【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

第2节基因表达和性状的关系人教版必修2~第4章

基因的表达同一株水毛茛，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。讨论: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?问题探讨回忆旧知1957年，克里克提出中心法则：基因指导合成蛋白质体现性状如何控制？1.结构蛋白2.催化作用：绝大多数酶3.运输作用：血红蛋白4.信息传递作用：胰岛素5.免疫作用：抗体｛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的豌豆由于失水而皱缩淀粉有保留水分的作用淀粉含量高的豌豆有效地保留水分一、基因表达产物与性状的关系1、皱粒豌豆的形成机制控制酶的合成代谢过程性状控制控制基因控制酪氨酸酶的基因异常酪氨酸酶不能正常合成酪氨酸不能正常转化为黑色素缺乏黑色素表现为白化病一、基因表达产物与性状的关系白化症状2、人的白化症状形成原因控制酶的合成代谢过程性状控制控制基因基因通过间接途径控制性状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3、囊性纤维化形成原因CFTR基因缺失了3个碱基CFTR蛋白结构异常，导致功能异常患者支气管内黏液增多管腔受阻，细菌在肺部大量繁殖，肺功能严重受损控制蛋白结构性状控制基因小结：基因表达产物与性状的关系

基因还能通过控制_______________来________控制生物体的性状。蛋白质的结构直接

基因通过控制___________来控制___________，进而控制生物体的性状。酶的合成代谢过程1.下图为豌豆种子圆粒性状的产生机制。下列叙述错误的是（

）A.图中显示了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B.当编码淀粉分支酶的基因被打乱时,细胞内淀粉的含量会上升C.皱粒种子中蔗糖含量相对较高,味道更甜美D.图中①②过程中碱基互补配对的方式有差异随堂检测B2.着色性干皮症是一种常染色体隐性遗传病,起因于DNA损伤。深入研究发现患者体内缺乏DNA修复酶,DNA损伤后不能修复,从而引起突变。这说明一些基因(

)A.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B.通过控制蛋白质的结构,从而直接控制生物体的性状C.通过控制酶的合成,从而直接控制生物体的性状D.可以直接控制生物体的性状,发生突变后生物的性状随之改变随堂检测A二、基因的选择性表达与细胞分化1、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+++--+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。这3种细胞中合成的蛋白质种类不完全相同，有些蛋白质在所有的细胞中都合成，有一些特定功能的蛋白质只在特定的细胞中合成。(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。2、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;红细胞胰岛细胞3、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。3.豌豆的红花性状是由显性基因E控制。下列有关说法错误的是（）A.基因E的基本单位是脱氧核苷酸

B.基因E的表达过程都遵循碱基互补配对原则C.基因E只存在于豌豆的特定细胞中以调控红色色素的合成D.利用荧光标记物质可知道基因E在染色体上的位置C随堂检测4.根据给出的蛋白质,为鸡的输卵管细胞、红细胞、胰岛细胞选择含有的蛋白质。检测鸡的的3种细胞所含蛋白质输卵管细胞红细胞胰岛细胞卵清蛋白珠蛋白②胰岛素③ATP合成酶⑤卵清蛋白①珠蛋白胰岛素ATP合成酶呼吸酶④呼吸酶随堂检测三、表观遗传很多人误认为，这一辈子不管如何“胡过”（不健康的生活习惯，包括抽烟、喝酒、暴食、熬夜等），最多是自己的身体受到影响，而不容易影响孩子。然而，真的是这样吗？植株A植株B柳穿鱼的花柳穿鱼花的形态结构与Lcyc基因的表达直接相关。图所示两株柳穿鱼，它们体内Lcyc基因的序列相同。植株A的Lcyc基因在开花时表达，植株B的Lcyc基因不表达。三、表观遗传研究表明，植株B的Lcyc基因不表达的原因是它被高度甲基化(Lcyc基因有多个碱基连接甲基基团)了。植株A植株B柳穿鱼的花科学家将这两个植株作为亲本进行杂交，F1的花与植株A的相似，F1自交的F2中绝大部分植株的花与植株A的相似，少部分植株的花与植株B的相似。柳穿鱼花的形态结构与Lcyc基因的表达直接相关。图所示两株柳穿鱼，它们体内Lcyc基因的序列相同。植株A的Lcyc基因在开花时表达，植株B的Lcyc基因不表达。三、表观遗传研究表明，植株B的Lcyc基因不表达的原因是它被高度甲基化(Lcyc基因有多个碱基连接甲基基团)了。①F1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，基因的表达受到抑制，表现为隐性。所以，同时含有这两种基因的F1的花与植株A相似。②F1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，基因的表达受到抑制，所以F2中这这部分植株与植株B类似。表现出不同毛色的Avya小鼠PAvyAvy(黄色)×aa(黑色)F1Avya这段碱基序列的甲基化程度越高，A基因的表达受到的抑制越明显，小鼠体毛的颜色就越深。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发生DNA甲基化修饰的位点。当这些位点没有甲基化时，Avy

基因正常表达，小鼠表现为黄色;当这些位点甲基化后，Avy

基因的表达就受到抑制。资料1和资料2的遗传现象都会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。三、表观遗传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。【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。与社会的联系：吸烟会使人体细胞内DNA的甲基化水平升高，对染色体上的组蛋白也会产生影响。男性吸烟者精子中DNA的甲基化水平升高，精子活力下降。请查阅相关资料，结合表观遗传、烟草烟雾中含有的化学物质及其危害等知识，向亲友和周围人群深入宣传戒烟的道理。课后小活动——关于“吸烟”的危害DNA甲基化调控基因表达表型改变可遗传综上所述

基因通过其表达产物——蛋白质来控制性状，细胞内的基因表达与否以及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的结果，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。5.下列关于表观遗传的描述,错误的是()A.染色体组蛋白发生甲基化会影响基因的表达B.基因的碱基发生甲基化会影响基因的表达C.吸烟者精子活力下降与精子DNA甲基化有关D.表观遗传现象只发生在真核生物的生命过程中D随堂检测四、基因与性状间的对应关系(1)基因决定生物性状水稻中的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。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。(2)生物体的性状还受环境条件的影响。后天的营养和体育锻炼等对人的身高也有重要作用。(3)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。基因与性状的关系并不是简单一一对应的关系。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25℃下培养它们产生的后代表型=基因型+环境条件请针对高温培养残翅果蝇幼虫得到翅长接近正常的果蝇成虫的原因提出假说，进行解释。①果蝇翅的发育是经过酶催化的反应②酶是在基因控制下合成的③酶的活性受温度、pH等条件的影响思维训练课堂小结性状控制酶的合成细胞代谢基因性状控制蛋白质结构直接基因间接环境不改变影响改变表观遗传

表型=基因+环境1.读下图，判断下列有关基因与性状关系的叙述错误的是（）A.由基因产物呈现的性状①②③④可知，一个基因会影响多种性状B.若⑧为表达出的异常血红蛋白呈现的性状——红细胞呈镰刀状，可说明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C.图示可表明基因与性状之间并非简单的线性关系D.生物体的性状除了受基因控制外，还受环境条件的影响 B及时巩固从图中不能得出的结论是()A．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C．生物性状由基因决定，也受环境影响D．若基因①不表达，则基因②和基因③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：D及时巩固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基因上二核苷酸（CpG）胞嘧啶有不同程度的甲基化（如下图）现象出现，甲基化不影响基因复制。下列有关分析错误的是（）A.F1个体体色的差异与A基因甲基化程度无关B.甲基化可能影响RNA聚合酶与该基因的结合C.碱基甲基化不影响基因复制过程中碱基互补配对D.甲基化是引起表观遗传的常见方式 A4.下图为基因的作用与性状表现的流程示意图。下列选项正确的是（）A.①是转录过程，它以DNA的一条链为模板、四种脱氧核苷酸为原料合成mRNAB.②过程需要mRNA、氨基酸、核糖体、RNA聚合酶、ATP等C.白化病是基因通过控制酶的合成间接控制性状的实例D.②过程中共有64个密码子与氨基酸对应 C5.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：4．牵牛花的叶肉细胞中是