【課件】基因表達(dá)與性狀的關(guān)系課件2022-2023學(xué)年高一下學(xué)期生物人教版必修2

受精卵葉呈扁平狀與絲狀（基因組成________）有絲分裂同一株水毛茛，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)。相同情境導(dǎo)入葉呈扁平狀葉呈絲狀1.這兩種形態(tài)的葉，其細(xì)胞的基因組成一樣嗎？討論3.用概念圖表示基因與性狀之間可能的關(guān)系。情境導(dǎo)入性狀基因表達(dá)受精卵有絲分裂扁平狀與絲狀（基因組成相同）環(huán)境可能影響不同蛋白質(zhì)（不同）直接決定作出假設(shè)：基因通過蛋白質(zhì)控制生物性狀環(huán)境因素葉呈絲狀2.這兩種葉形的差異，可能是由什么因素引起的？討論葉呈扁平狀第2節(jié)基因表達(dá)與性狀的關(guān)系1舉例說明基因控制生物體性狀的兩種方式。2描述基因選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化的關(guān)系。3表觀遺傳現(xiàn)象。1.豌豆的圓粒和皺粒一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀之間的關(guān)系差異如何形成？圓粒豌豆皺粒豌豆編碼淀粉分支酶的基因

酶合成淀粉淀粉含量____

淀粉能_________高淀粉分支保留水分指導(dǎo)

合成促使DNA中插入一段外來DNA序列打亂了編碼淀粉分支酶的基因淀粉分支酶出現(xiàn)____，活性_____淀粉含量_____豌豆_____而皺縮低失水異常降低基因酶、激素等代謝過程性狀控制調(diào)節(jié)表現(xiàn)一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀之間的關(guān)系人的白化癥狀是由編碼酪氨酸酶的基因異常而引起的。酪氨酸酶存在于正常人的皮膚、毛發(fā)等處，它能將酪氨酸轉(zhuǎn)變?yōu)楹谏亍Ｈ绻粋€(gè)人由于基因異常而缺少酪氨酸酶，那么這個(gè)人就不能合成黑色素，從而表現(xiàn)出白化癥狀。1.為什么會(huì)出現(xiàn)白化癥狀？2.用文字和箭頭總結(jié)基因、酶與性狀之間的關(guān)系。一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀之間的關(guān)系2.白化病編碼酪氨酸酶的基因正常酪氨酸轉(zhuǎn)化為黑色素酪氨酸酶正常表現(xiàn)正常正常人白化病人編碼酪氨酸酶的基因異常酪氨酸不能轉(zhuǎn)化為黑色素酪氨酸酶不能合成缺乏黑色素，表現(xiàn)為白化基因酶、激素等代謝過程性狀控制調(diào)節(jié)表現(xiàn)一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀之間的關(guān)系編碼淀粉分支酶的基因

淀粉分支酶蔗糖淀粉

鎖水強(qiáng)酪氨酸酶基因

酪氨酸酶酪氨酸黑色素

正常代謝過程合成代謝過程合成生物性狀生物性狀基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進(jìn)而控制生物體的性狀一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀之間的關(guān)系在大約70％的囊性纖維化患者中，編碼CFTR蛋白（一種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白）的基因缺失了3個(gè)堿基，導(dǎo)致CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸，其空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，使CFTR轉(zhuǎn)運(yùn)氯離子的功能出現(xiàn)異常，導(dǎo)致患者支氣管中黏液增多，管腔受阻，細(xì)菌在肺部大量生長(zhǎng)繁殖，最終使肺功能嚴(yán)重受損。3.囊性纖維化成因正常氣管囊性纖維化氣管分析囊性纖維病的發(fā)病機(jī)理，用流程圖表述基因、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀之間的關(guān)系。一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀之間的關(guān)系編碼CFTR蛋白的基因_____________CFTR蛋白在508位缺少________CFTR蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)_______的功能異常支氣管黏液增多，管腔受阻，細(xì)菌在肺部大量繁殖，肺功能嚴(yán)重受損CFTR蛋白__________發(fā)生變化缺失3個(gè)堿基苯丙氨酸空間結(jié)構(gòu)氯離子編碼CFTR蛋白的基因基因蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)性狀蛋白質(zhì)功能一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀之間的關(guān)系A(chǔ)TPADP功能正常的CFTR蛋白H2O異常關(guān)閉的CFTR蛋白稀薄的黏液氯離子黏稠的分泌物不斷積累一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀之間的關(guān)系4.鐮刀型細(xì)胞貧血癥編碼血紅蛋白的基因中一個(gè)堿基對(duì)變化血紅蛋白的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化紅細(xì)胞成鐮刀型容易破裂，患溶血性貧血基因還能通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀基因蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)性狀一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀之間的關(guān)系基因酶細(xì)胞代謝生物性狀結(jié)構(gòu)蛋白生物性狀蛋白質(zhì)間接作用直接作用一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀之間的關(guān)系分析不同類型細(xì)胞中DNA和mRNA的檢測(cè)結(jié)果，回答下列問題：檢測(cè)的三種細(xì)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(xì)胞++++--紅細(xì)胞+++-+-胰島細(xì)胞+++--+思考討論(1)這3種細(xì)胞中合成的蛋白質(zhì)種類有什么差別？有各自特異性的蛋白質(zhì)(2)3種細(xì)胞中的DNA都含有卵清蛋白基因、珠蛋白基因和胰島素基因，但只檢測(cè)到其中一種基因的mRNA，這一事實(shí)說明了什么？在不同細(xì)胞內(nèi)表達(dá)的基因不同。表達(dá)的基因分類管家基因所有細(xì)胞中都表達(dá)的一類基因，這類基因指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)是維持細(xì)胞基本生命活動(dòng)所必需的。奢侈基因在某類細(xì)胞中特異性表達(dá)的基因，這類基因表達(dá)的產(chǎn)物賦予各種類型細(xì)胞特定的形態(tài)結(jié)構(gòu)特征與功能。二、基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化細(xì)胞的分化根據(jù)管家基因與奢侈基因的定義，對(duì)下列基因進(jìn)行歸類。①核糖體蛋白基因②ATP合成酶基因③血紅蛋白基因④卵清蛋白基因⑤呼吸酶基因⑥胰島素基因⑦抗體基因⑧唾液淀粉酶基因?qū)儆诠芗一虻氖牵篲__________________屬于奢侈基因的是：___________________③④⑥⑦⑧①②⑤基因的選擇性表達(dá)與基因表達(dá)的調(diào)控有關(guān)。性狀直接影響基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化基因什么時(shí)候表達(dá)基因在哪種細(xì)胞中表達(dá)基因表達(dá)水平的高低調(diào)控基因是否表達(dá)調(diào)控基因表達(dá)多少

基因表達(dá)的調(diào)控

細(xì)胞分化的本質(zhì)：基因的選擇性表達(dá)(1)從細(xì)胞水平分析：(2)從亞顯微結(jié)構(gòu)水平分析：(3)從分子水平分析：①蛋白質(zhì)角度：②基因角度：基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化1.細(xì)胞分化的標(biāo)志細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能發(fā)生改變。細(xì)胞器的數(shù)目及細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)成分和功能發(fā)生改變。蛋白質(zhì)種類、數(shù)量、功能發(fā)生改變?；虻倪x擇性表達(dá)，即遺傳信息的執(zhí)行情況不同，這是細(xì)胞分化的根本原因。(1)變：(2)不變：2.細(xì)胞分化的“變”與“不變”mRNA、蛋白質(zhì)的種類，細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能。DNA、tRNA、rRNA的種類，細(xì)胞的數(shù)目。1.如圖為人體內(nèi)基因?qū)π誀畹目刂七^程，據(jù)圖分析下列敘述正確的是A.①②⑥⑦過程在人體所有的細(xì)胞中均能發(fā)生B.基因1和基因2不可能出現(xiàn)在同一細(xì)胞中C.⑤⑥⑦過程反映了基因?qū)ι镄誀畹拈g接控制方式D.人體衰老引起白發(fā)的原因是⑥⑦過程不能完成C2.人的胰島細(xì)胞能產(chǎn)生胰島素，但不能產(chǎn)生血紅蛋白，據(jù)此推測(cè)胰島細(xì)胞中A.只有胰島素基因B.比人受精卵基因要少C.有胰島素基因和其他基因，但沒有血紅蛋白基因D.既有胰島素基因，也有血紅蛋白基因和其他基因D3.如表是人體內(nèi)的紅細(xì)胞(未成熟)、胰島B細(xì)胞、漿細(xì)胞內(nèi)所含有的部分核基因及這些基因表達(dá)的情況(“＋”表示該基因表達(dá)，“－”表示該基因未表達(dá))。下列有關(guān)說法正確的是項(xiàng)目血紅蛋白基因胰島素基因抗體基因有氧呼吸有關(guān)酶基因紅細(xì)胞＋－－＋胰島B細(xì)胞－①－＋漿細(xì)胞－－＋②A.①②均表示“＋”B.此表說明細(xì)胞分化導(dǎo)致基因的選擇性表達(dá)C.三種細(xì)胞中mRNA和蛋白質(zhì)種類完全不同D.三種細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能不同的根本原因是核基因種類不完全相同A三、表觀遺傳柳穿魚是一種園林花卉。下圖所示的兩株柳穿魚，除了花的形態(tài)結(jié)構(gòu)不同，其他方面基本相同。三、表觀遺傳1.資料1中植株A和植株B的花的形態(tài)不同是基因不同導(dǎo)致的？還是基因的表達(dá)不同導(dǎo)致的？2.導(dǎo)致植株B中Lcyc基因不表達(dá)的原因是什么？基因的表達(dá)不同導(dǎo)致的基因被高度甲基化類型1.DNA甲基化3.分析資料1，F(xiàn)1的花為什么與植株A的相似？在F2中，為什么有些植株的花與植株B的相似？三、表觀遺傳3.分析資料1，F(xiàn)1的花為什么與植株A的相似？在F2中，為什么有些植株的花與植株B的相似？F1植株同時(shí)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(dá)，表現(xiàn)為顯性；植株B的Lcyc基因由于部分堿基甲基化，基因表達(dá)受到抑制，表現(xiàn)為隱性。因此，同時(shí)含有這兩個(gè)基因的F1中，F(xiàn)1的花與植株A的相似。F1自交后，F(xiàn)2中有少部分植株含有兩個(gè)來自植株B的Lcyc基因，由于該基因的部分堿基被甲基化，基因表達(dá)受到抑制，因此，這部分植株的花與植株B相似。4.Lcyc基因的高度甲基化修飾能夠遺傳嗎？因?yàn)镕2中一部分植株的花與植株B相似，說明Lcyc基因的高度甲基化修飾能夠遺傳。（1）可遺傳的，即這類改變通過有絲分裂或減數(shù)分裂能在細(xì)胞或個(gè)體世代間遺傳；（2）是基因表達(dá)的改變；（3）DNA序列不變，或不能用DNA序列變化來解釋。甲基化的特點(diǎn)三、表觀遺傳三、表觀遺傳

某種實(shí)驗(yàn)小鼠的毛色受一對(duì)等位基因Avy和a的控制，Avy為顯性基因，表現(xiàn)為黃色體毛，a為隱性基因，表現(xiàn)為黑色體毛。將純種黃色體毛的小鼠與純種黑色體毛的小鼠雜交，子一代小鼠的基因型都是Avya，卻表現(xiàn)出不同的毛色：介于黃色和黑色之間的一系列過渡類型。三、表觀遺傳1.完善小鼠“毛色遺傳”機(jī)理的流程圖。Avy基因DNA甲基化程度高Avy基因的表達(dá)Avy基因的表達(dá)產(chǎn)物少環(huán)境引起基因發(fā)生修飾體毛介于黃色和黑色之間表型改變表型改變子代獲得Avy基因的DNA甲基化修飾遺傳2.

資料1和資料2展示的遺傳現(xiàn)象有什么共同點(diǎn)？資料1和資料2展示的遺傳現(xiàn)象都表現(xiàn)為基因的堿基序列保持不變，但基因的表達(dá)受到抑制，因此性狀發(fā)生改變，而且這種改變可以遺傳。DNA完全一致的工蜂和蜂王基因組成相同的同卵雙胞胎生物體基因的堿基序列保持不變，但基因表達(dá)和表型發(fā)生可遺傳變化的現(xiàn)象，叫作表觀遺傳。表觀遺傳現(xiàn)象普遍存在于生物體的生長(zhǎng)、發(fā)育和衰老的整個(gè)生命活動(dòng)過程中。概念：三、表觀遺傳三、表觀遺傳這對(duì)你認(rèn)識(shí)基因和性狀的關(guān)系有什么啟示？基因與性狀并不是簡(jiǎn)單的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系植物的春化作用：低溫促使植物開花的作用冬小麥的Flc基因所在部位的組蛋白被修飾類型2.組蛋白被修飾三、表觀遺傳三、表觀遺傳①可遺傳性：即這類改變通過有絲分裂或減數(shù)分裂，能在細(xì)胞、個(gè)體間遺傳。②可逆性的基因表達(dá)：如甲基化時(shí)，可影響基因的表達(dá)；去甲基化時(shí)，可恢復(fù)基因的表達(dá)。③不變性：基因的堿基序列不變。表觀遺傳的特點(diǎn)遺傳學(xué)和表觀遺傳學(xué)的關(guān)系遺傳學(xué)表觀遺傳學(xué)基因型表型表型變化DNA改變DNA序列不改變表型變化基因和環(huán)境共同作用決定表型基因與基因、基因與基因表達(dá)產(chǎn)物、基因與環(huán)境之間存在著復(fù)雜的相互作用，這種相互作用形成了一個(gè)錯(cuò)綜復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，精細(xì)地調(diào)控著生物體的性狀。1.下列哪項(xiàng)不屬于表觀遺傳的特點(diǎn)A.對(duì)表型的影響可遺傳給后代B.DNA分子堿基可能連接多個(gè)甲基基團(tuán)C.甲基化導(dǎo)致DNA堿基序列發(fā)生改變D.可由組蛋白的某些修飾導(dǎo)致C2.下列關(guān)于基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系的描述，不正確的是A.基因與生物性狀是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，一種基因?qū)?yīng)一種蛋白質(zhì)B.人的白化癥狀是由于控制酪氨酸酶的基因異常而引起的C.人類線粒體中的基因可以通過轉(zhuǎn)錄和翻譯控制某些蛋白質(zhì)的合成D.一個(gè)性狀可以受到多個(gè)基因的影響，一個(gè)基因也可以影