4.2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

基因表达与性状的关系第2节1．这两种形态的叶，其细胞的基因组成一样吗？2．两种叶形的基因相同，形态不同，能否说明基因与性状为一一对应的关系？推测引起两种叶形差异可能的原因是什么？一样。基因和性状不是一一对应的关系。可能与水毛茛两种叶形所处的环境有关。基因究竟是如何控制生物性状的呢？问题探讨一、基因表达产物与性状的关系阅读P71-72，从基因的层面解释以下现象，体会基因表达产物与性状的关系。1.豌豆的圆粒和皱粒2.人的白化症3.囊性纤维化病实例一：豌豆的圆粒和皱粒______淀粉分支酶___________________淀粉含量_____淀粉________，含量降低豌豆能有效地保留水分，十分饱满___________________正常的淀粉分支酶基因被插入的DNA序列打乱的异常淀粉酶基因正常的异常的淀粉分支酶，活性降低丰富合成受阻豌豆由于失水而皱缩基因酶细胞代谢性状一、基因表达产物与性状的关系实例二：白化病正常的形成机制患者的形成机制编码酪氨酸酶的基因正常酪氨酸酶正常酶将酪氨酸转变为黑色素表现正常编码酪氨酸酶的基因异常酪氨酸酶无法合成缺少酶，酪氨酸无法合成黑色素缺乏黑色素表现白化症状基因酶细胞代谢性状一、基因表达产物与性状的关系结论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。

一、基因表达产物与性状的关系间接控制实例：豌豆的圆粒与皱粒人类的白化病正常的形成机制患者的形成机制编码CFTR蛋白的基因正常CFTR蛋白正常CFTR转运氯离子功能正常表现正常编码CFTR蛋白的基因缺失3个碱基CFTR蛋白结构异常，缺少苯丙氨酸CFTR转运氯离子的功能异常支气管粘液增多粘液清除困难，肺功能严重受损基因蛋白质结构功能性状实例三：囊性纤维化一、基因表达产物与性状的关系正常气管囊性纤维化气管实例四：镰状细胞贫血正常的形成机制患者的形成机制编码血红蛋白的基因正常血红蛋白正常红细胞呈圆饼状，正常运输O2表现正常编码血红蛋白的基因碱基序列改变血红蛋白异常红细胞呈镰刀型，运输O2能力降低出现溶血、贫血等症状基因蛋白质结构细胞结构性状一、基因表达产物与性状的关系结论2：基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。一、基因表达产物与性状的关系实例：囊性纤维化病

镰状细胞贫血

直接控制正常气管囊性纤维化气管检测的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。思考讨论根据检测结果推测，3种细胞中合成的蛋白质有什么差别？1每种细胞只合成3种蛋白质中的一种。分析不同类型细胞中DNA和mRNA的检测结果说明：“＋”表示检测发现相应的分子，“－”表示检测未发现相应的分子。思考讨论23种细胞含有的基因相同，但只检测到其中一种基因的mRNA，为什么？细胞中不是所有的基因都表达，基因的表达存在选择性。这些细胞出现差异是在细胞分化过程中基因在不同细胞中特异性表达的结果。即基因的选择性表达。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的检测结果同一生物体中是否存在某些基因在不同细胞中都进行表达的情况？细胞呼吸酶基因细胞呼吸合成ATP核糖体细胞呼吸酶ATP合成酶核糖体蛋白ATP合成酶基因核糖体蛋白基因举例二、基因的选择性表达与细胞分化1.基因分类基因在所有细胞中都表达的基因在某些细胞中特异性表达的基因核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因、呼吸酶基因等卵清蛋白基因、胰岛素基因等指导合成的蛋白质是维持细胞生命活动所必需的。管家基因奢侈基因2.细胞分化的本质：基因的选择性表达二、基因的选择性表达与细胞分化3.细胞分化的“不变”与“变”DNA、

①不变细胞的数目②变mRNA、蛋白质的种类细胞的形态、结构和功能tRNA、rRNA二、基因的选择性表达与细胞分化资料1：柳穿鱼花的形态结构的遗传如图所示的两株柳穿鱼，除花的形态结构不同，其他方面基本相同。花的形态与Lcyc基因的表达相关。植株A植株BA、B两种植株：Lcyc基因的序列相同

植株A：Lcyc基因在开花时表达

植株B：Lcyc基因不表达植株B花性状改变的原因：

DNA甲基化示意图植株B的Lcyc基因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。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×F1（自交）F2绝大部分植株的花与植株A相似少部分植株的花与植株B相似04植株A植株B资料1：柳穿鱼花的形态结构的遗传资料2：小鼠毛色的遗传Avy基因无甲基化，基因正常表达，黄色部分甲基化，基因表达受抑制，毛色加深甲基化程度高，基因表达被抑制更明显，毛色更深Avy基因Avy基因甲基甲基前端前端前端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，表现为黄色体毛；a为隐性基因，表现为黑色体毛。PF1Avya黄毛黑毛×AvyAvyaa基因的碱基序列保持不变3.柳穿鱼花形态结构的遗传和小鼠毛色的遗传有什么共同点？思考讨论部分碱基发生了甲基化修饰，抑制了基因的表达表型变化可遗传1.概念：生物体基因的碱基序列_________，但_________和_____发生___________的现象；保持不变基因表达表型可遗传变化2.发生时期:3.调控机制:①DNA甲基化修饰(主要抑制转录,不影响复制)②染色体组蛋白甲基化、乙酰化等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。4.实例:柳穿鱼花形遗传某种小鼠毛色遗传同卵双胞胎生长发育过程中所具有的差异蜂王和工蜂的差异三、表观遗传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。同卵双胞胎，表现出的微小的差异，就与表观遗传有关蜂王和工蜂都由受精卵发育而来，但它们在形态、结构、生理和行为等方面截然不同。三、表观遗传与社会的联系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，还有研究发现，吸烟可使男性精子活力下降，精子中DNA的甲基化水平明显升高。三、表观遗传思维训练请针对出现残翅果蝇的原因提出假说，进行解释正常培养温度25℃下刚孵化的残翅果蝇幼虫31℃培养翅长接近正常的果蝇25℃下培养它们产生的后代残翅果蝇果蝇翅的发育需要经过酶催化的反应，而酶是在基因控制下合成的，酶的活性受温度、pH等条件的影响。提出假说：（1）翅的发育需要经过酶催化的反应（2）酶是在基因指导下合成的（3）酶的活性受温度、pH等条件影响。性状=基因（内因）+环境（外因）2.环境可影响表观遗传：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（表型模拟）。1.环境可导致遗传物质改变：引起的性状变化可遗传。四、基因、环境和性状的关系大多数情况下,基因和性状不是简单的一一对应的关系。3.性状可由基因与环境共同决定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四、基因、环境和性状的关系例：白化病、色盲等例：人的身高例：水稻种Ghd7基因可以控制水稻的开花、生长、发育和产量1.表观遗传现象普遍存在于生物体生命活动过程中。下列有关叙述错误的是（）A．同一蜂群中的蜂王和工蜂在形态结构、生理和行为等方面的不同与表观遗传有关B．表观遗传现象是因为在减数分裂产生配子的过程中碱基序列发生改变C．柳穿鱼Lcyc基因的部分碱基发生了甲基化修饰，抑制了基因的表达D．同卵双胞胎之间的微小差异与表观遗传有关B巩固练习2.下列有关基因、性状和环境的叙述，错误的是（

）A．同─株水毛莨的不同叶型现象表明性状受环境因素影响B．患红绿色盲夫妇生的孩子均为色盲，说明该性状是由遗传因素决定的C．某植物的绿色幼苗在黑暗中变成黄色，这种变化是由环境造成的D．基因型相同的个体表现型