F2中，为什么有些植株的花与中，为什么有些植株的花与植株植株B的相似？的相似？3.资料资料1和资料和资料2展示的遗传现象有什么共同点？展示的遗传现象有什么共同点？柳穿鱼花的性状改变是因为Lcyc基因的部分碱基被高度甲基化，不能表达小鼠毛色改变是因为Avy的甲基化程度不同，导致该基因的

11、表达受到抑制的程度不同，进而影响性状F1具有一个正常的Lcyc基因和一个被高度甲基化的Lcyc基因，故它的花与植株A相似；F1自交后的F2中有些植株具有两个被高度甲基化的Lcyc基因，因此它的花与植株B的相似碱基的序列保持不变，但基因的表达受到抑制，因此性状发生改变，而且这种改变可以遗传202021/7/24LcycLcyc基因基因正常正常植株植株A A开花时表达开花时表达LcycLcyc基因基因高度甲基化高度甲基化植株植株B B开花时不表达开花时不表达F F1 1F F2 2绝大部分植株的花与植株绝大部分植株的花与植株A A相似相似少部分植株的花与植株少部分植株的花与植株B B相似相似212

12、021/7/242.机理柳穿鱼Lcyc基因和小鼠Avy基因的碱基序列没有变化，但部分碱基发生了甲基化修饰，抑制了基因的表达，进而对表型产生影响。这种DNA甲基化修饰可以遗传给后代，使后代出现同样的表型。1.概念：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 相关信息：除了相关信息：除了DNADNA甲基化，构成染色体的组蛋白发生甲甲基化，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。基化、乙酰化等修饰也会影响基因的表达。三、表观遗传222021/7/243.实例： 表观遗传现象普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动过程中。 例如，同卵

13、双胞胎所具有的微小差异与表观遗传有关；一个蜂群中，蜂王和工蜂都由受精卵发育而来，但它们在形态、结构、生理和行为等方面截然不同，表观遗传也在其中发挥了重要的作用。232021/7/24豌豆的粒形人的白化病囊性纤维病镰刀型细胞贫血症一对等位基因控制一对相对性状基因和性状之间是不是简单地一一对应的关系呢？四、表型与基因型、环境的关系242021/7/241、人的身高是由多个基因决定的，其中每个基因对身高都有一定的作用多因一效多因一效2、我国科学家研究发现水稻中的Ghd7基因编码的蛋白质不仅参与了开花的调控，而且对水稻的生长、发育和产量都有重要作用一因多效一因多效基因和性状并不是简单地一一对应的关系生

14、物体的性状是不是都由基因决定的呢？四、表型与基因型、环境的关系教材74页252021/7/24同一株水毛茛，裸露在空气中的叶为宽形叶，浸在水中的叶为窄形叶一份研究表明，在100年期间，除了一些非洲国家，大多数国家的平均身高都有所增长。尤其是荷兰人的身高增长特别引人注目。荷兰男人的平均身高从169厘米增长到了如今的近183厘米；荷兰女人的身高则长高了14厘米.营养好是荷兰人高大强壮的重要原因之一。其中的一个饮食习惯是，人们把牛奶当水饮。另外，饮食中的肉类，如牛肉、鸡肉等肉制品，也是荷兰人摄取大量优质蛋白的主要来源。以上实例说明生物体的性状除基因外，还受什么因素的影响？四、表型与基因型、环境的关系

15、262021/7/241、 环境因素可以通过表观遗传使生物体的性状发生改变；环境因素可以通过表观遗传使生物体的性状发生改变；2、 环境因素可以通过影响基因表达产物蛋白质的活性（如温度和环境因素可以通过影响基因表达产物蛋白质的活性（如温度和PH可可以影响酶的活性），使生物体的性状发生改变。以影响酶的活性），使生物体的性状发生改变。3、环境因素可以通过改变遗传物质，使生物体的性状发生改变、环境因素可以通过改变遗传物质，使生物体的性状发生改变四、表型与基因型、环境的关系272021/7/24四、表型与基因型、环境的关系环境环境影响影响表现型表现型=基因型基因型 +环境条件环境条件282021/7/2

16、4课堂小结1、基因控制生物性状的两条途径（1）_（2）_2、细胞分化的本质:_3、表观遗传不变的是：_变化的是：_4、基因、性状、环境的关系相互关系_基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。基因通过蛋白质直接控制生物体的性状。基因的选择性表达碱基序列表型表型（性状）=基因型+环境292021/7/241.1.下列关于基因、蛋白质和性状三者间关系的叙述，正确的是（下列关于基因、蛋白质和性状三者间关系的叙述，正确的是（ ）A.A.生物体的性状完全由基因控制，与环境无关生物体的性状完全由基因控制，与环境无关B.B.基因控制性状可以通过控制蛋白质的合成来实现基因控制性状可以通过控制蛋

17、白质的合成来实现C.C.基因与性状之间都是一一对应关系基因与性状之间都是一一对应关系D.D.基因不能控制酶的合成基因不能控制酶的合成B B课堂练习302021/7/242.2.读下图，判断下列有关基因与性状关系的叙述错误读下图，判断下列有关基因与性状关系的叙述错误的是的是 （）（） A. A. 由基因产物呈现的性状可知，一个基因由基因产物呈现的性状可知，一个基因会影响多种性状会影响多种性状B. B. 若为表达出的异常血红蛋白呈现的性状若为表达出的异常血红蛋白呈现的性状红红细胞呈镰刀状，可说明基因通过控制酶的合成来控制细胞呈镰刀状，可说明基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状代谢过程，进而控制生物体的性状C. C. 图示可表明基因与性状之间并非简单的线性关系图示可表明基因与性状之间并非简单的线性关系D. D. 生物体的性状除了受基因控制外，还受环境条件生物体的性状除了受基因控制外，还受环境条件的影响的影响B B课堂小结312021/7/243. 3. 有人取同种生物的不同类型细胞，检测其基因表达有人取同种生物的不同类型细胞，检测其基因表达情况，结果如右图。下列有关图示的分析，正确的是情况，结果如右图。下列有关图示的分析，正确的是 （）（） A. A. 在基因在基因1 1 8 8 中，控制核糖体蛋白质合成的