基因表达与性状的关系课件 【知识精讲+高效备课】 高一下学期生物人教版必修2

第四章基因的表达目录CONTENTS基因表达与性状的关系基因指导蛋白质的合成12基因表达与性状的关系第二节教学目标描述基因选择性表达与细胞分化的关系。举例说明基因控制生物体性状的两种方式。阐述表观遗传现象。素养要求科学思维——通过实例分析，认识到生物的性状与基因之间并非都是简单的线性关系。生物的性状主要通过蛋白质来表现。生命观念——通过对DNA甲基化等表观遗传现象的分析，认识到生物的性状是基因、环境和表观遗传修饰共同作用的结果。社会责任——通过分析吸烟会使人体细胞和精子细胞中DNA甲基化水平升高，认识到吸烟有害健康。思考与讨论讨论这两种形态的叶，其细胞的基因组成一样吗?这两种叶形的差异，可能是由什么因素引起的?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。水中的叶比空气中的叶要狭小细长一些，其细胞的基因组成应是一样的。环境，基因的选择性表达性状不同，与基因有什么关系？一、基因表达产物与性状的关系JIYINBIAODACHANWUYUXINGZHUANGDEGUANXI一、基因表达产物与性状的关系JIYINBIAODACHANWUYUXINGZHUANGDEGUANXI编码淀粉分支酶的基因正常淀粉分支酶正常合成蔗糖能够合成为淀粉，淀粉含量升高淀粉含量高，有效保留水分，豌豆显得圆圆胖胖（性状：圆粒）

DNA中插入了一段外来的DNA序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因淀粉分支酶不能正常合成蔗糖不合成为淀粉，蔗糖含量升高淀粉含量低的豌豆由于失水而显得皱缩（性状：皱粒）一、基因表达产物与性状的关系JIYINBIAODACHANWUYUXINGZHUANGDEGUANXI1.间接途径

基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，间接控制生物的性状。(1)途径：基因——→

的合成——→细胞

——→生物体的性状。酶代谢人的白化病白化病是一种较常见的皮肤及其附属器官黑色素缺乏所引起的疾病。这类病人通常是全身皮肤、毛发、眼睛缺乏黑色素，表现出怕光等行为。白化病的形成控制酶形成的基因正常酪氨酸酶正常合成酪氨酸能正常转化为黑色素表现正常控制酶形成的基因异常酪氨酸酶不能正常合成酪氨酸不能正常转化为黑色素缺乏黑色素而表现为白化病白化病一、基因表达产物与性状的关系JIYINBIAODACHANWUYUXINGZHUANGDEGUANXI2.直接途径

基因通过控制蛋白质结构

直接控制生物体的性状。(1)途径：基因——→蛋白质的结构——→生物体的性状。控制控制一、基因表达产物与性状的关系JIYINBIAODACHANWUYUXINGZHUANGDEGUANXI囊性纤维病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黏液增多黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染镰刀型细胞贫血症“镰刀型细胞贫血症“是一种常染色体隐性遗传性疾病，以红细胞形态失去了正常的圆饼形而变成了镰刀状而得名。一、基因表达产物与性状的关系JIYINBIAODACHANWUYUXINGZHUANGDEGUANXI基因结构蛋白细胞结构生物性状酶或激素细胞代谢生物性状蛋白质直接作用间接作用a.生物性状主要是由蛋白质体现b.蛋白质的合成又受基因的控制生物的性状是由基因控制的2思考和讨论：分析不同类型细胞中DNA和mRNA的检测结果检测的3种细胞卵清蛋白基因、珠蛋白基因、胰岛素基因卵清蛋白mRNA珠蛋白mRNA胰岛素mRNA输卵管细胞++++--红细胞+++-+-胰岛细胞+++--+科学家提取了鸡的输卵管细胞、红细胞(有细胞核)和胰岛细胞，对这3种细胞中的DNA和mRNA进行了检测，结果如下表所示。说明:“+”表示检测发现相应的分子，“-”表示检测未发现相应的分子。思考和讨论：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?不同类型的细胞，合成的蛋白质种类不同。同一生物体内的不同种细胞，所含有的基因没有差异，但基因的表达存在着选择性二、基因的选择性表达与细胞分化和表观遗传JIYINDEXUANZEXINGBIAODAYUXIBAOFENHUAHEBIAOGUANYICHUAN1、基因的选择性表达与细胞分化（1）在不同类型的细胞中，表达的基因大致可以分为两类：

一类是

的基因；

一类是只在某类细胞中

的基因。（2）细胞分化的本质就是

。基因的

表达与基因表达的

有关。所有细胞中都表达特异性表达基因的选择性表达选择性调控二、基因的选择性表达与细胞分化和表观遗传JIYINDEXUANZEXINGBIAODAYUXIBAOFENHUAHEBIAOGUANYICHUAN多种性状管家基因表达“管家基因”是指所有细胞中均要稳定表达的一类基因，其产物是对维持细胞基本生命活动所必需的。“奢侈基因”是指不同类型细胞中特异性表达的基因，奢侈基因的产物赋予各种类型细胞特定的形态结构特征与功能。二、基因的选择性表达与细胞分化和表观遗传JIYINDEXUANZEXINGBIAODAYUXIBAOFENHUAHEBIAOGUANYICHUAN细胞分化的结果：形成各类不同的细胞或组织细胞分化的根本原因：基因的选择性表达柳穿鱼花的形态结构的遗传思考和讨论：柳穿鱼花的形态结构的遗传和小鼠毛色的遗传柳穿鱼花小鼠毛色柳穿鱼花的形态结构的遗传柳穿鱼花

柳穿鱼植株A柳穿鱼植株B性状表现开两侧对称花开辐射对称Lcyc基因测序结果植株A和植株B碱基组成及序列一样，没有差异Lcyc基因表达情况检测___________表达不表达Lcyc基因甲基化检测与植株A相比，植株B的Lcyc基因高度_________杂交实验植株A与植株B杂交，F1开两侧对称花，F2绝大部分植株开两侧对称花，少部分植株开辐射对称花甲基化小鼠毛色的遗传小鼠毛色子一代小鼠基因型子一代均为Avya子一代小鼠表型不同小鼠表现出黄色和黑色之间的一系列过渡类型Avy基因甲基化检测毛色越深的小鼠，Avy基因甲基化程度越______高2、表观遗传(1)现象：根据上述两个实例分析，DNA的甲基化将会___________该基因的表达，从而影响生物的性状；DNA的甲基化是___________遗传给下一代的。抑制可以(2)概念：生物体基因的

保持不变，但

和

发生可遗传变化的现象，叫作表观遗传。碱基序列基因表达表型(3)吸烟与人体健康的关系:吸烟会使人体细胞内DNA的___________水平升高，对染色体上的组蛋白也会产生影响。甲基化3.基因与性状间的对应关系(1)基因决定生物性状①

——→一种性状②

——→多种性状(如基因间相互作用)③

——→一种性状(如人的身高)控制控制控制一个基因一个基因多个基因(2)生物体的性状还受

的影响。(3)基因与基因、基因与基因产物、

之间借助复杂的相互作用，形成一个错综复杂的网络，精细地调控着生物体的

。环境条件基因与环境性状小测：1、在甲基转移酶的催化下，DNA的胞嘧啶被选择性地添加甲基导致DNA甲基化，进而使染色质高度螺旋化，因此失去转录活性。下列相关叙述错误的是(

) A.DNA甲基化，会导致基因碱基序列的改变 B.DNA甲基化，会导致mRNA合成受阻 C.DNA甲基化，可能会影响生物的性状 D.DNA甲基化，可能会影响细胞分化A小测：2、人类白化病和苯丙酮尿症是由于代谢异常引起的疾病，如图表示在人体代谢中产生这两类疾病的过程。由图中不能得出的结论是(

)A．基因可以通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状B．基因可以通过控制酶的合成来控制生物的性状C．一个基因可以控制多种性状D．一种性