4.2基因表达与性状的关系新课件高一下学期生物2019必修2

资料一：同一株水毛茛，裸露在空气中的叶片轮廓近半圆形或扇状半圆形，而浸在水中的叶片呈羽毛状，表现出两种不同的形态。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？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。思考讨论：基因表达产物与性状的关系白化病男孩(aa)正常女孩(AA)基因性状控制A黑色毛发控制a白色毛发控制等位基因相对性状思考:如何从基因指导蛋白质合成(基因表达)的层面更深入的解释这一对相对性状的形成?基因表达产物与性状的关系正常女孩(AA)黑色毛发控制酪氨酸酶的基因指导合成酪氨酸酶催化酪氨酸转化为黑色素导致基因性状控制酶的合成控制代谢过程控制控制酪氨酸酶的基因异常导致酪氨酸酶无法正常合成催化酪氨酸不能转化为黑色素白色毛发导致白化病男孩(aa)基因表达产物与性状的关系圆粒豌豆皱粒豌豆编码淀粉分支酶的基因异常插入一段外来DNA序列编码淀粉分支酶的基因指导合成淀粉分支酶淀粉催化合成淀粉含量高豌豆易吸水膨胀显得圆润无法合成淀粉分支酶淀粉含量低豌豆不易吸水显得皱缩基因表达产物与性状的关系囊性纤维化发病机理：编码CFTR蛋白(一种转运蛋白)的基因缺失了3个碱基CFTR蛋白(一种转运蛋白)空间结构发生变化CFTR蛋白转运氯离子的功能异常患者支气管内黏液增多，管腔受阻细菌在肺部大量生长繁殖，肺功能严重受损导致导致导致囊性纤维化发病机理体现了基因控制生物性状的途径是？基因性状控制蛋白质结构控制基因表达产物与性状的关系编码血红蛋白的基因内部的碱基对发生替换血红蛋白中的谷氨酸被缬氨酸替换蛋白质的空间结构改变红细胞呈镰刀状易破裂，个体容易患上溶血性贫血导致导致导致正常红细胞异常红细胞正常的血红蛋白异常的血红蛋白基因控制生物性状的两种途径:基因表达产物与性状的关系基因蛋白质结构酶的合成代谢过程性状控制控制直接控制控制间接控制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:基因表达产物与性状的关系(1)图中反映了基因控制生物体性状的哪种途径?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:基因表达产物与性状的关系说明环境因素也会影响生物体的性状(2)牵牛花的颜色还与细胞中的pH有关，这说明什么？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:基因表达产物与性状的关系不是。牵牛花的颜色直接由花青素决定，而花青素的合成是由多对基因共同控制的；这说明一种性状可由多个基因决定。(3)牵牛花的颜色只受一对基因控制吗，这说明什么？我国科学家研究发现水稻中的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(主茎高度、穗的大小等)和产量(单株谷物产量)都有重要作用一个基因可能影响多个性状生物体内所有的基因都表达吗？分析不同类型细胞中DNA和mRNA的检测结果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+++--+思考：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，但三种细胞都分别只检测到其中一种基因的mRNA，这一事实说明了什么?在特定的细胞中，基因的表达具有选择性，进而产生特异性的表达产物。细胞中的基因，有些是维持细胞生存所必需的，在各类细胞中都处于活动状态,,这类基因称为管家基因.如：呼吸酶基因、ATP合成酶基因等有些则在不同的组织细胞中表现不同的活动状态，从而使具有相同遗传物质的细胞在不同的组织中呈现出形态、结构与功能的特异性变化，这类基因称为奢侈基因，如：抗体基因、胰岛素基因、血红蛋白基因等.仅有基因ABCD表达

合成蛋白质ABCD仅有基因ABEF表达

合成蛋白质ABEF(含全套基因)ABCDEFGH依然含全套基因ABCDEFGH细胞分化实质物理模型：基因的选择性表达与细胞分化导致导致基因的选择性表达导致含遗传信息_______的细胞中__________

__________的种类不完全相同细胞的_______________________发生持久的地稳定性的差异细胞分化相同mRNA和蛋白质形态、结构或生理功能环境因素会怎样影响到基因的表达呢？资料一：20世纪90年代，瑞典科学家拜格林对瑞典北部的诺伯顿地区的居民寿命进行了调查和研究。拜格林的调查研究结果发现:1.如果祖父辈在青春期前有大吃大喝的经历，那么，他们子孙的寿命就比较短，患糖尿病的概率也会相应增加。2.在青春期前挨饿的祖父，其孙子患心血管疾病的概率就会相应降低;在青春期前大吃大喝的祖母，其孙女死于心血管疾病的概率会明显增加。3.如果父亲在11岁前就开始抽烟，那么他的儿子在9岁时体重超标的概率会增加。表观遗传表观遗传柳穿鱼是一种园林花卉。上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。

植株A植株B表观遗传柳穿鱼是一种园林花卉。上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。植株A植株B1.上述资料中，植株A和植株B的花的形态不同是基因不同导致的？还是基因的表达不同导致的？2.导致植株B中Lcyc基因不表达的原因是什么？

是基因的表达不同导致的。植株B的Lcyc基因被高度甲基化。

Lcyc基因的甲基化可遗传，并影响植株的性状!

Lcyc基因Lcyc基因Lcyc基因Lcyc基因基因表达基因不表达×碱基的发生了甲基化修饰：

Lcyc基因Lcyc基因Lcyc基因Lcyc基因Lcyc基因Lcyc基因×→由Lcyc基因甲基化与非甲基化所形成的“杂合子”中，Lcyc基因在开花时表达。Lcyc基因Lcyc基因Lcyc基因Lcyc基因⊕→Lcyc基因Lcyc基因Lcyc基因Lcyc基因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，叫作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。类型：①DNA的甲基化修饰②染色体上蛋白质的修饰(如组成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰)表观遗传特点与调控机制(1)特点①可遗传性：即这类改变通过有丝分裂或减数分裂，能在细胞、个体间遗传。②可逆性的基因表达：如甲基化时，可影响基因的表达；去甲基化时，可恢复基因的表达。③不变性：基因的碱基序列不变。(2)三种常见的调控机制①DNA甲基化修饰：主要抑制转录。②非编码RNA干扰(例如miRNA)：主要抑制翻译。③组蛋白甲基化、乙酰化等。这些表观遗传修饰对身体的影响很大。即使遗传信息（DNA序列）完全一样的两个个体（如：同卵双胞胎），由于表达修饰上的差异，也会表现出完全不同的性状。表观遗传机制可以使生物打破DNA变化缓慢的限制，使后代能迅速获得亲代应对环境因素做出的反应而发生的变化，这对生物种群的生存和繁衍也许是有利的。但是，通过表观遗传传递下去的性状并不总是有利的，如亲代经历的不良环境和生活习惯对后代的健康会产生不利的影响。如：男性吸烟会导致精子活力下降；怀孕期间女性吸烟会导致早产、学习和行为障碍、哮喘等疾病风险增加。一个基因控制一种性状多个基因控制一种性状一个基因影响多种性状基因对生物性状的控制环境对生物性状的影响生物的性状小结：基因与性状并不是简单的一一对应关系基因与基因、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，精细地调控着生物体的性状。1.下列哪项不属于表观遗传的特点()A.对表型的影响可遗传给后代B.DNA分子碱基可能连接多个甲基基团C.甲基化导致DNA碱基序列发生改变D.可由组蛋白的某些修饰导致C2.下列关于基因、蛋白质与性状的关系的描述，不正确的是()A.基因与生物性状是一一对应的关系，一种基因对应一种蛋白质B.人的白化症状是由于控制酪氨酸酶的基因异常而引起的C.人类线粒体中的基因可以通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成D.一个性状可以受到多个基因的影响，一个基因也可以影响多个性状A典型例题3.黄色小鼠(AA)与黑色小鼠(aa)杂交，产生的F1(Aa)不同个体出现了不同体色。研究表明，不同体色的小鼠A基因的碱基序列相同，但A基因中二核苷酸(CpG)的胞嘧啶有不同程度的甲基化(如图所示)，已知甲基化不影响DNA复制。下列有关分析错误的是（）A.F1体色的差异可能与A基因甲基化程度有关B.碱基甲基化可能影响RNA聚合酶与该基因的结合C.碱基甲基化不影响遗传信息的传递D.A基因中的碱基甲基化引起了基因中碱基序列的改变D典型例题4.下列有关基因型、性状和环境的叙述，错误的是()A.两个个体的身高不相同，二者的基因型可能相同，也可能不相同B.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C.O型血夫妇的子代都是O型血，说明该性状是由遗传因素决定的D.高茎豌豆的子代出现高茎和矮茎，说明该相对性状是由环境决定的D典型例题5.下列有关基因型、性状和环境的叙述，错误的是()A.“牝鸡司晨”现象表明性别受遗传物质和环境因素共同影响B.患红绿色盲夫妇生的