4.2基因表达与性状的关系 ppt课件（0002）(5)-2023新人教版（2019）《高中生物》必修第二册.pptx

1、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。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。1.这两种形态的叶，其细胞的基因组成一样吗？2.两种叶形的差异，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这两种形态的叶，其细胞的基因组成是一样一样的的。这两种叶形的差异，可能是由叶片所处的这两种叶形的差异，可能是由叶片所处的环境因素环境因素引起的。引起的。问题探讨基因表达与性状的关系豌豆的圆粒与皱粒的形成机制豌豆的圆粒与皱粒的形成机制基因通过控制基因通过控制酶的合成酶的合成来控制来控制代谢过程代谢过程，进而，进而控制生物体的性状控

2、制生物体的性状。（教材（教材P71）结论结论1 1：正常的形成机制正常的形成机制编码编码CFTR蛋白的蛋白的基因正常基因正常CFTR蛋白正常蛋白正常CFTR转运氯离子的转运氯离子的功能正功能正常常表现正常表现正常患者的形成机制患者的形成机制编码编码CFTR蛋白的蛋白的基因缺失基因缺失3个碱基个碱基CFTR蛋白异常，蛋白异常，缺少苯丙缺少苯丙氨酸氨酸CFTR转运氯离子的转运氯离子的功能异功能异常常黏液清除困难，细菌繁殖，黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染肺部感染基因基因蛋白质蛋白质结构结构性状性状结论结论2 2：基因还能通过控制基因还能通过控制蛋白质的结构蛋白质的结构直接直接控制生物体的性状控制生

3、物体的性状。（教材（教材P71黑体字）黑体字）基因表达产物与性状的关系基因表达产物与性状的关系归纳总结性性状状控制控制控制控制酶的合成酶的合成细胞代谢细胞代谢蛋白质结构蛋白质结构间接间接直接直接基基因因1.下图为人体内基因对性状的控制过程，下列叙述不正确的是下图为人体内基因对性状的控制过程，下列叙述不正确的是()A图中过程发生的场所分别是细胞核、细胞质中的核糖体图中过程发生的场所分别是细胞核、细胞质中的核糖体B镰刀型细胞贫血症致病的根本原因是基因发生了改变镰刀型细胞贫血症致病的根本原因是基因发生了改变C人体衰老引起白发的主要原因是图中的酪氨酸酶的活性下降人体衰老引起白发的主要原因是图中的酪氨酸

4、酶的活性下降D该图反映了基因对性状的控制都是通过控制酶的合成进而控制该图反映了基因对性状的控制都是通过控制酶的合成进而控制代谢活动来进行的代谢活动来进行的D练习练习DA花的颜色由多对基因共同控制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，从而间接控制生物性状基因可以通过控制酶的合成来控制代谢，从而间接控制生物性状C生物性状由基因决定，也受环境影响生物性状由基因决定，也受环境影响D若基因不表达，则基因和基因也不表达若基因不表达，则基因和基因也不表达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

5、径示意图：从图中不能得出的结论是（）途径示意图：从图中不能得出的结论是（）来自同一个受精卵的细胞为何形态、功能各异？来自同一个受精卵的细胞为何形态、功能各异？基因的选择性表达与细胞分化1 1、细胞分化的概念是什么？、细胞分化的概念是什么？2 2、细胞分化的特点是什么？、细胞分化的特点是什么？3 3、细胞分化的结果是什么？、细胞分化的结果是什么？在个体发育过程中，由一个或多个细胞增殖产生的后代，在在个体发育过程中，由一个或多个细胞增殖产生的后代，在形形态结构和生理功能上发生稳定性差异态结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。的过程。持久性、普遍性、不可逆性持久性、普遍性、不可逆性导致细胞在导致细胞

6、在形态结构和生理功能上发生稳定性差异形态结构和生理功能上发生稳定性差异,使多细胞生使多细胞生物体中的细胞物体中的细胞趋于专门化趋于专门化，有利于提高各种生理功能的效率。，有利于提高各种生理功能的效率。讨论1、这3种细胞中合成的蛋白质种类有什么差别？思考 讨论分析不同类型细胞中DNA和mRNA的检测结果，讨论以下问题：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+-+三种细胞分别有3种mRNA，说明它们各自合成一种不同的蛋白质。讨论2:3种细胞中DNA都含有卵清蛋白基因、珠蛋白基因和胰岛素基因，但只检测到其中一

7、种基因的mRNA，这一事实说明了什么？细胞中并非所有的基因都表达，不同种类细胞中基因的表达情况有差别。细胞分化的“不变”与“变”DNA、tRNA、rRNA 不变细胞的数目 变mRNA、蛋白质的种类细胞的形态、结构和功能 讨论3、同一个体不同细胞中有表达情况相同的基因吗？有，例如ATP合成酶基因、呼吸酶基因在所有细胞中都表达。细胞中表达的基因分类：管家基因：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须的。如：ATP合成酶基因、核糖体蛋白基因等。奢侈基因：只在某类细胞中特异性表达的基因，这类基因表达会使细胞在形态、结构和功能上产生稳定的差异。如：胰岛素基因、血红蛋白基因等

8、。3.下表是人体内的红细胞下表是人体内的红细胞(未成熟未成熟)、胰岛、胰岛B细胞、浆细胞内所含有的核基细胞、浆细胞内所含有的核基因及这些基因表达的情况因及这些基因表达的情况(“”表示该基因能表达，表示该基因能表达，“”表示该基因表示该基因未表达未表达)。下列有关说法正确的是。下列有关说法正确的是()A.均表示均表示“”B此表说明细胞分化导致基因的选择性表达此表说明细胞分化导致基因的选择性表达C三种细胞中三种细胞中mRNA和蛋白质种类完全不同和蛋白质种类完全不同D三种细胞的形态、结构和生理功能不同的根本原因是核基因种类不三种细胞的形态、结构和生理功能不同的根本原因是核基因种类不完全相同完全相同细

9、胞细胞血红蛋白基因血红蛋白基因胰岛素基因胰岛素基因抗体基因抗体基因有氧呼吸酶基有氧呼吸酶基因因红细胞红细胞胰岛胰岛B细胞细胞浆细胞浆细胞A4.下列有关细胞分化的叙述，错误的是下列有关细胞分化的叙述，错误的是()A造血干细胞分化形成白细胞的过程是不可逆的造血干细胞分化形成白细胞的过程是不可逆的B分化后的不同组织细胞中蛋白质种类完全不同分化后的不同组织细胞中蛋白质种类完全不同C细胞分化有利于提高多细胞生物各种生理功能的效率细胞分化有利于提高多细胞生物各种生理功能的效率D老年人体内仍然存在着具有分裂和分化能力的细胞老年人体内仍然存在着具有分裂和分化能力的细胞B即使基因序列不即使基因序列不变，后代的性

10、状也可能变，后代的性状也可能会因父母的习惯而改变。会因父母的习惯而改变。经历大饥荒的母亲生下出现精神问题经历大饥荒的母亲生下出现精神问题概率高的孩子；概率高的孩子；大吃大喝的祖辈带来患糖尿病概率高大吃大喝的祖辈带来患糖尿病概率高的孩子；的孩子；抽烟的父亲拥有体重超标概率高的孩抽烟的父亲拥有体重超标概率高的孩子；子；是这些孩子的基因改变了吗？是这些孩子的基因改变了吗？LcycLcyc基因基因正常正常植株植株A A开花时表达开花时表达LcycLcyc基因基因高度甲基化高度甲基化植株植株B B开花时不表达开花时不表达（杂交）（杂交）F F1 1（自交）（自交）F F2 2绝大部分植株的绝大部分植株的

11、花与植株花与植株A A相似相似少部分植株的少部分植株的花与植株花与植株B B相似相似资料资料1 1：柳穿鱼的花：柳穿鱼的花思考思考.讨论讨论1.植株植株A和植株和植株B的遗的遗传信息是否相同？传信息是否相同？2.植株植株B的的Lcyc基因基因不表达的原因是什么？不表达的原因是什么？3.F1的花为什么与植的花为什么与植株株A相似？相似？F2中，为中，为什么有些植株的花与什么有些植株的花与植株植株B相似？相似？资料资料2 2：实验小鼠的毛色：实验小鼠的毛色 某种实验小鼠的毛色受一对等位基因某种实验小鼠的毛色受一对等位基因A Avyvy和和a a的控的控制，制，A Avyvy为显性基因，表现为黄色体

12、毛，为显性基因，表现为黄色体毛，a a为隐性基因，为隐性基因，表现为黑色体毛；表现为黑色体毛；将将纯种黄色体毛的小鼠纯种黄色体毛的小鼠与与纯种黑色体毛的小鼠纯种黑色体毛的小鼠杂杂交，子一代小鼠的基因型都是交，子一代小鼠的基因型都是A Avyvya a，却，却表现出不同的表现出不同的毛色毛色：介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型 研究表明，在研究表明，在A Avyvy基因的前端（或称上游）有一段特殊的碱基序列决定着基因的前端（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该基因的表达水平，这段碱基序列具有多个可_的位点，的位点，当这些

13、位点当这些位点_时，时，A Avyvy基因基因_，小鼠表现为黄色；当这些，小鼠表现为黄色；当这些位点位点_后，后，A Avyvy基因的表达就基因的表达就_；这段序列的甲基化程度越这段序列的甲基化程度越高高，A Avyvy基因的表达受到的抑制越基因的表达受到的抑制越_，小鼠，小鼠体毛的颜色就越体毛的颜色就越_；发生发生DNADNA甲基化修饰甲基化修饰没有甲基化没有甲基化正常表达正常表达甲基化甲基化受到抑制受到抑制深深明显明显思考思考.讨论讨论4.子一代的小鼠的子一代的小鼠的基因型相同，却表基因型相同，却表现出一系列不同的现出一系列不同的毛色的原因是什么？毛色的原因是什么？5 5、资料、资料1 1

14、和资料和资料2 2所展示的遗传现象有什么共同点？这对你认识基因和性状所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？的关系有什么启示？资料资料1 1和资料和资料2 2所展示的遗传现象中，所展示的遗传现象中，遗传信息都是相同的，遗传信息都是相同的，但性状是有差异的，其原因都与但性状是有差异的，其原因都与DNADNA甲基化修饰有关甲基化修饰有关。这说明这说明基因与性状的关系不是简单的线性关系，它与基因是否表基因与性状的关系不是简单的线性关系，它与基因是否表达以及表达水平的高低都有关系达以及表达水平的高低都有关系。DNA甲基化DNA甲基化后转录异常DNA甲基化是在甲基转移酶的催化

15、下，DNA的CG两个核苷酸中的胞嘧啶，被选择性地添加甲基，形成5-甲基胞嘧啶，这常见于基因的5-CG-3序列。DNA的甲基化可以引起基因的失活，基因不能表达。1.表观遗传 (1)定义：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。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)发生时期：(3)实例：基因组成相同的同卵双胞胎；一个蜂群中，蜂王和工蜂形态、结构、生理和行为等方面截然不同。基因组成相同的同卵双胞胎所具有的微小差异就与甲基化有关(4)常见的调控机制：DNA甲基化修饰(主要抑制转录)胞嘧啶甲基化染色体组蛋白甲基化、乙酰化等修饰

16、（影响基因表达）DNA组蛋白甲基化乙酰化磷酸化有哪些因素会影响DNA的甲基化?与社会的联系：有研究表明：吸烟会使人的体细胞内DNA的甲基化水平升高，对染色体上的组蛋白也会产生影响。不仅如此，还有研究发现男性吸烟者的精子活力下降，精子中DNA的甲基化水平明显升高。(1)基因决定生物性状2.基因与性状的关系 一对（个）基因 一种性状控制多个基因 一种性状控制例如：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。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，而且对水稻的生长、发育和产量都有重要作用。一个基因 多种性状 控制如后天的营养和体育锻炼等对人的身高也有重要作用。(

17、2)生物性状还会受到环境等条件的影响思维训练提出假说残翅果蝇幼虫31培养 25培养 25培养 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、pH等条件的影响。注意：此现象不能遗传，所以并非表观遗传。提示：翅的发育是否经过酶催化的反应？酶与基因的关系是怎样？酶与温度的关系是怎样的？基因的表达指导蛋白质的合成主要表现为细胞分化选择性表达环 境影 响DNAmRNA蛋白质 性状转录翻译体现注意区分：2.表观遗传：碱基序列不变，引起的性状变化可遗传。1.仅由环境变化引起的性状变化，不可遗传；性状控制蛋白质的结构酶的合成代谢控制间接直接控制表观遗传调控影 响课堂小结7下

18、列有关基因型、性状和环境的叙述，错误的是()A两个个体的身高不相同，二者的基因型可能相同，也可能不相同B某植物的绿色幼苗在黑暗中变成黄色，这种变化是由环境造成的CO型血夫妇的子代都是O型血，说明该性状是由遗传因素决定的D高茎豌豆的子代出现高茎和矮茎，说明该相对性状是由环境决定D8许多基因的启动子(转录起始位点)内富含CG重复序列，若其中的部分胞嘧啶(C)被甲基化成为5甲基胞嘧啶，就会抑制基因的转录。下列与之相关的叙述中，正确的是()A在一条单链上相邻的C和G之间通过氢键连接B胞嘧啶甲基化导致表达的蛋白质结构改变C胞嘧啶甲基化会阻碍RNA聚合酶与启动子结合D基因的表达水平与基因的甲基化程度无关C