基因表达与性状的关系-高一生物课件（人教版2019必修2）

第四章第2节

基因表达与性状的关系基因指导合成蛋白质体现性状如何控制？豌豆的圆粒与皱粒实例一·

豌豆圆粒与皱粒性状对比：（淀粉在细胞中具有保留水分的作用）饱满，能有效保留水分皱缩，失水基因对比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外来DNA序列打乱了编码淀粉分支酶的基因淀粉分支酶异常，活性降低蔗糖难以合成为淀粉，淀粉含量低淀粉含量低的豌豆由于失水而显得皱缩（皱粒）基因酶代谢过程性状淀粉分支酶正常合成蔗糖合成为淀粉，淀粉含量高淀粉含量高，有效保留水分，豌豆显得圆鼓鼓（圆粒）

编码淀粉分支酶的基因正常豌豆的圆粒与皱粒的形成机制控制酪氨酸酶的基因正常酪氨酸酶正常合成酪氨酸能转化为黑色素基因酶代谢过程性状实例二·

白化病缺少酪氨酸酶酪氨酸不能转化为黑色素控制酪氨酸酶的基因异常表现为白化病表现正常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。（教材P71）结论1：白化病和老人头发变白的原因相同吗？（《学》P68深度思考）实例三·

囊性纤维病囊性纤维化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。性状对比基因对比正常患病（约70%患者中）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，肺部感染基因蛋白质结构功能性状实例三·

囊性纤维病红细胞易破裂,患溶血性贫血实例四·

镰状细胞贫血控制血红蛋白形成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呈镰刀状基因蛋白质结构性状血红蛋白的结构正常红细胞呈圆饼状控制血红蛋白形成的基因碱基对正常红细胞正常结论2：基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。（教材P71黑体字）基因表达产物与性状的关系归纳总结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。实例一豌豆的圆粒和皱粒、实例二白化病2、基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。实例三囊性纤维病、实例四镰状细胞贫血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1.下图为人体内基因对性状的控制过程，下列叙述不正确的是(

)

A．图中①②过程发生的场所分别是细胞核、细胞质中的核糖体B．镰刀型细胞贫血症致病的根本原因是基因发生了改变C．人体衰老引起白发的主要原因是图中的酪氨酸酶的活性下降D．该图反映了基因对性状的控制都是通过控制酶的合成进而控制代谢活动来进行的D练习DA．花的颜色由多对基因共同控制B．基因可以通过控制酶的合成来控制代谢，从而间接控制生物性状C．生物性状由基因决定，也受环境影响D．若基因③不表达，则基因①和基因②也不表达2.牵牛花的颜色主要是由花青素决定的，如图为花青素的合成与颜色变化途径示意图：从图中不能得出的结论是（）来自同一个受精卵的细胞为何形态、功能各异？基因的选择性表达与细胞分化细胞分化的概念是什么？细胞分化的特点是什么？细胞分化的结果是什么？在个体发育过程中，由一个或多个细胞增殖产生的后代，在形态结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。持久性、普遍性、不可逆性导致细胞在形态结构和生理功能上发生稳定性差异,使多细胞生物体中的细胞趋于专门化，有利于提高各种生理功能的效率。基因的选择性表达与细胞分化Selectivegeneexpressionandcelldifferentiation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。分析不同类型细胞中DNA和mRNA的检测结果思考·讨论检测的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+++--+为何三种细胞中均有卵清蛋白基因、珠蛋白基因、胰岛素基因？这3种细胞中合成的蛋白质种类有什么差别?这与细胞的什么有关？从表中可知三种细胞的mRNA有什么差异？三种细胞的DNA中含有三种基因，却不含有三种mRNA，这一事实说明了什么？基因的选择性表达与细胞分化Selectivegeneexpressionandcelldifferentiation科学家研究发现，细胞中的基因有些表达，有些不表达。在不同类型的细胞中，表达的基因大致可以分为两类：一类是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；另一类是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。细胞分化的本质就是基因的选择性表达。基因的选择性表达与基因表达的调控有关。(教材P72)管家基因奢侈基因红细胞胰岛细胞4.在不同类型的细胞中，表达的基因大致可以分为哪两类？细胞分化的本质是什么？3.下表是人体内的红细胞(未成熟)、胰岛B细胞、浆细胞内所含有的核基因及这些基因表达的情况(“＋”表示该基因能表达，“－”表示该基因未表达)。下列有关说法正确的是(

)A.①②③均表示“＋”B．此表说明细胞分化导致基因的选择性表达C．三种细胞中mRNA和蛋白质种类完全不同D．三种细胞的形态、结构和生理功能不同的根本原因是核基因种类不完全相同细胞血红蛋白基因胰岛素基因抗体基因有氧呼吸酶基因红细胞＋－－＋胰岛B细胞－①－＋浆细胞－－②③A4.下列有关细胞分化的叙述，错误的是(

)A．造血干细胞分化形成白细胞的过程是不可逆的B．分化后的不同组织细胞中蛋白质种类完全不同C．细胞分化有利于提高多细胞生物各种生理功能的效率D．老年人体内仍然存在着具有分裂和分化能力的细胞B细胞分化小结：同一个体不同细胞（有核），“一同三不同”，本质是基因的选择性表达。“一同”——核DNA相同“三不同”——mRNA、蛋白质和细胞器的种类、数目不完全相同即使基因序列不变，后代的性状也可能会因父母的习惯而改变。经历大饥荒的母亲生下出现精神问题概率高的孩子；大吃大喝的祖辈带来患糖尿病概率高的孩子；抽烟的父亲拥有体重超标概率高的孩子；是这些孩子的基因改变了吗？不是，另一种遗传学，正在向我们解释这些现象，形成我们不得不正视的遗传新领域——表观遗传学。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相似资料1：柳穿鱼的花思考.讨论1.植株A和植株B的遗传信息是否相同？2.植株B的Lcyc基因不表达的原因是什么？3.F1的花为什么与植株A相似？F2中，为什么有些植株的花与植株B相似？资料2：实验小鼠的毛色某种实验小鼠的毛色受一对等位基因Avy和a的控制，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；

将纯种黄色体毛的小鼠与纯种黑色体毛的小鼠杂交，子一代小鼠的基因型都是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

研究表明，在Avy基因的前端（或称上游）有一段特殊的碱基序列决定着该基因的表达水平，这段碱基序列具有多个可_________________的位点，当这些位点___________时，Avy基因_________，小鼠表现为黄色；当这些位点_______后，Avy基因的表达就_________；

这段序列的甲基化程度越高，Avy基因的表达受到的抑制越_____，小鼠体毛的颜色就越____；发生DNA甲基化修饰没有甲基化正常表达甲基化受到抑制深明显思考.讨论4.子一代的小鼠的基因型相同，却表现出一系列不同的毛色的原因是什么？5、资料1和资料2所展示的遗传现象有什么共同点？这对你认识基因和性状的关系有什么启示？

资料1和资料2所展示的遗传现象中，遗传信息都是相同的，但性状是有差异的，其原因都与DNA甲基化修饰有关。这说明基因与性状的关系不是简单的线性关系，它与基因是否表达以及表达水平的高低都有关系。1.概念：

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，叫做表观遗传（epigeneticinheritance）。2.表观遗传形成的原因环境DNA甲基化诱发表观遗传表观遗传3.表观遗传的特点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没有DNA碱基序列的改变。4.实例：

基因组成相同的同卵双胞胎；一个蜂群中，蜂王和工蜂形态、结构、生理和行为等方面截然不同。5.某种实验小鼠的毛色受一对等位基因Avy和a控制，Avy(黄色)对a(黑色)为显性，将纯合黄色体毛的小鼠与纯合黑色体毛的小鼠杂交，下列有关叙述错误的是(

)A．F1的基因型都是AvyaB．Avy基因没有甲基化时，F1全是黄色C．Avy基因甲基化程度越高，小鼠体毛的颜色就越浅D．小鼠的肌肉细胞内也存在Avy及a基因C6.表观遗传是指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，对此现象的理解错误的是(

)A．基因的启动部位被甲基化修饰属于表观遗传B．同卵双胞胎之间的微小差异与表观遗传无关C．细胞质中的调控因子对基因的表达起调节作用D．正常细胞的分化可体现出细胞层次上的表观遗传B1.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，其中每个基因对身高都有一定的作用。四、基因与性状的关系基因与性状并不是简单的一一对应的关系25℃下培养它们产生的后代如后天的营养和体育锻炼等对人的身高也有重要作用。如刚孵化的残翅果蝇幼虫31℃下培养得到了一些翅长接近正常的果蝇成虫残翅果蝇2.生物性状还会受到环境等条件的影响四、基因与性状的关系问题探讨同一株水毛茛，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？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？可能是由叶片所处的环境因素引起的基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间借助复杂的相互作用，形成一个错综复杂的网络，精细地调控着生物体的性状。7．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