第四章第二节基因表达与性状的关系课件高一下学期生物人教版必修2

高中生物人教版同步复习第四章第二节

基因表达与性状的关系01知识小结02知识剖析1.基因控制生物性状的两条途径两条途径：间接控制途径：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实例：白化病、皱粒豌豆等直接控制途径：基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状实例：囊性纤维化、镰状细胞贫血知识点一基因表达产物与性状的关系2.间接控制(1)实例剖析(2)病因分析：根本原因(编码相关酶的基因结构异常)→直接原因(相关酶结构异常)→结果(代谢产物不足等)。知识点一基因表达产物与性状的关系3.直接控制(1)实例剖析(2)病因分析：根本原因(相关基因结构异常)→直接原因(结构蛋白异常)→结果(细胞形态、结构改变等)。知识点一基因表达产物与性状的关系1.分析鸡的不同类型细胞中生物大分子的检测结果上述事实说明，同一生物体中不同类型细胞形态结构不同的原因是某些基因选择性表达。知识点二基因的选择性表达与细胞分化2.细胞分化本质的模型分析(1)不变：分化前和分化后形成的各种细胞中DNA(基因)不变。(2)变：分化形成的各种细胞中mRNA和蛋白质不完全相同。知识点二基因的选择性表达与细胞分化3细胞分化的标志(1)分子水平：合成某种细胞特有的蛋白质(如唾液淀粉酶、胰岛素等)。(2)细胞水平：形成不同种类的细胞。4细胞分化的本质：基因的选择性表达。知识点二基因的选择性表达与细胞分化4表达基因的类型(1)管家基因：指所有细胞中都表达的一类基因，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合成酶基因等。(2)奢侈基因：只在某类细胞中特异性表达的基因，这类基因表达的产物赋予各种类型细胞特定的形态结构特征与功能，如卵清蛋白基因、胰岛素基因等。知识点二基因的选择性表达与细胞分化1实例分析(1)柳穿鱼花的形态结构的遗传分析知识点三表观遗传项目柳穿鱼植株A柳穿鱼植株B性状表现开两侧对称花开辐射对称花Lcyc基因测序结果植株A和植株B碱基组成及序列没有差异Lcyc基因表达情况检测表达不表达Lcyc基因甲基化检测与植株A相比，植株B的Lcyc基因高度甲基化杂交实验植株A与植株B杂交，F₁的花与植株A的相似，F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，这说明DNA甲基化能遗传给下一代(2)某种实验小鼠毛色的遗传分析知识点三表观遗传该种小鼠的毛色除了受A基因控制，还受到A基因的前端(或称“上游”)的一段特殊的碱基序列控制。上游序列既可以使A基因持续表达(小鼠毛色全部为黄色),也可以使A基因的表达处于完全抑制状态(小鼠毛色全部为黑色)。另外，上游序列还能够调控A基因的表达水平，使小鼠毛色呈现介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型。知识点三表观遗传(3)上述两个实例说明：①基因的甲基化会抑制该基因的表达，从而影响生物的性状；②基因的甲基化是可以遗传给下一代的。知识点三表观遗传2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。3特点(1)普遍性：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。(2)可遗传性：这类改变可通过有丝分裂或减数分裂在细胞或个体间遗传。知识点三表观遗传(3)可逆性的基因表达：如甲基化可影响基因的表达；去甲基化可恢复基因的表达。(4)没有DNA碱基序列的改变：如同卵双胞胎具有完全相同的基因组成，但在长大成人后性格、健康等方面会出现差异，这种现象与表观遗传有关。(5)受环境影响：环境的变化可以导致表观遗传修饰的改变，进而引起表型改变。个体在生长和发育过程中获得的环境影响，可能会遗传给后代。知识点三表观遗传4应用从分子水平揭示了复杂的临床现象。为揭开生命奥秘及攻克遗传疾病带来希望；在研究生物进化机制以及改良作物和畜禽新品方面也具有重要意义等。知识点三表观遗传1图示分析知识点四基因与性状的关系2基因与性状不是简单的一一对应关系(1)多个基因控制一个性状，例如，人的身高是由多个基因决定的，且每个基因对身高都有一定的作用。(2)一个基因影响多个性状，例如，水稻中的Ghd7基因编码的蛋白质不仅参与了开花的调控，还对水稻的生长、发育和产量都有重要作用等。知识点四基因与性状的关系(3)环境影响：生物体的性状不完全由基因决定，环境对性状也有着重要影响。如后天的营养和体育锻炼等对人的身高也有重要作用。(4)多因素作用：基因与基因、基因与基因表达产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，形成了一个错综复杂的网络，精细地调控着生物体的性状。知识点四基因与性状的关系03综合训练1.如图为基因的作用与性状的表现流程示意图．请根据图分析，不正确的选项是（）A．①过程是转录，它以DNA的一条链为模板、四种核糖核苷酸为原料合成RNA B．③过程中只需要mRNA、氨基酸、核糖体、酶、ATP即可完成

C．某段DNA上发生了基因突变，但形成的蛋白质不一定会改变

D．人的镰刀型细胞贫血症是基因对性状的直接控制，使结构蛋白发生变化所致考点01基因、蛋白质与性状的关系【答案】B【解答】解：A、①过程是转录，它以DNA的一条链为模板、四种核糖核苷酸为原料合成RNA，A正确；B、③过程是翻译，除了需要mRNA、氨基酸、核糖体、酶、ATP外，还需要tRNA运输氨基酸，B错误；C、由于密码子的简并性等原因，某段DNA上发生了基因突变，形成的蛋白质不一定会改变，C正确；D、人的镰刀型细胞贫血症是血红蛋白基因发生突变，导致血红蛋白异常，是基因对性状的直接控制，D正确。故选：B。考点01基因、蛋白质与性状的关系2.下列关于基因、蛋白质与性状的关系，叙述正确的是（）A．基因控制生物性状时指导合成的终产物不一定是蛋白质

B．生物性状多样性的根本原因是蛋白质的多样性

C．该染色体上的棒眼基因主要由DNA和蛋白质组成

D．基因的碱基序列不变的情况下，性状也一定不变考点01基因、蛋白质与性状的关系【答案】A【解答】解：A、性状是由基因控制合成的蛋白质直接体现，或者是基因通过控制酶的合成控制代谢过程间接控制的，因此基因控制生物性状时指导合成的终产物不一定是蛋白质，A正确；B、生物性状多样性的根本原因是基因的多样性，B错误；C、基因是有遗传效应的DNA片段，染色体主要由DNA和蛋白质组成，而基因的组成成分是DNA，不是由DNA和蛋白质组成，C错误；D、基因的碱基序列不变的情况下，性状可能改变，如表观遗传，D错误。故选：A。考点01基因、蛋白质与性状的关系3.研究发现，对特定气味感到恐惧的小鼠可以把这种恐惧传递给后代，主要是通过生殖细胞中DNA甲基化的变化来影响气味受体相关基因的表达实现的。下列现象与这个实例原理相同的是（）A．小鼠被喂以高脂肪的食物而出现肥胖症

B．双胞胎遗传信息基本相同，患病的可能性也基本相同

C．Lcyc基因表达受到抑制，从而使该基因碱基序列相同的柳穿鱼花的形态结构不同

D．水毛茛裸漏在空气中的叶片和水中的叶片形状不同考点02环境对遗传信息表达的影响【答案】C【解答】解：A、题述现象为表观遗传，小鼠被喂以高脂肪的食物而出现肥胖症与表观遗传无关，A错误；B、双胞胎的遗传信息基本相同，患病的可能性也相似，这与遗传物质相同有关，与表观遗传无关，B错误；C、Lcyc基因表达受到抑制的原因是它被高度甲基化，从而使该基因碱基序列相同的柳穿鱼花的形态结构不同，该现象与题述现象均为表观遗传，C正确；D、水毛茛裸漏在空气中的叶片和水中的叶片形状不同，这是环境影响导致的，与表观遗传无关，D错误。故选：C。考点02环境对遗传信息表达的影响4.某种两性花的植物，可以通过自花传粉或异花传粉繁殖后代。在25℃的条件下，基因型为AA和Aa的植株都开红花，基因型为aa的植株开白花，但在30℃的条件下，各种基因型的植株均开白花。下列说法错误的是（）A．不同温度条件下同一植株花色不同，说明环境能影响生物的性状

B．在30℃的条件下生长的白花植株自交，产生的后代在25℃条件下生长可能会出现红花植株

C．在25℃的条件下生长的白花植株自交，后代中不会出现红花植株

D．若要探究一开白花植株的基因型，最简单可行的方法是在25℃条件下进行杂交实验考点02环境对遗传信息表达的影响【答案】D【解答】解：A、该植物“在25℃条件下，基因型为AA和Aa的植株都开红花，基因型为aa的植株开白花”，说明该植物花色的性状受基因的控制；由题干“但在30℃的条件下，各种基因型的植株均开白花”，可知该植物花色的性状也受环境（温度）的影响。所以不同温度条件下同一植株花色不同，说明生物的性状受环境能影响，A正确；B、在30℃的条件下生长的白花植株的基因型可能为AA或Aa或aa，其自交产生的后代基因型可能为AA或AA、Aa、aa或aa，其中AA、Aa在25℃条件下长大后开红花，B正确；C、在25℃的条件下生长的白花植株的基因型为aa，其自交后代中不会出现红花植株，C正确；D、若要探究一开白花植株的基因型，最简单可行的方法是在25℃条件下进行自交实验，D错误。故选：D。考点02环境对遗传信息表达的影响5.蜂王和工蜂都是由受精卵发育而来，以蜂王浆为食的幼虫将发育成蜂王，而以花粉、花蜜为食的幼虫则发育成工蜂，幼虫发育成蜂王的机理如图所示，下列叙述正确的是（）A．蜜蜂的工蜂不能繁殖后代，因此它们适于采集花粉的性状在进化上没有意义

B．DNA甲基化使基因碱基序列改变而导致性状改变

C．DNA甲基化水平是幼虫发育成蜂王的关键因素

D．Dnmt3活性降低导致DNA甲基化增加考点03表观遗传【答案】C【解答】解：A、蜜蜂是社会性昆虫，虽然工蜂不能繁殖后代，但决定这些性状的基因同样存在于蜂王和雄蜂的基因组中，可以遗传给后代，对进化有意义，A错误；B、DNA甲基化是在DNA分子上添加甲基基团，不会改变基因的碱基序列，只是抑制基因的表达，进而导致性状改变，B错误；C、如图可知，DNA甲基化减少，幼虫发育成蜂王，所以DNA甲基化水平是发育成蜂王的关键要素，C正确；D、据图可知，蜂王浆会抑制Dnmt3（酶）的基因表达导致DNA甲基化减少，说明Dnmt3（酶）会促进DNA甲基化，因此Dnmt3活性降低导致DNA甲基化减少，D错误。故选：C。考点03表观遗传6.表现出良好育婴行为的雌性大鼠，其后代的焦虑行为较少。经研究发现，相比于表现出良好育婴行为的雌性大鼠，表现出较少育婴行为的雌性大鼠的后代的gr基因的启动子位点的甲基化程度较高。下列说法错误的是（）A．可通过检测大鼠gr基因的核苷酸序列以确定其是否甲基化

B．gr基因的启动子位点的甲基化可能会使焦虑行为遗传给下一代

C．降低gr基因的甲基化程度可能会在一定程度上缓解大鼠的焦虑行为