4.2+基因表达与性状的关系-2024-2025学年高一生物下学期同步授课课件（人教版2019必修2）

第四章基因的表达第2节

基因表达与性状的关系同一株水毛茛，裸露在空气中的叶片和浸没在水中的叶片，形态是不同的。浮在水面上的叶子是宽阔的五边形或者手掌形，而沉在水中的叶子则变成了细细的丝状叶。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?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。一、基因表达产物与性状的关系翻译转录信使DNA蛋白质基因指导蛋白质的合成RNA基因如何控制生物体的性状？思考蛋白质是生命活动的主要承担者。体现生物体的形态特征和生理特性，如豌豆的圆粒皱粒、人的血型等性状一、基因表达产物与性状的关系例1：豌豆的圆粒与皱粒编码淀粉分支酶的基因正常淀粉分支酶活性正常淀粉合成正常，含量增加淀粉含量高，有效保留水分编码淀粉分支酶的基因被打乱淀粉分支酶异常，活性降低淀粉合成受阻，含量降低淀粉含量低的由于失水而皱缩基因酶的合成控制生物的性状间接控制代谢过程控制基因酶细胞代谢性状一、基因表达产物与性状的关系这只大猩猩名为雪花，1964年出生，1966入住巴塞罗那动物园，一生都生活在那里，2003年死于皮肤癌。它是现今发现的唯一的白化病大猩猩。由于酪氨酸酶缺乏或功能减退引起的一种皮肤及附属器官黑色素缺乏或合成障碍的遗传性白斑病。主要表现：畏光、毛发及皮肤呈白色。例2：白化病形成的原因控制酪氨酸酶的基因正常酪氨酸酶正常合成酪氨酸能正常转化为黑色素表现正常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，表现白化病基因酶的合成控制生物的性状间接控制代谢过程控制基因酶细胞代谢性状一、基因表达产物与性状的关系例3：囊性纤维病CFTR（蛋白）基因缺失了3个碱基CFTR蛋白结构异常，导致转运功能异常氯离子浓度异常，患者支气管内黏液增多黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染基因蛋白质结构性状基因控制生物的性状直接控制蛋白质结构例4：镰状细胞贫血一、基因表达产物与性状的关系编码血红蛋白的基因发生了一个碱基对的替换血红蛋白的结构发生变化红细胞成镰刀型，运输O2能力降低容易破裂，患溶血性贫血基因蛋白质结构性状基因控制生物的性状直接控制蛋白质结构基因控制生物性状的方式间接控制直接控制基因通过控制酶或激素的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。例如：豌豆的粒形、人的白化病基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。例如：囊性纤维病、镰刀型细胞贫血症。一、基因表达产物与性状的关系基因可以通过不同的途径控制性状，但基因什么时候表达，在哪种细胞中表达以及表达水平的高低都是受到调控的，这种调控又是如何进行的呢？本质二、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+++--+二、基因的选择性表达与细胞分化

细胞中并不是所有的基因都表达，基因的表达存在选择性

(4)联系有丝分裂知识，高度分化的动植物体细胞中仍含有本物种全套遗传信息的原因是__________________________________________。所有体细胞都是由受精卵经过有丝分裂而来的(5)通过分析可知，细胞分化的根本原因是__________________。基因的选择性表达与基因表达的调控有关。基因的选择性表达(2)“奢侈基因”：只在某类细胞中特异性表达的基因，指导合成的蛋白质与细胞特定的功能有关。如：胰岛素基因、抗体基因。归纳拓展1.“管家基因”和“奢侈基因”

2.细胞分化

表观遗传柳穿鱼花的形态结构资料1

柳穿鱼是一种园林花卉。下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。柳穿鱼花的形态结构与Lcyc基因的表达直接相关。下图所示的两株柳穿鱼，它们体内的Lcyc基

因序列相同，只是植株A的Lcyc基因在开花时表达，而植株B的Lcyc基因不表达。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。科学家将这两个植株作为亲本进行杂交，F1的花与植株A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。1.上述资料中，柳穿鱼花性状改变的原因是什么？思考.讨论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。植株A植株B大部分少部分×

2.F1的花为什么与植株A的相似？

3.在F2中为什么有些植株的花与植株B的相似？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，表现显性；植株B的Lcyc基因由于部分碱基甲基化，基因表达受阻，表现隐性。因此，同时含有这两个基因的F1中，花与植株A的相似。F1自交后，F2中有部分植株含两个来自植株B的Lcyc基因，由于该基因部分碱基被甲基化，表达受阻，因此，这部分植株的花与植株B的相似。PF1F2资料2

某种实验小鼠毛色受等位基因Avy和a的控制，Avy为显性，表现为黄色；a为隐性，表现为黑色体

毛。纯种黄色小鼠与纯种黑色小鼠杂交，子代小鼠基因型为Avya，却表现出黄色和黑色之间的

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发有多个可发生DNA甲基化修饰的位点，当这些位

点甲基化后，Avy基因的表达就受到抑制，并且甲基化程度越高，受到的抑制越明显，小鼠体毛

的颜色就越深。小鼠毛色的遗传1.上述资料中，小鼠性状改变的原因是什么？小鼠毛色的改变是因为Avy基因的前端有一段影响Avy基因表达的特殊的碱基序列被甲基化。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.资料1和资料2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展示的遗传现象都表现为基因的碱基序列不变，但部分碱基发生甲基化修饰，抑制了基因表达，进而对表型产生影响。DNA甲基化修饰可以遗传给后代，使后代出现同样的表型。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关系，基因的表达受到很多因素影响，体现了基因与性状之间关系的复杂性。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，

叫作表观遗传。

柳穿鱼Lcyc基因的甲基化抑制了基因表达，小鼠Avy基因前端的甲基化抑制了基

因表达。表观遗传表观遗传修饰的方式有DNA的甲基化、组蛋白的甲基化、乙酰化等表观遗传的调节机制

A.豌豆的圆粒与皱粒是一对相对性状B.豌豆粒中水可与淀粉结合成为结合水C.淀粉分支酶的作用是催化淀粉水解D.该实例体现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课堂练习2.如图为圆粒豌豆的产生机制,请据图判断下列叙述错误的是(

)

A.淀粉分支酶基因R是豌豆种子细胞中具有遗传效应的DNA片段B.b过程能发生A与T、C与G的配对C.R中插入一小段DNA序列使淀粉分支酶出现异常,活性大大降低,会导致种子中蔗糖增多D.此图解体现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B3.(2023·海南高考)某植物的叶形与R基因的表达直接相关。现有该植物