基因表達(dá)與性狀的關(guān)系課件 【知識精講精研】 高一下學(xué)期生物人教版必修2

第四章基因的表達(dá)第2節(jié)基因表達(dá)與性狀的關(guān)系

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)。

浮在水面上的葉子是寬闊的五邊形或者手掌形，而沉在水中的葉子則變成了細(xì)細(xì)的絲狀葉。一樣這兩種葉形的差異，可能是由葉片所處的環(huán)境因素引起的。

討論：1.這兩種形態(tài)的葉，其細(xì)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？情景材料一：“橘生淮南則為橘，生于淮北則為枳，葉徒相似，其實(shí)味不同。所以然者何？水土異也。”(右圖：南橘（上）北枳（下）)為什么相同的生物在不同的環(huán)境中會出現(xiàn)性狀差異？基因、蛋白質(zhì)、性狀三者間究竟存在怎樣的聯(lián)系？基因控制蛋白質(zhì)體現(xiàn)性狀蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者怎樣控制？情景材料二：豌豆的圓粒與皺粒性狀對比：（淀粉在細(xì)胞中具有保留水分的作用）基因?qū)Ρ纫灰?、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系探究一：請認(rèn)真閱讀課本內(nèi)容，合作完成表格內(nèi)容飽滿，能有效保留水分皺縮，失水含有編碼淀粉分支酶的基因插入了一段外來DNA序列，打亂了編碼淀粉分支酶的基因。圓粒豌豆的形成機(jī)制編碼淀粉分支酶的基因正常淀粉分支酶活性正常淀粉合成正常，含量增加淀粉含量高，有效保留水分皺粒豌豆的形成機(jī)制編碼淀粉分支酶的基因被打亂淀粉分支酶異常，活性降低淀粉合成受阻，含量降低淀粉含量低的由于失水而皺縮一基因酶代謝過程性狀外來DNA插入一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系

白化病是由于基因不正常，缺少酪氨酸酶，導(dǎo)致機(jī)體不能合成黑色素。毛發(fā)白色，皮膚淡紅色，畏光?；駻mRNA酪氨酸酶酪氨酸中間產(chǎn)物黑色素轉(zhuǎn)錄翻譯合成黑色素的代謝途徑人的白化病一情景材料三：一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系基因通過控制____的合成來控制___________，進(jìn)而控制生物體的性狀?？刂评野彼崦傅幕虍惓＠野彼岵荒苷＾D(zhuǎn)化為______________不能正常合成缺乏黑色素，表現(xiàn)_______結(jié)論一：酶代謝過程間接控制酪氨酸酶黑色素白化病基因酶代謝過程生物性狀控制控制控制一一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系一囊性纖維病是北美白種人常見的一種遺傳病，每1800個人中就有一個患者，每25個人中就有一個致病基因攜帶者。情景材料四：正常氣管囊性纖維化氣管氣流大小患者支氣管中黏液增多，管腔受阻，細(xì)菌在肺部大量生長繁殖，最終使肺功能嚴(yán)重受損一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系一探究二：請認(rèn)真閱讀課本內(nèi)容，合作完成表格內(nèi)容性狀對比基因?qū)Ρ确尾抗δ苷７尾抗δ車?yán)重受損含有編碼CFTR蛋白的基因正常編碼CFTR蛋白的基因缺失了3個堿基正?；疾∧倚岳w維病探究三：請認(rèn)真閱讀課本內(nèi)容，探討囊性纖維病致病機(jī)理過程。一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系正常的形成機(jī)制編碼CFTR蛋白的基因正常CFTR蛋白正常CFTR轉(zhuǎn)運(yùn)氯離子的功能正常表現(xiàn)正?；颊叩男纬蓹C(jī)制編碼CFTR蛋白的基因缺失3個堿基CFTR蛋白異常，缺少苯丙氨酸CFTR轉(zhuǎn)運(yùn)氯離子的功能異常黏液清除困難，細(xì)菌繁殖，肺部感染囊性纖維病致病機(jī)理基因型蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)表型一一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系編碼血紅蛋白的基因中一個堿基對變化血紅蛋白的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化紅細(xì)胞成鐮刀型，運(yùn)輸O2能力降低容易破裂，患溶血性貧血基因還能通過控制______________來_____控制生物體的性狀結(jié)論二：蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接基因性狀表現(xiàn)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)一情景材料五：鐮狀細(xì)胞貧血直接控制一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系1.間接控制途徑

基因通過控制__________來控制___________，進(jìn)而控制生物體的性狀酶的合成代謝過程例如：豌豆的圓粒和皺粒、白化病等2.直接控制途徑基因還能通過控制_______________來_______控制生物體的性狀蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接例如：囊性纖維病、鐮刀型細(xì)胞貧血癥等一基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系歸納總結(jié)探究四：基因可以通過控制酶的合成或蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)來控制生物體的性狀，那為什么來自同一個受精卵的細(xì)胞發(fā)育過程中細(xì)胞在形態(tài)、功能等方面有差異呢？檢測的3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)胞分析不同類型細(xì)胞中DNA和mRNA的檢測結(jié)果++

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++－++－－－－－科學(xué)家提取了雞的輸卵管細(xì)胞、紅細(xì)胞（有細(xì)胞核）和胰島細(xì)胞，對這3種細(xì)胞中的DNA和mRNA進(jìn)行了檢測，結(jié)果如下表所示。二、基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化情景材料六：探究五：1.這3種細(xì)胞中合成的蛋白質(zhì)種類有什么差別？

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，但只檢測到其中一種基因的mRNA，這一事實(shí)說明了什么？3種細(xì)胞中合成的蛋白質(zhì)都是該細(xì)胞中的特異性蛋白質(zhì)。在細(xì)胞中，并不是所有的基因都表達(dá)，基因的表達(dá)存在選擇性。二、基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化1.表達(dá)的基因分類①管家基因在所有細(xì)胞中都表達(dá)的基因。②奢侈基因只在某類細(xì)胞中特異性表達(dá)的基因。（如核糖體蛋白基因、ATP合成酶基因、呼吸酶基因。）（如卵清蛋白基因、胰島素基因、血紅蛋白基因。）二、基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化2.細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)

基因的選擇性表達(dá)與基因表達(dá)的調(diào)控有關(guān)?！虻倪x擇性表達(dá)?；蚴裁磿r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)多少探究六：表觀遺傳就是一種非常重要的基因表達(dá)調(diào)控手段，什么是表觀遺傳？它調(diào)控基因表達(dá)的機(jī)理是什么呢？二、基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化Lcyc基因Lcyc基因甲基化程度低開花時Lcyc基因表達(dá)Lcyc基因Lcyc基因甲基化程度高開花時Lcyc基因不表達(dá)堿基序列相同甲基化程度不同表達(dá)情況不同植株A植株B三、表觀遺傳GC3’5’GC3’5’GC3’5’GC3’5’CH3CH3未甲基化甲基化柳穿魚花的形態(tài)結(jié)構(gòu)三、表觀遺傳植株A植株B大部分少部分×

PF1F2【資料1】科學(xué)家將這兩個植株作為親本進(jìn)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的相似討論1：F1的花為什么與植株A的相似？討論2：在F2中，為什么有些植株的花與植株B的相似Lcyc.LcycLcyc(甲).Lcyc(甲)Lcyc

.Lcyc(甲)1Lcyc

.Lcyc2Lcyc

.Lcyc(甲)1Lcyc(甲).Lcyc(甲)DNA的甲基化修飾導(dǎo)致的表型的變化可以遺傳三、表觀遺傳【資料2】某種實(shí)驗(yàn)小鼠的毛色受一對等位基因Avy和a控制，Avy為顯性基因，表現(xiàn)黃色體毛，a為隱性基因，表現(xiàn)黑色體毛。F1P×aa黃色鼠黑色鼠介于黃和黑之間的一系列過渡類型Avy

aAvyAvy無甲基化Avy基因不受抑制黃色鼠Avy基因高表達(dá)不同程度的甲基化Avy基因受不同抑制Avy基因低表達(dá)介于黃色和黑色之間的一系列過渡類型甲基化的程度最高Avy基因受抑制最高黑色鼠Avy基因不表達(dá)Avy基因調(diào)控CH3三、表觀遺傳1.定義

生物體基因的堿基序列

，但基因表達(dá)和表型發(fā)生________變化的現(xiàn)象，叫作表觀遺傳。保持不變可遺傳2.特點(diǎn)①基因的堿基序列不變(遺傳物質(zhì)不變)②可遺傳性④普遍性③可逆性(可以去甲基化)表觀遺傳現(xiàn)象普遍存在于生物體的生長、發(fā)育和衰老的整個生命活動過程中。不符合孟德爾遺傳規(guī)律①基因組成相同的同卵雙胞胎所具有的微小差異就與表觀遺傳有關(guān)。②一個蜂群中，蜂王和工蜂都是由受精卵發(fā)育而來的，但它們在形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生理和行為等方面截然不同，表觀遺傳也在其中發(fā)揮了重要作用。持續(xù)吃蜂王漿幼蟲期只吃三天蜂王漿蜂王工蜂③有研究表明，吸煙會使人的體細(xì)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。不僅如此，還有研究發(fā)現(xiàn)，男性吸煙者的精子活力下降，精子中DNA的甲基化水平明顯升高。三、表觀遺傳3.常見的調(diào)控機(jī)制(1)DNA甲基化主要抑制轉(zhuǎn)錄(2)染色體的組蛋白甲基化、乙?；?3)非編碼RNA干擾主要抑制翻譯四、基因與性狀的關(guān)系3.多對等位基因控制一個性狀。基因和性狀之間不都是一一對應(yīng)的關(guān)系1.一對等位基因控制一個性狀。2.一對等位基因控制多個性狀。水稻中的Ghd7基因調(diào)控水稻開花