【生物】基因表達與性狀的關系課件-2023-2024學年高一下學期生物人教版必修2

第2節(jié)基因表達和性狀的關系人教版必修2~第4章

基因的表達同一株水毛茛，裸露在空氣中的葉和浸在水中的葉，表現(xiàn)出了兩種不同的形態(tài)。討論:1.這兩種形態(tài)的葉，其細胞的基因組成一樣嗎?2.這兩種葉形的差異，可能是由什么因素引起的?問題探討回憶舊知1957年，克里克提出中心法則：基因指導合成蛋白質體現(xiàn)性狀如何控制？1.結構蛋白2.催化作用：絕大多數(shù)酶3.運輸作用：血紅蛋白4.信息傳遞作用：胰島素5.免疫作用：抗體｛編碼淀粉分支酶的基因被插入的DNA序列打亂淀粉分支酶異常，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皺縮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、基因表達產(chǎn)物與性狀的關系1、皺粒豌豆的形成機制控制酶的合成代謝過程性狀控制控制基因控制酪氨酸酶的基因異常酪氨酸酶不能正常合成酪氨酸不能正常轉化為黑色素缺乏黑色素表現(xiàn)為白化病一、基因表達產(chǎn)物與性狀的關系白化癥狀2、人的白化癥狀形成原因控制酶的合成代謝過程性狀控制控制基因基因通過間接途徑控制性狀基因通過控制蛋白質的結構直接控制生物體的性狀一、基因表達產(chǎn)物與性狀的關系3、囊性纖維化形成原因CFTR基因缺失了3個堿基CFTR蛋白結構異常，導致功能異常患者支氣管內(nèi)黏液增多管腔受阻，細菌在肺部大量繁殖，肺功能嚴重受損控制蛋白結構性狀控制基因小結：基因表達產(chǎn)物與性狀的關系

基因還能通過控制_______________來________控制生物體的性狀。蛋白質的結構直接

基因通過控制___________來控制___________，進而控制生物體的性狀。酶的合成代謝過程1.下圖為豌豆種子圓粒性狀的產(chǎn)生機制。下列敘述錯誤的是（

）A.圖中顯示了基因通過控制酶的合成來控制代謝過程,進而控制生物體的性狀B.當編碼淀粉分支酶的基因被打亂時,細胞內(nèi)淀粉的含量會上升C.皺粒種子中蔗糖含量相對較高,味道更甜美D.圖中①②過程中堿基互補配對的方式有差異隨堂檢測B2.著色性干皮癥是一種常染色體隱性遺傳病,起因于DNA損傷。深入研究發(fā)現(xiàn)患者體內(nèi)缺乏DNA修復酶,DNA損傷后不能修復,從而引起突變。這說明一些基因(

)A.通過控制酶的合成來控制代謝過程,進而控制生物體的性狀B.通過控制蛋白質的結構,從而直接控制生物體的性狀C.通過控制酶的合成,從而直接控制生物體的性狀D.可以直接控制生物體的性狀,發(fā)生突變后生物的性狀隨之改變隨堂檢測A二、基因的選擇性表達與細胞分化1、分析不同類型細胞中DNA和mRNA的檢測結果檢測的3種細胞卵清蛋白基因、珠蛋白基因、胰島素基因卵清蛋白mRNA珠蛋白mRNA胰島素mRNA輸卵管細胞++++--紅細胞+++-+-胰島細胞+++--+說明:“+”表示檢測發(fā)現(xiàn)相應的分子，“-”表示檢測未發(fā)現(xiàn)相應的分子。這3種細胞中合成的蛋白質種類不完全相同，有些蛋白質在所有的細胞中都合成，有一些特定功能的蛋白質只在特定的細胞中合成。(2)另一類是只在某類細胞中特異性表達的基因，如卵清蛋白基因、胰島素基因。2、在不同類型的細胞中，表達的基因大致可以分為兩類:(1)一類是在所有細胞中都表達的基因，指導合成的蛋白質是維持細胞基本生命活動所必需的，如核糖體蛋白基因、ATP合成酶基因;紅細胞胰島細胞3、細胞分化的本質就是基因的選擇性表達?；虻倪x擇性表達與基因表達的調控有關。3.豌豆的紅花性狀是由顯性基因E控制。下列有關說法錯誤的是（）A.基因E的基本單位是脫氧核苷酸

B.基因E的表達過程都遵循堿基互補配對原則C.基因E只存在于豌豆的特定細胞中以調控紅色色素的合成D.利用熒光標記物質可知道基因E在染色體上的位置C隨堂檢測4.根據(jù)給出的蛋白質,為雞的輸卵管細胞、紅細胞、胰島細胞選擇含有的蛋白質。檢測雞的的3種細胞所含蛋白質輸卵管細胞紅細胞胰島細胞卵清蛋白珠蛋白②胰島素③ATP合成酶⑤卵清蛋白①珠蛋白胰島素ATP合成酶呼吸酶④呼吸酶隨堂檢測三、表觀遺傳很多人誤認為，這一輩子不管如何“胡過”（不健康的生活習慣，包括抽煙、喝酒、暴食、熬夜等），最多是自己的身體受到影響，而不容易影響孩子。然而，真的是這樣嗎？植株A植株B柳穿魚的花柳穿魚花的形態(tài)結構與Lcyc基因的表達直接相關。圖所示兩株柳穿魚，它們體內(nèi)Lcyc基因的序列相同。植株A的Lcyc基因在開花時表達，植株B的Lcyc基因不表達。三、表觀遺傳研究表明，植株B的Lcyc基因不表達的原因是它被高度甲基化(Lcyc基因有多個堿基連接甲基基團)了。植株A植株B柳穿魚的花科學家將這兩個植株作為親本進行雜交，F(xiàn)1的花與植株A的相似，F(xiàn)1自交的F2中絕大部分植株的花與植株A的相似，少部分植株的花與植株B的相似。柳穿魚花的形態(tài)結構與Lcyc基因的表達直接相關。圖所示兩株柳穿魚，它們體內(nèi)Lcyc基因的序列相同。植株A的Lcyc基因在開花時表達，植株B的Lcyc基因不表達。三、表觀遺傳研究表明，植株B的Lcyc基因不表達的原因是它被高度甲基化(Lcyc基因有多個堿基連接甲基基團)了。①F1植株同時含有來自植株A和植株B的Lcyc基因。植株A的Lcyc基因能夠表達，表現(xiàn)為顯性；植株B的Lcyc基因由于部分堿基被甲基化，基因的表達受到抑制，表現(xiàn)為隱性。所以，同時含有這兩種基因的F1的花與植株A相似。②F1自交后，F(xiàn)2中有少部分植株含有兩個來自植株B的Lcyc基因，由于該基因的部分堿基被甲基化，基因的表達受到抑制，所以F2中這這部分植株與植株B類似。表現(xiàn)出不同毛色的Avya小鼠PAvyAvy(黃色)×aa(黑色)F1Avya這段堿基序列的甲基化程度越高，A基因的表達受到的抑制越明顯，小鼠體毛的顏色就越深。研究表明，在Avy基因的前端(或稱“上游”)有一段特殊的堿基序列決定著該基因的表達水平，這段堿基序列具有多個可發(fā)生DNA甲基化修飾的位點。當這些位點沒有甲基化時，Avy

基因正常表達，小鼠表現(xiàn)為黃色;當這些位點甲基化后，Avy

基因的表達就受到抑制。資料1和資料2的遺傳現(xiàn)象都會表現(xiàn)為基因的堿基序列保持不變，但部分堿基發(fā)生了甲基化修飾，抑制了基因的表達，進而對表型產(chǎn)生影響。這種DNA甲基化修飾可以遺傳給后代，使后代出現(xiàn)同樣的表型。三、表觀遺傳生物體基因的堿基序列保持不變，但基因表達和表型發(fā)生可遺傳變化的現(xiàn)象，叫作表觀遺傳?！鞠嚓P信息】除了DNA甲基化，構成染色體的組蛋白發(fā)生甲基化、乙?；刃揎椧矔绊懟虻谋磉_。與社會的聯(lián)系：吸煙會使人體細胞內(nèi)DNA的甲基化水平升高，對染色體上的組蛋白也會產(chǎn)生影響。男性吸煙者精子中DNA的甲基化水平升高，精子活力下降。請查閱相關資料，結合表觀遺傳、煙草煙霧中含有的化學物質及其危害等知識，向親友和周圍人群深入宣傳戒煙的道理。課后小活動——關于“吸煙”的危害DNA甲基化調控基因表達表型改變可遺傳綜上所述

基因通過其表達產(chǎn)物——蛋白質來控制性狀，細胞內(nèi)的基因表達與否以及表達水平的高低都是受到調控的。

細胞分化的實質是基因的選擇性表達的結果，表觀遺傳能夠使生物體在基因的堿基序列不變的情況下發(fā)生可遺傳的性狀改變。5.下列關于表觀遺傳的描述,錯誤的是()A.染色體組蛋白發(fā)生甲基化會影響基因的表達B.基因的堿基發(fā)生甲基化會影響基因的表達C.吸煙者精子活力下降與精子DNA甲基化有關D.表觀遺傳現(xiàn)象只發(fā)生在真核生物的生命過程中D隨堂檢測四、基因與性狀間的對應關系(1)基因決定生物性狀水稻中的Ghd7基因編碼的蛋白質不僅參與了開花的調控，而且對水稻的生長、發(fā)育和產(chǎn)量都有重要作用。人的身高是由多個基因決定的，其中每個基因對身高都有一定的作用。①一個性狀可以受到多個基因的影響。②一個基因也可以影響多個性狀。(2)生物體的性狀還受環(huán)境條件的影響。后天的營養(yǎng)和體育鍛煉等對人的身高也有重要作用。(3)基因與基因、基因與基因產(chǎn)物、基因與環(huán)境之間借助復雜的相互作用，形成一個錯綜復雜的網(wǎng)絡，精細地調控著生物體的性狀?；蚺c性狀的關系并不是簡單一一對應的關系。剛孵化的殘翅果蠅幼蟲31℃下培養(yǎng)得到了一些翅長接近正常的果蠅成蟲殘翅果蠅25℃下培養(yǎng)它們產(chǎn)生的后代表型=基因型+環(huán)境條件請針對高溫培養(yǎng)殘翅果蠅幼蟲得到翅長接近正常的果蠅成蟲的原因提出假說，進行解釋。①果蠅翅的發(fā)育是經(jīng)過酶催化的反應②酶是在基因控制下合成的③酶的活性受溫度、pH等條件的影響思維訓練課堂小結性狀控制酶的合成細胞代謝基因性狀控制蛋白質結構直接基因間接環(huán)境不改變影響改變表觀遺傳

表型=基因+環(huán)境1.讀下圖，判斷下列有關基因與性狀關系的敘述錯誤的是（）A.由基因產(chǎn)物呈現(xiàn)的性狀①②③④可知，一個基因會影響多種性狀B.若⑧為表達出的異常血紅蛋白呈現(xiàn)的性狀——紅細胞呈鐮刀狀，可說明基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀C.圖示可表明基因與性狀之間并非簡單的線性關系D.生物體的性狀除了受基因控制外，還受環(huán)境條件的影響 B及時鞏固從圖中不能得出的結論是()A．花的顏色由多對基因共同控制B．基因可以通過控制酶的合成來控制代謝C．生物性狀由基因決定，也受環(huán)境影響D．若基因①不表達，則基因②和基因③不表達2.牽牛花的顏色主要是由花青素決定的，如圖為花青素的合成與顏色變化途徑示意圖：D及時鞏固3.黃色小鼠（AA）與黑色小鼠（aa）雜交，產(chǎn)生的F1（Aa）不同個體出現(xiàn)了不同體色。研究表明，不同體色的小鼠A基因的堿基序列相同，但A基因上二核苷酸（CpG）胞嘧啶有不同程度的甲基化（如下圖）現(xiàn)象出現(xiàn)，甲基化不影響基因復制。下列有關分析錯誤的是（）A.F1個體體色的差異與A基因甲基化程度無關B.甲基化可能影響RNA聚合酶與該基因的結合C.堿基甲基化不影響基因復制過程中堿基互補配對D.甲基化是引起表觀遺傳的常見方式 A4.下圖為基因的作用與性狀表現(xiàn)的流程示意圖。下列選項正確的是（）A.①是轉錄過程，它以DNA的一條鏈為模板、四種脫氧核苷酸為原料合成mRNAB.②過程需要mRNA、氨基酸、核糖體、RNA聚合酶、ATP等C.白化病是基因通過控制酶的合成間接控制性狀的實例D.②過程中共有64個密碼子與氨基酸對應 C5.牽?；ǖ念伾饕怯苫ㄇ嗨貨Q定的，如圖為花青素的合成與顏色變化途徑示意圖：4．牽?；ǖ娜~肉細胞中是