新人教版必修2基因表达与性状的关系(30张)课件

1、第2节基因表达与性状的关系 基础预习初探问题一:基因如何控制生物性状 ?1.实例1:皱粒豌豆的形成机制皱粒豌豆中编码淀粉分支酶的基因被插入的DNA序列打乱_活性降低淀粉含量降低,豌豆失水皱缩。通过上述实例得出基因与性状的关系是:基因通过控制_来控制代谢过程,进而控制生物体的性状,即_(填“直接”或“间接”)关系。淀粉分支酶酶的合成间接2.实例2:70%的囊性纤维化患者编码CFTR蛋白的基因缺失3个碱基,导致CFTR蛋白质_改变,使其转运氯离子的功能出现异常,最终肺功能严重受损。通过上述实例得出基因与性状的关系是:基因通过控制_直接控制生物体的性状,即_(填“直接”或“间接”)关系。空间结构蛋白

2、质的结构直接【小思考】人的白化症状与老年人白发原因相同吗? 提示:不同。白化症状是由于编码酪氨酸酶的基因异常,导致人缺少酪氨酸酶,不能合成黑色素,进而表现白化症状,而老年人白发是由于细胞衰老导致酪氨酸酶活性降低。问题二: 基因表达与细胞分化有什么关系?1.生物体多种性状的形成,是以_为基础的。细胞分化的本质是_。2.表达基因的分类:(连线)细胞分化基因的选择性表达问题三:表观遗传信息是如何调控基因表达的?1.基因表达调控的含义:基因什么时候表达、在哪种细胞中表达以及_的高低。2.表观遗传概念:生物体基因的_保持不变,但_发生可遗传变化的现象。表达水平碱基序列基因表达和表型3.基因与性状的关系:

3、结合基因与性状的对应关系,判断下列说法的正误:(1)生物的大多数性状受核基因控制。( )(2)一个基因只能控制一种性状。( )(3)有些性状是由多个基因决定的。( )(4)基因型相同的个体表型一定相同。( ) (5)表型相同的个体基因型不一定相同。( )核心互动探究探究点基因表达产物与性状的关系1.基因的选择性表达与细胞分化(科学思维):【图表情境】下表是对同种生物不同类型细胞中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+-+(1)分析上表可知:同种生物不同类型细胞中基因_,但

4、胰岛素mRNA只在_中存在。(2)探讨同种生物不同类型体细胞中。基因_(填“一定”“不一定”“一定不”)相同。mRNA_(填“一定”“不一定”“一定不”)相同。蛋白质_(填“完全”“不完全”“完全不”)相同。(3)探讨细胞结构、形态和功能不同的原因直接原因:_。根本原因:_。相同胰岛细胞一定不一定不完全蛋白质不同基因的选择性表达2.基因、环境因素和性状的关系(科学思维):如图,同一株水毛茛,裸露在空气中的叶是扁平的,而浸在水中的叶片呈丝状。请思考:(1)水毛茛两种形态的叶,其细胞的基因组成是否相同?_,原因是_。相同它们是由同一个受精卵分裂分化来的,所以基因组成相同(2)根据水毛茛的两种叶形,

5、试总结环境因素和生物表型之间的关系。表型相同,基因型_。基因型相同,表型_。表型=_+_。(3)上述现象属于:环境变化影响了基因表达,进而影响生物性状。(4)影响基因表达的因素有哪些?提示:基因甲基化,染色体的组蛋白甲基化、乙酰化等修饰。(5)表观遗传的三层含义:是否遗传:_ ;DNA序列_发生变化;基因表达的改变。不一定相同不一定相同基因型环境条件是没有【探究总结】1.基因对性状控制的两种途径:2.基因与性状的关系:(1)基因与性状的关系(2)基因控制性状还受到环境的影响,生物性状是基因型和环境条件共同作用的结果。【定向训练】1.下面为脉孢霉体内精氨酸的合成途径示意图,从图中可得出() 基因

6、基因基因基因酶酶酶酶N-乙酰鸟氨酸鸟氨酸瓜氨酸精氨酰琥珀酸精氨酸A.一种物质的合成只受一个基因的控制B.基因可通过控制酶的合成来控制代谢C.若基因不表达,则基因和也不表达D.若基因不存在,则瓜氨酸仍可合成精氨酰琥珀酸【解析】选B。基因可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。由题图可知,精氨酸的合成需要酶的参与,而它们分别受基因的控制。基因具有一定的独立性,基因不表达时,基因、仍可表达,只是无法合成精氨酸。若基因不存在,酶不能合成,则瓜氨酸精氨酰琥珀酸的途径不能进行。2.(2019山东合格考)下列关于基因与性状之间的关系的叙述,错误的是()A.基因与性状是一一对应的关系B.基因可

7、通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状C.基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物的性状D.生物性状既受基因的控制,也受环境条件的影响【解析】选A。基因与性状之间不是简单的一一对应的关系,有可能多对基因控制一对相对性状,A错误;基因可通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状,B正确;基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物的性状,C正确;生物性状既受基因的控制,也受环境条件的影响,D正确。【补偿训练】下图为人体对性状控制过程示意图,据图分析可得出()A.过程都主要在细胞核中进行B.食物中缺乏酪氨酸会使皮肤变白C.M1和M2不可能同时出现在同一个细胞中D.老年人细胞中不含有M2【解

8、析】选C。由图示知,是转录,主要在细胞核中进行,是翻译,主要在细胞质中进行;食物中缺乏酪氨酸时可在体内合成,仍可产生黑色素;M1和M2是相应的mRNA,血红蛋白是人体红细胞中的蛋白质,红细胞中没有酪氨酸酶,不含M2;其他细胞中不表达血红蛋白,不含M1;老年人细胞中也有酪氨酸酶,只是活性降低,所以也含有M2。情境素养探究【科学情境】美国宇航局(NASA)为了研究太空环境对人基因的影响,利用双胞胎宇航员ScottKelly与MarkKelly做了一个“天地隔离实验”。受试者是同卵双生,有着几乎完全相同的基因组。其中,弟弟Scott被送进国际空间站(ISS)为期340天,发现其身高增加了5 cm(在

9、此之前,兄弟二人身高相同)。为了进一步了解太空环境对人体的影响,研究人员对结束任务的Scott继续进行了长达一年的监测,并对比了他与哥哥Mark的DNA差异。发现尽管兄弟二人的DNA依然相同。但分析显示Scott细胞内甲基化水平明显差异化,或升高或降低。总体而言进入太空后基因表达达到了一个前所未有的高峰。探究:1.上述资料中,弟弟Scott性状改变的原因是什么?这种变化是否可以遗传?提示:环境变化导致其基因发生甲基化,进而影响基因表达,表型发生差异。此变化可以遗传。2.上述现象是否只有在太空中才能发生?请举例说明。提示:不只是在太空中发生。表观遗传普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的生命活动过

10、程中。例如同卵双胞胎所具有的微小差异,一个蜂群中蜂王和工蜂的差异等。课堂素养达标1.细胞通过精准调控,实现了基因对性状的控制。下列有关说法,正确的是()基因通过控制蛋白质的合成直接控制生物的性状。同一个体的不同组织细胞中蛋白质种类不完全相同。柳穿鱼花的不同形态是由一对等位基因控制的。DNA的甲基化修饰不能遗传给后代。基因能否表达是基因表达调控的唯一方式。基因是有遗传效应的DNA片段,不同基因之间的作用可能相互影响。【解析】选。基因控制性状的途径包括直接途径和间接途径两种类型,错误;同一个体的不同组织细胞中蛋白质种类不完全相同,正确;柳穿鱼花的不同形态是表观遗传现象,不是由一对等位基因控制的,错

11、误;DNA的甲基化修饰能遗传给后代,错误;基因表达调控包括基因能否表达以及表达水平的高低,错误;不同基因之间的作用可能相互影响,正确。2.白化病病人出现白化症状的根本原因是()A.病人体内缺乏黑色素B.病人体内无酪氨酸C.控制合成酪氨酸酶的基因不正常D.长期见不到阳光所致【解析】选C。人的白化症状是由于控制酪氨酸酶的基因异常。由于该基因异常而缺少酪氨酸酶,酪氨酸酶可以将酪氨酸转变为黑色素,缺少酪氨酸酶就不能合成黑色素,而表现白化症状。根本原因是控制合成酪氨酸酶的基因不正常,故本题正确答案为C。3. 关于表观遗传的理解,下列说法正确的是()A.DNA的甲基化与环境因素无关B.DNA的甲基化影响基

12、因的翻译过程C.表观遗传现象不符合孟德尔遗传定律D.DNA的甲基化导致基因的碱基序列改变【解析】选C。环境因素会影响DNA的甲基化,A项错误;DNA的甲基化影响基因的转录过程,B项错误;表观遗传现象不符合孟德尔遗传定律,C项正确;DNA的甲基化不会导致基因的碱基序列改变,D项错误。4.(2017全国卷)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【解析】

13、选D。个体的身高受遗传和营养条件等因素的影响,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,A项正确;某植物的绿色幼苗在黑暗中变成黄色,这是由于缺乏光照,叶绿素不能形成,这种变化是由环境造成的,B项正确;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,C项正确;高茎豌豆的子代出现高茎和矮茎,是由于等位基因的分离导致性状分离,而不是由环境决定的,D项错误。【新高考新风向】5.藏报春在不同环境条件下所开花的颜色不同。藏报春甲(aa)在20 时开白花;藏报春乙(AA)在20 时开红花;藏报春丙(AA)在30 时开白花。(1)根据题干信息,下列说法错误的是()A.由可知生物的性状表现是由基因型决定的B.由可知生物的性状表现是由基因型和环境共同作用的C.由可知环境影响基因型的表达D.由可知生物的性状表现是由基因型和环境共同作用的(2)若上述藏报春甲和乙可以进行杂交,产生的后代在20 时表型为_。(3)如果将藏报春甲和乙进行杂交产生的后代在30 时进行培养,后代表型是什么?【解析】(1)由的变量是基因型,所以由可以知道生物的性状表现受基因型的控制,A正确;由的变量有2个,温度和基因型,所