基因表达与性状的关系课件-高一下学期生物人教版必修2

第4章基因的表达第2节基因表达与性状的关系必修二遗传与进化同一株水毛茛，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。讨论:1.这两种形态的叶，其细胞的基因组成一样吗?2.这两种叶形的差异，可能是由什么因素引起的?这两种形态的叶，其细胞的基因组成是一样的。这两种叶形的差异，可能是由叶片所处的环境因素引起的。一百多年前，孟德尔提出豌豆所表现出来的性状是由遗传因子（基因）控制的。1957年，克里克提出中心法则：遗传信息可以从DNA流向DNA；也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质。一、基因表达产物与性状的关系基因性状控制蛋白质体现表达？转录翻译阅读课本P71-72例一：豌豆的圆粒与皱粒1.解释豌豆为什么会表现出圆粒和皱粒这两种性状呢？编码淀粉分支酶的基因指导合成DNA中插入了一段外来DNA序列促使合成淀粉引起编码淀粉分支酶的基因异常淀粉分支酶不能正常合成淀粉含量___不能合成淀粉_________酶淀粉含量__高基因代谢过程生物性状升淀粉分支低控制控制控制酶如何从基因控制性状的角度解释这一对相对性状的形成？蔗糖淀粉分支酶淀粉基因通过控制____的合成来控制___________，进而控制生物体的性状。例二：白化病控制酪氨酸酶的基因异常酪氨酸不能正常转化为______________不能正常合成缺乏黑色素，表现_______结论1：酶代谢过程间接控制酪氨酸酶黑色素白化病基因代谢过程生物性状控制控制控制酶2.人的白化病是什么原因引起的？CFTR（跨膜）基因缺失了3个碱基CFTR蛋白结构_____，导致功能_____患者支气管内黏液增多黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染例三：囊性纤维化的发病机理基因蛋白质结构生物性状异常异常基因还能通过控制蛋白质的______而_____控制生物体的_______性状结构直接直接控制结论2：控制控制说明基因如何控制控制生物的性状？小结：基因的表达产物与性状的关系1.间接控制途径基因通过控制________来控制_________，进而控制生物体的性状酶的合成代谢过程例如：豌豆的圆粒和皱粒、白化病等2.直接控制途径基因还能通过控制_____________来_____控制生物体的性状蛋白质的结构直接例如：囊性纤维化、镰刀型细胞贫血症等资料2.为什么形态、结构和功能却不相同？红细胞神经细胞纤维原细胞平滑肌细胞骨细胞脂肪细胞横纹肌细胞小肠上皮细胞1.同一个体的不同的体细胞所含基因相同吗？相同二、基因的选择性表达与细胞分化分析不同类型细胞中DNA和mRNA的检测结果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，对着三种细胞中的DNA和mRNA进行了检测，结果如下：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+++--+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1.这3种细胞中合成的蛋白质种类有什么差别？3种基因转录的mRNA分别出现在3种细胞中，表明每种细胞只合成3种蛋白质中的一种。因此，这3种细胞中合成的蛋白质种类不完全相同，虽然有些蛋白质在所有的细胞中都合成，但也有一些特定功能的蛋白质只在特定的细胞中合成。二、基因的选择性表达与细胞分化说明在高度分化的体细胞中，基因是选择性表达的。(2)三种细胞中都有卵清蛋白基因、珠蛋白基因、胰岛素基因，但是都只检测到了一种基因的mRNA，这说明了什么？(1)这三种细胞的基因组成是否相同？它们合成的蛋白质种类是否相同？这三种细胞都属于同一只鸡的体细胞，是经过有丝分裂而来的，因此基因组成相同，但合成的蛋白质种类不同。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mRNA，这一事实说明了什么？细胞中并不是所有的基因都表达，基因的表达存在选择性。二、基因的选择性表达与细胞分化(3)是不是这三类细胞中表达的基因完全不相同？如不是，请举例说明。不是。控制细胞基本生命活动的基因在所有细胞中都能表达，如核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因等。1.不同细胞内表达基因的分类2.细胞分化的实质：（1）管家基因：在所有细胞中都表达的基因，指导合成的蛋白质是维持细胞基本生命活动所必需的。例如核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因；（2）奢侈基因：只在某类细胞中特异性表达的基因，例如卵清蛋白基因、胰岛素基因；基因的选择性表达基因的选择性表达与基因表达的调控有关。如何调控？二、基因的选择性表达与细胞分化(教材P72)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？如何调控？都是受到调控的，这种调控会直接影响性状资料1：柳穿鱼的花下图所示的两株柳穿鱼，除了花的形态结构不同，其他方面基本相同。花的形态与Lcyc基因的表达相关，他们体内的Lcyc基因序列相同，只是植株A的Lcyc基因在开花时表达，而植株B的Lcyc基因不表达。植株A植株B植株B的Lcyc基因不表达原因：、

基因被高度甲基化（有多个碱基连接甲基基团）三、表观遗传柳穿鱼形态改变的原因:Lcyc基因的部分碱基被高度甲基化资料2：某种实验小鼠的毛色受一对等位基因Avy和a的控制，Avy为显性基因，表现为黄色体毛，a为隐性基因，表现为黑色体毛。将纯种黄色体毛的小鼠与纯种黑色体毛的小鼠杂交，子一代小鼠的基因型都是Avya，却表现出不同的毛色：介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型。三、表观遗传

研究表明，在Avy基因的前端（或称上游）有一段特殊的碱基序列决定着该基因的表达水平，这段碱基序列具有多个可发生DNA甲基化修饰的位点，当这些位点没有甲基化时，Avy基因正常表达，小鼠表现为黄色；当这些位点甲基化后，Avy基因的表达就受到抑制；

这段序列的甲基化程度越高，Avy基因的表达受到的抑制越明显，小鼠体毛的颜色就越深；

研究表明，在Avy基因的前端（或称上游）有一段特殊的碱基序列决定着该基因的表达水平，这段碱基序列具有多个可_________________的位点，当这些位点___________时，Avy基因_________，小鼠表现为黄色；当这些位点_______后，

Avy基因的表达就_________；

这段序列的甲基化程度越高，

Avy基因的表达受到的抑制越_____，小鼠体毛的颜色就越____；发生DNA甲基化修饰没有甲基化正常表达甲基化受到抑制深明显小鼠性状改变的原因是什么？1.概念生物体基因的碱基序列________，但________和_____发生__________的现象；三、表观遗传保持不变基因表达表型可遗传变化2.特点：（1）DNA序列不变；（2）可遗传给后代；3.常见的调控机制（1）DNA甲基化修饰；（2）构成染色体的组蛋白甲基化、乙酰化等；（3）受环境影响；4.发生时期

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；5.实例：

基因组成相同的同卵双胞胎；一个蜂群中，蜂王和工蜂形态、结构、生理和行为等方面截然不同。三、表观遗传

1.大多数情况下，基因与性状的关系并不是简单的一一对应关系。（3）生物的性状还受环境条件的影响，是生物的基因和环境调节共同作用的结果。四、基因与性状的对应关系（1）一个性状可以受到多个基因的影响。（2）一个基因也可以影响多个性状。实例：水稻Ghd7基因编码的蛋白质可以参与开花的调控，也可以对生长发育和产量有重要作用；实例：人的身高由多个基因决定例如：后天营养和体育锻炼对人的身高有重要影响水毛茛两种类型叶的形成

总结：表型=基因+环境思考：基因与性状之间是简单的一一对应关系吗?

2.基因与基因、基因与基因表达产物、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的网络，精细地调控这生物体的性状。遗传学家增做过这样的实验：果蝇幼虫正常的培养温度为25℃，将刚孵化的残翅果蝇幼虫放在31℃的环境中培养，得到了一些翅长接近正常的果蝇成虫，这些翅长接近正常的果蝇在正常环境温度下产生的后代仍然是残翅果蝇。请针对高温培养残翅果蝇幼虫得到翅长接近正常的果蝇成虫的原因提出假说，进行解释。提示：翅的