基因表达与性状的关系 高一下学期生物人教版（2019）必修2

三、中心法则：

概括了生物遗传信息的一般规律。转录DNARNA翻译蛋白质复制根据DNA复制、基因表达，957年，克里克首先提出遗传信息的流动方向：书P69中心法则的补充1、1965年，科学家在某种RNA病毒里发现RNA复制酶，像DNA聚合酶能对DNA进行复制一样，RNA复制酶能催化RNA的复制。2、1970年，科学家在致癌的RNA病毒中发现逆转录酶，它能以RNA为模板合成DNA。①DNARNA蛋白质②③④⑤2.正常情况下，人体大脑的神经细胞中能发生的途径是__________，正常的人体细胞不可能发生的过程是______。洋葱根尖分生区细胞能发生的途径是

。②③④⑤练：据图完成下列填空：1.涉及碱基互补配对的生理过程有？①②③④⑤①②③资料2：HIV的遗传物质整合到宿主细胞的基因组后，整合到宿主细胞的基因组内,随着宿主细胞复制而复制结合图文：HIV病毒写出其遗传信息传递途径：资料1：1.埃博拉病毒遗传信息传递途径有埃博拉病毒由RNA和外壳蛋白质组成，其RNA能够自我复制，以实现病毒增殖。以单链RNA为模板，遵循碱基互补配对为原则，合成互补RNA链再以互补RNA链作为模板复制出更多的病毒RNA，2.请推测埃博拉病毒RNA是单链RNA分子，请推测埃博拉病毒RNA是如何进行复制？生命是______

________的统一体。

书P69物质、能量和信息遗传信息的传递——生命活动

第2节基因表达与性状的关系基因蛋白质性状体现如何控制？生物体的性状是由________控制。基因?蛋白质与性状的关系？1、人类皮肤和毛发处细胞中酪氨酸酶基因表达出酪氨酸酶（一种蛋白质），酪氨酸酶可以将酪氨酸催化成黑色素。上述过程中遗传信息的传递过程为________________________。

（用名词和箭头表示）酪氨酸酶基因转录酪氨酸酶相应mRNA翻译酪氨酸酶酪氨酸黑色素实例1白化病基因通过控制

来控制

，进而控制生物体的性状。酶的合成代谢的过程一、基因表达产物与性状的关系实例2：囊性纤维化病的发病原因CFTR基因正常CFTR蛋白结构正常CFTR基因缺失3个碱基对CFTR蛋白结构异常CFTR蛋白第508位缺少苯丙氨酸基因通过控制

，直接控制

。蛋白质的结构生物体的性状正常人支气管内黏液正常患者支气管内黏液增多CFTR蛋白作用：维持上皮或其他粘膜盐分和液体平衡的通道蛋白上述实例说明基因是通过控制酶的合成来控制细胞代谢，进而影响性状吗？淀粉分支酶基因外来DNA插入淀粉分支酶蔗糖淀粉保留水分多，不甜保留水分少，甜阅读课本豌豆种子圆粒与皱粒形成的原因，思考（1）造成豌豆圆粒和皱粒的根本和直接原因分别是？（2）这个实例说明基因如何控制性状？1个基因是否一定控制1个性状？（3）圆粒基因和皱粒基因有何不同？新新速率减慢归纳：性状控制控制酶的合成细胞代谢蛋白质结构间接控制直接控制基因基因控制生物性状的途径书P71实例：豌豆的圆粒和皱粒、白化病实例：囊性纤维化病书P72思考.讨论检测的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输卵管细胞红细胞胰岛细胞呼吸酶基因++++++++++———+—+——+++呼吸酶mRNA胰岛素mRNA+++

同一只鸡的输卵管细胞、红细胞(有细胞核）和胰岛细胞的形态、结构和______________存在差异，这是细胞______的结果。同一个体的输卵管细胞、红细胞(有细胞核）和胰岛细胞中基因组成______（相同/不相同），mRNA种类_______(相同/不相同），蛋白质种类_______(相同/不相同）。出现上述现象的根本原因是__________________________。生理功能分化基因的选择性表达从分子水平上，不同种类细胞形态、功能、结构不同的根本原因？不同细胞中表达的基因所有细胞中都表达的基因只在某类细胞中特异性表达的基因2类维持细胞基本生命活动所必需的蛋白质呼吸酶基因ATP合成酶基因卵清蛋白基因胰岛素基因书P72：最后一段举例举例判断：ATP合成酶基因、卵清蛋白基因、胰岛素基因基因的表达影响性状，这与基因表达的调控有关。（书P73第一段）基因什么时候表达基因在哪种细胞中表达基因表达水平的高低1.基因表达的调控内容调控基因是否表达调控基因表达多少阅读P73“思考.讨论”，思考思考：1、植株A和植株B上控制花形态Lcyc基因碱基序列相同吗？

2、它们的Lcyc基因在开花时的表达情况一样吗？原因是？3、柳穿鱼性状的改变的原因是？植株A植株B3、柳穿鱼性状的改变的原因是？思考：1、植株A和植株B上控制花形态Lcyc基因碱基序列相同吗？

相同2、它们的Lcyc基因在开花时的表达情况一样吗？原因是？不一样植株B的Lcyc基因被高度甲基化甲基化可遗传吗？

Lcyc基因高度甲基化，导致该基因表达受抑制实例1：柳穿鱼花的形态结构遗传植株A植株BP×F1×F2LLL-L-LL-L_L-L-F1同时含A和B的Lcyc基因。A的Lcyc基因得到表达，表现为显性;B的Lcyc基因由于部分碱基被甲基化，基因表达受到抑制，表现为隐性。因此，同时含有这两个基因的F1中，F1的花与植株A的相似F1自交后，

F2代少部分植株含有两个来自植株B的Lcyc基因，由于该基因被甲基化，因此表达受到抑制资料2：小鼠的毛色遗传某种实验小鼠的毛色受一对等位基因Avy(黄)和a（黑）的控制:F1Avy

aP×AvyAvyaa黄色鼠黑色鼠甲基化通常是

基因表达原因：Avy

甲基化程度越高，Avy

基因表达受到抑制。介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型抑制基因甲基化有无改变基因的碱基序列？有无改变生物的性状？生物体基因的碱基序列________，但____________和表型发生______________；保持不变基因表达可遗传变化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（书P75）2.表观遗传定义（1）DNA碱基序列不变；（2）可遗传的变异（这类改变可通过有丝分裂或减数分裂在细胞或个体世代间遗传）；※3.特点4.发生时期表观遗传的调控机制：DNA甲基化，构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰（书P74：左“相关信息”）（不变）书P74：与社会的联系5.实例（1）柳穿鱼花形遗传（2）某种小鼠毛色遗传（3）同卵双胞胎生长发育过程中所具有的差异（4）蜂王和工蜂的差异书P74环境因素可引起表观遗传。《小本》P29：5.下列关于表观遗传的说法,错误的是(

)A.表观遗传现象的发现使“基因的碱基序列代表了全部的遗传信息”的观点受到挑战B.表观遗传导致的性状改变可以遗传给下一代,属于可遗传的变异C.DNA的甲基化可导致表观遗传现象D.表观遗传现象仅出现在某些特定生命活动过程中D环境因素会否引起表观遗传？书P75：思维训练属于表观遗传吗？长翅并未遗传不属于。正常25℃培养某种果蝇幼虫正常25℃下产生后代后代仍为残翅31℃培养长翅残翅表观遗传

指生物体基因的________保持不变，但________和_____发生__________的现象。碱基序列基因表达表型可遗传变化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。果蝇翅的发育需要经过酶催化的反应,酶的活性受温度、pH等条件的影响。水毛茛书P71问题探讨该变异也仅由环境引起，不可遗传。环境引起基因或染色体的修饰表观遗传可遗传没有引起基因或染色体的修饰变异不可遗传生物的性状受到______影响。环境书P75：思维训练属于表观遗传吗？生物体基因的________保持不变，但________和_____发生__________的现象。碱基序列基因表达表型表观遗传定义可遗传变化长翅并未遗传仅由环境变化引起（没引起基因或染色体的修饰）的性状变化，不可遗传6.表观遗传的手段②组蛋白修饰组成染色质的主要蛋白质组蛋白被修饰后，染色质形态发生变化，有利于基因表达(促进表达)或不利于基因表达(抑制基因表达)。DNA组蛋白甲基化组蛋白甲基化示意图(常见的调控机制)7.表观遗传的手段③非编码RNA不编码蛋白质的mRNA。(除tRNA和rRNA)DNADNAmRNA非编码RNA蛋白质阻止翻译(抑制基因表达)互补配对如下图所示的一种非编码RNA(常见的调控机制)四、基因与性状的对应关系

书P741.生物的大多数性状是受单基因控制，即一对等位基因控制。2.生物有些性状是受多个基因决定。(一对基因决定一种性状)(多对基因决定一种性状)3.一对基因也可以影响多个性状。(一对基因决定多种性状)判：基因与性状的关系是一一对应的关系。基因与性状的关系并不都是简单的一一对应关系4.生物的性状还受环境条件的影响，是生物的基因和环境条件共同作用的结果。(表型=基因型+环境条件)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。问题探讨水毛茛1.这两种形态的叶，其细胞的基因组成一样吗?细胞的基因组成是一样的。2.这两种叶形的差异，可能是由什么因素引起的?叶片所处的环境因素引起孟德尔遗传、表观遗传、环境等对表型的影响DNAmRNA蛋白质性状转录翻译体现孟德尔遗传表观遗传调控环境影响影响2.表观遗传：碱基序列不变，引起的性状变化可遗传3.仅由环境变化引起的性状变化，不可遗传1.孟德尔遗传：碱基序列改变，引起的性状变化可遗传总结：书P74

正文第3段1.基因通过其表达产物—蛋白质来控制性状4.表观遗传能够使生物体在基因的碱基序列不变的情况下发生可遗传的性状改变。2.细胞内的基因表达与否以及表达水平的高低都是受到调控的3.细胞分化的实质是基因选择性表达的结果2.我国科学家将含有人凝血因子基因的DNA片段注射到羊的受精卵中，由该受精卵发育而成的羊，分泌的乳汁中含有人的凝血因子，可治疗血友病。下列叙述错误的是（

）A.这项研究说明人和羊共用一套遗传密码B.该羊的乳腺细胞中含有人的凝血因子基因C.该羊分泌的乳汁中含有人的凝血因子基因D.该羊的后代也可能含有人的凝血因子基因C练：书P75：一1.（1）

（2）×√某种猫的雄性个体有两种毛色：黄色和黑色；而雌性个体有三种毛色：黄色、黑色、黑黄相间。分析这种猫的基因，发现控制毛色的基因是位于X染色体上的一对等位基因：Xo(黄色)和XB(黑色)，雄猫只有一条X染色体，因此，毛色不是黄色就是黑色。而雌猫却出现了黑黄相间的类型，这是为什么呢?是不是雌猫的有些细胞内X°表达，而另一些细胞内XB表达呢?请查找资料，寻找答案。书P75：31.下图为生物遗传信息的流动过程,请针对下图回答下列问题。《大本》P65：情境体验（13已评）(1)细胞分裂前的间期发生了上述哪些过程?细胞分裂期发生了哪些过程?a、b、cc（答案删D）（染色体在分裂期高度螺旋化时，不发生DNA复制和转录）DNA组蛋白染色质染色体2018江门调研44（3）疟原虫表达PtEMPl蛋白，在该过程中遗传信息的传递过程为________（用名词和箭头表示）小本P27:6.把小鼠血红蛋白的mRNA加入大肠杆菌提取液中,在一定条件下,能合成出小鼠的血红蛋白。这个事实说明

(

)A.控制蛋白质合成的基因位于mRNA上C.所有生物共用一套密码子C（基因工程也能说明）小本P277.下图是人胰岛素基因的遗传信息流动情况,下列有关叙述正确的是(

)A.①过程以核糖核苷酸为主要原料B.胰岛B细胞中存在图中①②③过程C.皮肤生发层细胞中只存在图示的①过程D.参与③过程的氨基酸和tRNA的种类数相同C肤色正常白化病酪氨酸酶基因酪氨酸酶（皮肤、毛发处等）表达酪氨酸黑色素催化酪氨酸酶基因异常酪氨酸酶缺乏导致酪氨酸无黑色素×受阻实例2：白化病的成因基因通过控制

来控制

，进而控制

。酶的合成代谢的过程生物体的性状根本原因:直接原因：编码酪氨酸酶的基因异常缺乏酪氨酸酶区分：细胞衰老（老人的白发）淀粉分支酶基因被打乱的淀粉分支酶基因圆粒豌豆实例1：豌豆种子圆粒与皱粒的原因外来DNA插入淀粉分支酶蔗糖淀粉保留水分多淀粉分支酶异常，活性下降皱粒豌豆蔗糖淀粉保留水分少基因通过控制

来控制

，进而控制生物体的性状。酶的合成代谢的过程一、基因表达产物与性状的关系皱粒豌豆比圆粒豌豆甜度_____。该例中，一个基因控制___个性状。高两植株A植株B实例1：柳穿鱼花的形态结构遗传2、那它们的Lcyc基因的序列相同吗？思考：1、植株A和植株B都有Lcyc基因吗？

都有3、它们的Lcyc基因在开花时的表达情况一样吗？原因是？相同不一样植株A植株B实例1：柳穿鱼花的形态结构遗传Lcyc基因Lcyc基因序列相同开花时Lcyc基因表达Lcyc基因Lcyc基因序列相同开花时Lcyc基因不表达甲基化程度低甲基化程度高DNA甲基化修饰（P73资料1第2段）5`3`3`5`CGGC5`3`3`5`CGGCCH3CH3胞嘧啶甲基化甲基化通常是_____基因表达抑制（P74）实例1：柳穿鱼花的形态结构遗传植株A植株BP×F1植株A×F2植株A植株BP73讨论：2、F1的花与植株A的相似,为什么?LLL-L-3、在F2中，为什么有些植株的花与植株B的相似?LL-L_L-L-可见，基因甲基化修饰_____(能/不能)遗传给后代，使后代出现的相同表型。8，12，13班从此讲起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。基因对性状的控制间接途径：直接途径：《大本》P70：典例剖析（12,13班评）

许多基因的启动子(转录起始位点)内富含CG重复序列,若其中的部分胞嘧啶(C)被甲基化成为5-甲基胞嘧啶,就会抑制基因的转录。下列与之相关的叙述,正确的是(

)A.在一条单链上相邻的C和G之间通过氢键连接B.胞嘧啶甲基化导致表达的蛋白质结构改变C.甲基化会阻碍RNA聚合酶与启动子结合D.基因的表达水平与基因的甲基化程度无关C该基因不表达资料2