生物基因表达与性状的关系课件-2023-2024学年高一下学期生物人教版必修2

4.2基因表达与性状的关系蛋白质的功能结构蛋白催化功能免疫功能运输功能调节功能蛋白质是生命活动的主要承担者遗传信息（①）储存于②mRNA③蛋白质分类属于RNAmRNArRNA（5）氨基酸脱水缩合转运回顾：将概念图补充完整DNA转录翻译tRNA性状④控制实例1、豌豆的圆粒和皱粒这一对相对性状编码淀粉分支酶的基因正常淀粉分支酶正常合成淀粉合成正常，含量较高淀粉含量高，有效保留水分，豌豆显得圆鼓鼓（性状：圆粒）编码淀粉分支酶的基因被插入的DNA序列打乱淀粉分支酶异常，活性大大降低淀粉合成受阻，含量降低淀粉含量低,豌豆由于失水而显得皱缩（性状：皱粒）一、基因表达产物与性状的关系基因型酶代谢过程性状编码酪氨酸酶基因异常酪氨酸酶缺乏酪氨酸无法转化成黑色素出现白化症状基因酶的合成代谢过程间接控制实例2、白化症状性状结论1：CFTR蛋白（一种转运蛋白）基因缺失了三个碱基CFTR蛋白缺少一个丙苯氨酸，结构异常，导致其转运氯离子的功能异常患者支气管内黏液增多支气管管腔受阻，细菌繁殖，肺部严重受损实例3、囊性纤维病

这两个例子来看，大家可以总结出基因是如何控制生物的性状的？实例4、镰刀型细胞贫血症控制血红蛋白形成基因的一个碱基发生替换血红蛋白的一个氨基酸被替换，血红蛋白结构发生变化红细胞由中央微凹的圆饼状变为镰刀状红细胞容易破裂，患溶血性贫血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结论2：

基因、基因表达产物（蛋白质）与性状的关系：基因蛋白质的结构生物性状酶的合成细胞代谢生物性状蛋白质直接途径间接途径基因通过指导蛋白质的合成来控制性状

一、基因表达产物与性状的关系二、基因的选择性表达与细胞分化分析不同类型细胞中DNA和mRNA的检测结果检测的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++++++++++－++－－－－－

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？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？1.这3种细胞中合成的蛋白质种类有什么差别？3种基因转录的mRNA分别出现在3种细胞中，表明每种细胞只合成3种蛋白质中的一种。因此，这3种细胞中合成的蛋白质种类不完全相同，虽然有些蛋白质在所有的细胞中都合成，但也有一些特定功能的蛋白质只在特定的细胞中合成。这一事实说明，细胞中并不是所有的基因都表达，基因的表达存在选择性。结论：细胞分化的本质就是基因的___________选择性表达在不同类型的细胞中，表达的基因大致可以分为两类：（1）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。（管家基因）（2）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。（奢侈基因）细胞分化的本质：（奢侈）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。三、表观遗传资料1：柳穿鱼的花植株A植株BLcyc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相似讨论：1.上述资料中，柳穿鱼和小鼠性状改变的原因是什么？2.分析资料1，F1的花为什么与植株A的相似？在F2中，为什么有些植株的花与植株B的相似？3.资料1和资料2展示的遗传现象有什么共同点？1．柳穿鱼花的形态改变是因为Lcyc基因的部分碱基被高度甲基化，小鼠毛色的改变是因为Avy基因前端有一段影响Avy基因表达的特殊的碱基序列甲基化。发生在基因或基因前端的甲基化修饰均导致相关基因的表达受到抑制，进而影响性状。2．F1植株同时含有来自植株A和植株B的Lcyc基因。植株A的Lcyc基因能够表达，表现为显性；植株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中有少部分植株含有两个来自植株B的Lcyc基因，由于该基因的部分碱基被甲基化，基因表达受到抑制，因此，这部分植株的花与植株B的相似。3．资料1和资料2展示的遗传现象都表现为基因的碱基序列保持不变，但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。这种DNA甲基化修饰可以遗传给后代，使后代出现同样的表型。基因的碱基序列保持不变，性状发生改变，这表明基因与性状的关系并不是简单的一一对应的关系，基因的表达受到很多因素的影响，体现了基因与性状之间关系的复杂性。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相似基因高度甲基化调控序列甲基化程度不同基因序列没有变化甲基化基因表达水平不一致导致生物性状出现差异2.机理柳穿鱼Lcyc基因和小鼠Avy基因的碱基序列没有变化，但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。这种DNA甲基化修饰可以遗传给后代，使后代出现同样的表型。三、表观遗传1.概念：

相关信息：除了DNA甲基化，构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰也会影响基因的表达。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。3.实例：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。例如，同卵双胞胎所具有的微小差异与表观遗传有关；一个蜂群中，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，表观遗传也在其中发挥了重要的作用。三、表观遗传基因通过表达产物蛋白质来控制性状，细胞内基因是否表达与表达水平的高低都是受到调控的。细胞分化的实质是基因的选择性表达，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。基因表达与性状的关系：综上所述：四、基因与性状的关系环境对性状也有重要影响一个性状可以受多个基因的影响一个基因也可以影响多个性状在大多数情况下，基因与性状的关系并不是简单的一一对应的关系。例如，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。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。

例如，我国科学家研究发现水稻中的Ghd7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。四、基因与性状的关系1、由于整株植物都是由同一个受精卵经有丝分裂发育来的，所以所有体细胞的基因型是