基因表达与性状的关系课件 【知识精讲精研】 高一下学期生物人教版必修2

第四章基因的表达第2节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。

浮在水面上的叶子是宽阔的五边形或者手掌形，而沉在水中的叶子则变成了细细的丝状叶。一样这两种叶形的差异，可能是由叶片所处的环境因素引起的。

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？情景材料一：“橘生淮南则为橘，生于淮北则为枳，叶徒相似，其实味不同。所以然者何？水土异也。”(右图：南橘（上）北枳（下）)为什么相同的生物在不同的环境中会出现性状差异？基因、蛋白质、性状三者间究竟存在怎样的联系？基因控制蛋白质体现性状蛋白质是生命活动的主要承担者怎样控制？情景材料二：豌豆的圆粒与皱粒性状对比：（淀粉在细胞中具有保留水分的作用）基因对比一一、基因表达产物与性状的关系探究一：请认真阅读课本内容，合作完成表格内容饱满，能有效保留水分皱缩，失水含有编码淀粉分支酶的基因插入了一段外来DNA序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因。圆粒豌豆的形成机制编码淀粉分支酶的基因正常淀粉分支酶活性正常淀粉合成正常，含量增加淀粉含量高，有效保留水分皱粒豌豆的形成机制编码淀粉分支酶的基因被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由于失水而皱缩一基因酶代谢过程性状外来DNA插入一、基因表达产物与性状的关系

白化病是由于基因不正常，缺少酪氨酸酶，导致机体不能合成黑色素。毛发白色，皮肤淡红色，畏光。基因AmRNA酪氨酸酶酪氨酸中间产物黑色素转录翻译合成黑色素的代谢途径人的白化病一情景材料三：一、基因表达产物与性状的关系基因通过控制____的合成来控制___________，进而控制生物体的性状。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_______结论一：酶代谢过程间接控制酪氨酸酶黑色素白化病基因酶代谢过程生物性状控制控制控制一一、基因表达产物与性状的关系一囊性纤维病是北美白种人常见的一种遗传病，每1800个人中就有一个患者，每25个人中就有一个致病基因携带者。情景材料四：正常气管囊性纤维化气管气流大小患者支气管中黏液增多，管腔受阻，细菌在肺部大量生长繁殖，最终使肺功能严重受损一、基因表达产物与性状的关系一探究二：请认真阅读课本内容，合作完成表格内容性状对比基因对比肺部功能正常肺部功能严重受损含有编码CFTR蛋白的基因正常编码CFTR蛋白的基因缺失了3个碱基正常患病囊性纤维病探究三：请认真阅读课本内容，探讨囊性纤维病致病机理过程。一、基因表达产物与性状的关系正常的形成机制编码CFTR蛋白的基因正常CFTR蛋白正常CFTR转运氯离子的功能正常表现正常患者的形成机制编码CFTR蛋白的基因缺失3个碱基CFTR蛋白异常，缺少苯丙氨酸CFTR转运氯离子的功能异常黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染囊性纤维病致病机理基因型蛋白质结构表型一一、基因表达产物与性状的关系编码血红蛋白的基因中一个碱基对变化血红蛋白的结构发生变化红细胞成镰刀型，运输O2能力降低容易破裂，患溶血性贫血基因还能通过控制______________来_____控制生物体的性状结论二：蛋白质的结构直接基因性状表现蛋白质结构一情景材料五：镰状细胞贫血直接控制一、基因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：囊性纤维病、镰刀型细胞贫血症等一基因表达产物与性状的关系归纳总结探究四：基因可以通过控制酶的合成或蛋白质的结构来控制生物体的性状，那为什么来自同一个受精卵的细胞发育过程中细胞在形态、功能等方面有差异呢？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++

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++－++－－－－－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。二、基因的选择性表达与细胞分化情景材料六：探究五：1.这3种细胞中合成的蛋白质种类有什么差别？

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mRNA，这一事实说明了什么？3种细胞中合成的蛋白质都是该细胞中的特异性蛋白质。在细胞中，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1.表达的基因分类①管家基因在所有细胞中都表达的基因。②奢侈基因只在某类细胞中特异性表达的基因。（如核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因、呼吸酶基因。）（如卵清蛋白基因、胰岛素基因、血红蛋白基因。）二、基因的选择性表达与细胞分化2.细胞分化的实质

基因的选择性表达与基因表达的调控有关。——基因的选择性表达。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调控基因是否表达调控基因表达多少探究六：表观遗传就是一种非常重要的基因表达调控手段，什么是表观遗传？它调控基因表达的机理是什么呢？二、基因的选择性表达与细胞分化Lcyc基因Lcyc基因甲基化程度低开花时Lcyc基因表达Lcyc基因Lcyc基因甲基化程度高开花时Lcyc基因不表达碱基序列相同甲基化程度不同表达情况不同植株A植株B三、表观遗传GC3’5’GC3’5’GC3’5’GC3’5’CH3CH3未甲基化甲基化柳穿鱼花的形态结构三、表观遗传植株A植株B大部分少部分×

PF1F2【资料1】科学家将这两个植株作为亲本进行杂交，F1的花与植株A的相似，F1自交的F2中绝大部分植株的花与植株A的相似，少部分植株的花与植株B的相似讨论1：F1的花为什么与植株A的相似？讨论2：在F2中，为什么有些植株的花与植株B的相似Lcyc.LcycLcyc(甲).Lcyc(甲)Lcyc

.Lcyc(甲)1Lcyc

.Lcyc2Lcyc

.Lcyc(甲)1Lcyc(甲).Lcyc(甲)DNA的甲基化修饰导致的表型的变化可以遗传三、表观遗传【资料2】某种实验小鼠的毛色受一对等位基因Avy和a控制，Avy为显性基因，表现黄色体毛，a为隐性基因，表现黑色体毛。F1P×aa黄色鼠黑色鼠介于黄和黑之间的一系列过渡类型Avy

aAvyAvy无甲基化Avy基因不受抑制黄色鼠Avy基因高表达不同程度的甲基化Avy基因受不同抑制Avy基因低表达介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型甲基化的程度最高Avy基因受抑制最高黑色鼠Avy基因不表达Avy基因调控CH3三、表观遗传1.定义

生物体基因的碱基序列

，但基因表达和表型发生________变化的现象，叫作表观遗传。保持不变可遗传2.特点①基因的碱基序列不变(遗传物质不变)②可遗传性④普遍性③可逆性(可以去甲基化)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。不符合孟德尔遗传规律①基因组成相同的同卵双胞胎所具有的微小差异就与表观遗传有关。②一个蜂群中，蜂王和工蜂都是由受精卵发育而来的，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作用。持续吃蜂王浆幼虫期只吃三天蜂王浆蜂王工蜂③有研究表明，吸烟会使人的体细胞内DNA的甲基化水平升高，对染色体上的组蛋白也会产生影响。不仅如此，还有研究发现，男性吸烟者的精子活力下降，精子中DNA的甲基化水平明显升高。三、表观遗传3.常见的调控机制(1)DNA甲基化主要抑制转录(2)染色体的组蛋白甲基化、乙酰化(3)非编码RNA干扰主要抑制翻译四、基因与性状的关系3.多对等位基因控制一个性状。基因和性状之间不都是一一对应的关系1.一对等位基因控制一个性状。2.一对等位基因控制多个性状。水稻中的Ghd7基因调控水稻开花