4.2 基因表达与性状的关系 课件 人教版高中生物学必修2

第四章基因的表达第2节:基因表达与性状的关系导

入同一株水毛茛，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ATPADP功能正常的CFTR蛋白H2O异常关闭的CFTR蛋白稀薄的黏液氯离子案例1：囊性纤维化病肺部支气管腔管腔细胞内

直接原因缺失3个碱基编码CFTR蛋白的基因CFTR蛋白片段CFTR蛋白结构异常CFTR蛋白功能异常囊性纤维化案例1：囊性纤维化病P72生物性状

根本原因

基因能通过控制

直接控制生物体的

。蛋白质的结构性状抗虫蛋白基因指导合成抗虫蛋白质结构抗虫性状编码CFTR蛋白的基因缺失3个碱基CFTR蛋白结构异常囊性纤维化指导合成正常淀粉分支酶正常，活性较高淀粉合成正常淀粉含量高，有效保留水分淀粉分支酶异常，活性较低淀粉合成受阻淀粉含量低，失水皱缩案例2：豌豆的圆粒与皱粒编码淀粉分支酶的基因基因序列被打乱基因酶代谢过程性状控制控制控制编码淀粉分支酶的基因编码酪氨酸酶的基因正常酪氨酸转化为黑色素酪氨酸酶正常表现正常正常人白化病人编码酪氨酸酶的基因异常酪氨酸不能转化为黑色素酪氨酸酶不能合成缺乏黑色素，表现为白化案例3：人的正常肤色与白化病基因酶代谢过程性状控制控制控制请判断基因如何控制头发的发色？编码血红蛋白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成镰刀型容易破裂，患溶血性贫血基因蛋白质结构性状案例4：镰刀型细胞贫血症请判断基因如何控制镰刀型细胞贫血症？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。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；基因酶代谢过程生物性状蛋白质结构生物性状蛋白质间接控制直接控制归纳小结

二.基因的选择性表达与细胞分化胰岛细胞红细胞输卵管细胞同一个人的这些细胞遗传物质相不相同？胰岛细胞，红细胞，输卵管细胞形态和功能不同的根本原因是什么？相同讨论1：3种细胞都含有卵清蛋白基因、珠蛋白基因和胰岛素基因，ATP合成酶基因，但只检测到其中一种基因的mRNA，这一事实说明了什么？不同种类细胞中基因的表达情况有差别，基因的表达存在选择性。检测的3种细胞卵清蛋白基因、珠蛋白基因、胰岛素基因、ATP合成酶基因卵清蛋白mRNA珠蛋白mRNA胰岛素mRNAATP合成酶mRNA输卵管细胞++++--+红细胞+++-+-+胰岛细胞+++--++

科学家提取了鸡的输卵管细胞、红细胞（有细胞核）和胰岛细胞，对这3种细胞中的DNA和mRNA进行了检测，结果如下表所示。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。比如ATP合成酶基因等。

讨论2：同一个体不同细胞中有表达情况相同的基因吗？检测的3种细胞卵清蛋白基因、珠蛋白基因、胰岛素基因、ATP合成酶基因卵清蛋白mRNA珠蛋白mRNA胰岛素mRNAATP合成酶mRNA输卵管细胞++++--+红细胞+++-+-+胰岛细胞+++--++

科学家提取了鸡的输卵管细胞、红细胞（有细胞核）和胰岛细胞，对这3种细胞中的DNA和mRNA进行了检测，结果如下表所示。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。表达的基因分类管家基因所有细胞中都表达的基因，这类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。奢侈基因

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。细胞分化相同基因不同的蛋白质基因选择性表达细胞的形态，结构，生理功能不同问题：在细胞分化的过程中，下列哪些项目会发生改变？1DNA、2tRNA、3rRNA、4mRNA、5蛋白质的种类6、细胞数量、7细胞形态，结构和功能DNA、tRNA、rRNA的种类

①不变细胞的数目②变mRNA、蛋白质的种类细胞的形态、结构和功能二.基因的选择性表达与细胞分化基因什么时候表达？在哪种细胞中表达？以及表达水平的高低？如何调控？都是受到调控的，这种调控会直接影响性状实例1：柳穿鱼花的形态结构的遗传植株A（两侧对称）植株B（辐射对称）问题:植株A和植株B的Lcyc基因相同，为什么花的形态结构不同呢？Lcyc基因柳穿鱼花的形态结构控制植株A：Lcyc基因在开花时表达；植株B：Lcyc基因不表达P73思考讨论第2段植株B的Lcyc基因不表达的原因：植株B的Lcyc基因被高度甲基化，

（Lcyc基因有多个碱基连接甲基基团）DNA甲基化示意图实例1：柳穿鱼花的形态结构的遗传DNA甲基化与去甲基化问题:Lcyc基因甲基化后，为什么会抑制基因的表达呢？正常植株ALcyc基因高度甲基化植株B×F1自交F2为什么A型植株：

B型植株不等于3：1？F1植株的花与植株A相似Lcyc基因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？L

LL

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L提示：Lcyc基因甲基化后也可以去甲基化DNA甲基化可以遗传吗？实例1：柳穿鱼花的形态结构的遗传可遗传性，但不遵循孟德尔定律实例2：小鼠毛色的遗传某种实验小鼠的毛色受一对等位基因Avy和a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。PAvyAvyaaF1Avya（黄毛）（黑毛）×Avy基因无甲基化，基因正常表达，黄色部分甲基化，基因表达受抑制，毛色加深甲基化程度高，基因表达被抑制更明显，毛色更深前端Avy基因前端Avy基因前端实例2：小鼠毛色的遗传基因的碱基序列保持不变柳穿鱼花形态结构的遗传和小鼠毛色的遗传有什么共同点？部分碱基发生了甲基化修饰，抑制了基因的表达表型变化可遗传基因的碱基序列不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。概念：表观遗传表观遗传可遗传性，但不遵循孟德尔定律实例：①Lcyc基因决定柳穿鱼花的形态结构②水稻中Ghd7基因参与了开花的调控，对水稻的生长，发育和产量都有重要作用③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④同一株水毛茛，空气中的叶和水中的叶，表现出不同的形态①一个基因一种性状影响思考：基因与性状是否为简单的一一对应的关系？②一个基因多种性状影响③多个基因一个性状影响基因与性状并不是简单的一一对应的关系④生物性状还会受到环境的影响

性状=基因

+环境请针对出现残翅果蝇的原因提出假说，进行解释正常培养温度25℃下刚孵化的残翅果蝇幼虫31℃培养翅长接近正常的果蝇25℃下培养它们产生的后代残翅果蝇假说：果蝇翅的发育需要经过酶催化的反应，而酶是在基因控制下合成的，酶的活性受温度的影响。1、生物性状是基因和环境共同作用的结果。2、环境因素引起的性状改变不一定能够遗传。若环境因素导致遗传物质发生改变或者引起表观遗传则可以遗传给后代。3.

某种猫的雄性个体有两种毛色：黄色和黑色；而雌性个体有三种毛色：黄色、黑色、黑黄相间。分析这种猫的基因，发现控制毛色的基因是位于X染色体上的一对等位基因：X0（黄色）和XB（黑色），雄猫只有一条X染色体，因此，毛色不是黄色就是黑色。而雌猫却出现了黑黄相间的类型，这是为什么呢？是不是雌猫的有些细胞内X0表达，而另一些细胞内XB表达呢？请查找资料，寻找答案。（P75）练习与应用二.拓展应用对于基因型为XBX0的雌猫，如果体细胞中携带黑毛基因B的X染色体失活，XB就不能表达，而另一条X染色体上的X表达，那么由该细胞增殖而来的皮肤上会长出黄色体毛；同理，如果体细胞中携带黄毛基因O的X染色体失活，则X0不表达，XB表达，由该细胞增殖而来的皮肤上就会长出黑