【高中生物】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

第四章基因的表达4.2基因表达与性状的关系同一株水毛茛，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。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?一样可能是由叶片所处的环境因素引起的。问题探讨讨论例1、豌豆的圆粒与皱粒的形成机制编码淀粉分支酶的基因被插入的DNA序列打乱淀粉分支酶异常，活性降低淀粉合成受阻，含量降低淀粉含量低的豌豆由于失水而皱缩基因酶细胞代谢性状基因表达产物与性状的关系圆粒皱粒基因的表达指基因控制蛋白质的合成P63例2、人的白化症状形成机制编码酪氨酸酶的基因异常酪氨酸酶无法正常合成酪氨酸不能转变为黑色素缺乏黑色素表现出白化症状基因酶细胞代谢性状基因通过控制

来控制

过程，进而控制生物体的性状。酶的合成依据例1和例2，得出结论1：代谢例3、囊性纤维病形成机制编码CFTR蛋白的基因缺失3个碱基CFTR蛋白缺少1个苯丙氨酸，空间结构异常CFTR蛋白转运氯离子的功能异常支气管内黏液增多，管腔受阻，细菌大量繁殖，肺功能严重受损基因蛋白质结构功能性状基因通过控制

控制生物体的性状。蛋白质的结构直接结论2：归纳总结1、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。2、基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。性状控制控制酶的合成细胞代谢蛋白质结构间接直接基因基因表达产物与性状的关系例1豌豆的圆粒和皱粒、例2白化病例3囊性纤维病同一生物体中不同类型的细胞，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?基因的选择性表达与细胞分化检测的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+++--+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，对这三种细胞中的DNA和mRNA进行了检测，结果如下表所示：思考·讨论基因mRNA蛋白质转录翻译基因的表达指基因控制蛋白质的合成P63卵清蛋白基因珠蛋白基因胰岛素基因表达了：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。讨论①

：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。如核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因、呼吸酶基因；②

：只在某类细胞中特异性表达的基因。如卵清蛋白基因、胰岛素基因。2、细胞分化的本质：1、在不同类型的细胞中，表达的基因大致可以分为两类：基因的选择性表达与基因表达的调控有关。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都是受到调控的。基因的选择性表达与细胞分化管家基因奢侈基因基因的选择性表达。A、B两种植株体内的Lcyc基因（与柳穿鱼花的形态结构有关）的序列相同植株A：Lcyc基因在开花时表达植株B：Lcyc基因不表达植株A植株B资料1

柳穿鱼花的形态结构的遗传讨论：柳穿鱼性状改变的原因？Lcyc基因被高度甲基化（有多个碱基连接甲基基团），抑制了基因的表达。Lcyc基因正常植株A开花时表达Lcyc基因高度

甲基化植株B开花时不表达×（杂交）F1（自交）F2讨论：F1的花为什么与植株A的相似？在F2中，为什么有些植株的花与植株B的相似？植株A的Lcyc基因在开花时表达,可看成为显性基因，而植株B的该基因不表达，可看成为隐性基因。两植株杂交，F1表现显性性状，F2出现类似性状分离的现象。小鼠的毛色受一对等位基因控制：Avy是显性基因，表现为黄色体毛；a为隐性基因，表现为黑色体毛。纯种黄色×纯种黑色→F1：基因型为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。不同颜色的小鼠资料2

小鼠毛色的遗传讨论：小鼠性状改变的原因是什么因为AVY基因的前端有一段影响AVY基因表达的特殊的碱基序列被甲基化修饰，AVY基因表达受到抑制。在Avy基因的前端有一段特殊的碱基序列决定该基因表达水平，有多个可发生DNA碱基化修饰的位点，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。Avy基因异常:小鼠表现为深黄色。甲基化程度越高，Avy基因的表达受到的抑制越明显，小鼠颜色越深。讨论：资料1和资料2展示的遗传现象有什么共同点？

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。这对你认识基因和性状的关系有什么启示？基因与性状的关系并不是简单的一一对应的关系，基因的表达受到很多因素的影响。两生物体的基因相同，其性状表现也不一定相同，即生物体的性状不完全是由基因决定的。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。1、概念2、原因基因的碱基序列保持不变。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。表观遗传3、表观遗传的实例蜂王工蜂蜂王和工蜂的差异同卵双胞胎间的差异蜜蜂是一种高度社会化的昆虫，尽管蜂王和工蜂的遗传物质相同，但它们在形态特征、行为职能和寿命方面表现出显著的差异。许多研究结果表明，营养因素是造成蜜蜂级型分化现象的主要原因，它可以影响蜂王幼虫和工蜂幼虫体内大量基因和蛋白的差异表达。与社会的联系：吸烟会使人体细胞内DNA的甲基化水平升高，对染色体上的组蛋白也会产生影响。男性吸烟者精子中DNA的甲基化水平升高，精子活力下降。

除了DNA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。遗传学家曾做过这样的实验：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。残翅果蝇幼虫25℃培养31℃培养①果蝇翅的发育是经过酶催化的反应②酶是在基因控制下合成的③酶的活性受温度、pH等条件的影响思维训练该现象是否符合表观遗传？不符，表观遗传是可遗传的，而该现象不能遗传表观遗传的特点①普遍性发生变化的表型可以遗传。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③可遗传②基因的碱基序列不变(1)基因决定生物性状①一个基因一种性状控制②一个基因多种性状控制③多个基因一种性状控制水稻中的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。人的身高是由多个基因决定的。基因与性状的关系并不是简单的一一对应的关系。D基因控制豌豆的高茎性状。(2)生物性状还受环境的影响。后天的营养和体育锻炼等对人的身高也有重要作用。水毛茛两种类型叶萝卜不同颜色大本P69牵牛花的颜色主要是由花青素决定的，下图为花青素的合成与颜色变化途径示意图，请回答下列问题。(1)图中反映了基因控制生物体性状的哪条途径?除此之外，另一条途径是什么?

图中反映的途径是基因可以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。

另一条途径是基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。牵牛花的颜色主要是由花青素决定的，下图为花青素的合成与颜色变化途径示意图，请回答下列问题。(2)牵牛花的颜色只由一对基因控制吗?不是。牵牛花的颜色由多对基因共同控制。(3)牵牛花的颜色还与细胞中的pH有关，这说明什么?生物体的性状也受环境影响。牵牛花的叶肉细胞中也含有基因①②③。但是由于细胞分化。基因进行选择性表达。这3个基因不一定能够全部表达。(4)牵牛花的叶肉细胞中是否也含有基因①②③?也能全部表达吗?学以致用

大本P721.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A2.孟德尔通过豌豆杂交实验发现了分离定律和自由组合定律，然而，与他同时代的一些生物学家利用某些植物做一些性状的杂交实验时，并没有得出3:1和9：3：3：1的数量比；孟德尔用山柳菊也未得到与豌豆杂交实验相同的结果。请回答下列问题。（1）为什么利用这些植物进行某些性状的杂交实验时，难以得出3：1和9：3：3：1的数量比？请运用所学知识对可能的原因作出推测。第一，基因与性状的关系并不是简单的一一对应的关系，存在多对基因控制一对性状和一对基因控制多对性状的情形；第二，基因有可能位于同源染色体上，导致这些基因控制的性状不遵循自由组合定律；第三，某些植物进行无性生殖，性状传递也不遵循孟德尔遗传规律；第四，个别性状可能是与细胞质基因控制有关。（小本P32）8.果蝇的长翅(A)对残翅(a)为显性。遗传学家曾做过这样的实验:长翅果蝇幼虫正常的培养温度为25℃,将孵化后4~7d的长翅果蝇放在35~37℃的环境中处理6~24h后,得到了一些残翅果蝇,这些残翅果蝇在正常环境温度下产生的后代仍然是长翅果蝇。请回答下列问题。(1)翅的发育需要经过酶催化的反应,据此你对上述实验现象进行的解释是

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(2)这个实验说明影响表型的因素是

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(3)现有一只残翅雄果蝇,请你设计一个简单可行的方案来确定它的基因型。①该实验的方案:

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