4.2基因表達(dá)與性狀的關(guān)系課件高一下學(xué)期生物人教版必修24

第2節(jié)基因表達(dá)與性狀的關(guān)系第4章基因的表達(dá)

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(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？一樣環(huán)境問(wèn)題探討空氣水葉呈扁平狀葉呈絲狀一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系編碼淀粉分支酶基因

.

淀粉分支酶活性

.淀粉合成正常，含量

.淀粉含量高，

水分編碼淀粉分支酶基因序列

淀粉分支酶活性

淀粉合成受阻，含量

.淀粉含量低，

而皺縮基因酶的合成性狀控制調(diào)節(jié)表現(xiàn)正常正常增加有效保留被打亂異常降低失水代謝過(guò)程外來(lái)DNA插入編碼酪氨酸酶的

正常

正常合成.酪氨酸能轉(zhuǎn)化為黑色素表現(xiàn)正?；?qū)嵗喝祟?lèi)白化病編碼酪氨酸酶的

異常

不能正常合成.酪氨酸不能轉(zhuǎn)化為黑色素

表現(xiàn)為

癥狀白化酪氨酸酶基因酪氨酸酶基因酶的合成性狀控制調(diào)節(jié)表現(xiàn)代謝過(guò)程1.基因通過(guò)控制

進(jìn)而控制生物體的性狀?？刂泼傅暮铣煽刂拼xCFTR蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)氯離子的功能異常編碼CFTR蛋白的基因缺失3個(gè)堿基CFTR蛋白在508位缺少苯丙氨酸支氣管黏液增多，管腔受阻，細(xì)菌在肺部大量繁殖，肺功能受損CFTR蛋白空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化血紅蛋白基因堿基序列發(fā)生改變血紅蛋白蛋白結(jié)構(gòu)異常紅細(xì)胞形狀變?yōu)殓牭稜?，易破裂使人患溶血性貧血，多在幼年期死亡基因蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)性狀表現(xiàn)一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系2.基因通過(guò)控制

來(lái)

控制生物體的性狀。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物的性狀1.基因控制蛋白質(zhì)合成的最終結(jié)果是什么？直接原因：

蛋白質(zhì)的多樣性思考和討論：2.生物表現(xiàn)出多樣性的根本原因和直接原因是什么？根本原因：DNA的多樣性DNA的多樣性蛋白質(zhì)的多樣性生物界的多樣性決定導(dǎo)致思考·討論分析不同類(lèi)型細(xì)胞中DNA和mRNA的檢測(cè)結(jié)果檢測(cè)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+++--+1.這3種細(xì)胞中合成的蛋白質(zhì)種類(lèi)有什么差別？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)。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(shuō)明了什么？這一事實(shí)說(shuō)明細(xì)胞中并不是所有的基因都表達(dá)，體現(xiàn)了基因的選擇性表達(dá)。二、基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化基因在所有細(xì)胞中都表達(dá)的基因在某類(lèi)細(xì)胞中特異性表達(dá)的基因核糖體蛋白基因、ATP合成酶基因、呼吸酶基因卵清蛋白基因、胰島素基因、血紅蛋白基因管家基因奢侈基因二、基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化細(xì)胞分化實(shí)質(zhì):基因選擇性表達(dá)基因的選擇性表達(dá)與基因表達(dá)的調(diào)控有關(guān)。課本P72（注意：遺傳物質(zhì)未發(fā)生改變）指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)是維持細(xì)胞生命活動(dòng)所必需的。

細(xì)胞分化是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果，即在個(gè)體發(fā)育過(guò)程中，不同種類(lèi)細(xì)胞中遺傳信息的表達(dá)情況不同。細(xì)胞分化的“不變”與“變”DNA、tRNA、rRNA①不變細(xì)胞的數(shù)目②變mRNA、蛋白質(zhì)的種類(lèi)（不完全相同）細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能二、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)控直接影響性狀表達(dá)時(shí)期、表達(dá)細(xì)胞、表達(dá)水平的高低三、表觀遺傳基因表達(dá)的調(diào)控如何影響基因表達(dá)？調(diào)控的手段有什么？?jī)蓚?cè)對(duì)稱(chēng)花輻射對(duì)稱(chēng)花兩側(cè)對(duì)稱(chēng)花柳穿魚(yú)的花已知：柳穿魚(yú)花的對(duì)稱(chēng)類(lèi)型與Lcyc基因的表達(dá)直接相關(guān)。輻射對(duì)稱(chēng)花資料1：柳穿魚(yú)花的形態(tài)結(jié)構(gòu)遺傳Lcyc基因Lcyc基因正常開(kāi)花時(shí)Lcyc基因表達(dá)Lcyc基因Lcyc基因被高度甲基化開(kāi)花時(shí)Lcyc基因不表達(dá)植株A植株B→（Lcyc基因有多個(gè)堿基連接甲基基團(tuán)）三、表觀遺傳植株A植株B大部分少部分×

1.F1的花為什么與植株A的相似？2.F2中為什么有些植株的花與B相似？植株A的Lcvc基因可看作顯性基因，植株B的Lcyc基因表達(dá)受阻，可看作隱性基因。F1植株同時(shí)含有來(lái)自植株A和植株B的Lcyc基因。F1自交后，F(xiàn)2中有少部分植株含兩個(gè)來(lái)自植株B的Lcyc基因，基因表達(dá)受阻，因此，這部分植株的花與植株B的相似。PF1F2DNA甲基化抑制了基因的表達(dá)！資料1：柳穿魚(yú)花的形態(tài)結(jié)構(gòu)遺傳三、表觀遺傳基因型(Avya)相同，表型不同AvyAvyaa資料2：小鼠毛色受等位基因Avy和a的控制，Avy為顯性，表現(xiàn)為黃色；a為隱性，表現(xiàn)為黑色體毛。純種黃色小鼠與純種黑色小鼠雜交，子代小鼠基因型為Avya，卻表現(xiàn)出黃色和黑色之間的一系列過(guò)渡類(lèi)型。Avy基因正常表達(dá)，小鼠表現(xiàn)為黃色；當(dāng)這些位點(diǎn)甲基化后，Avy基因的表達(dá)就受到抑制。Avy基因的表達(dá)受到抑制越明顯，小鼠體毛的顏色就越深。蜂王工蜂持續(xù)獲得蜂王漿不能持續(xù)獲得蜂王漿同由受精卵發(fā)育而來(lái)的蜂王和工蜂在形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生理和行為等方面截然不同。表觀遺傳實(shí)例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(甲基化)有關(guān)表觀遺傳在其中發(fā)揮了重要作用。與生活的聯(lián)系：吸煙與DNA甲基化吸

煙

有

害

健

康吸煙會(huì)使人的體細(xì)胞內(nèi)DNA的甲基化水平升高，對(duì)染色體上的組蛋白也會(huì)產(chǎn)生影響，還有研究發(fā)現(xiàn)，吸煙可使男性精子活力下降，精子中DNA的甲基化水平明顯升高。三、表觀遺傳三、表觀遺傳表觀遺傳形成的原因：環(huán)境DNA甲基化；構(gòu)成染色體的組蛋白甲基化、乙?；T發(fā)影響基因的表達(dá)表型發(fā)生可遺傳的改變導(dǎo)致表觀遺傳的特點(diǎn)：①

基因堿基序列不改變。②可遺傳性：通過(guò)有絲分裂或減數(shù)分裂，在細(xì)胞個(gè)體間遺傳。③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)。DNA的甲基化可引起基因的失活，基因不能表達(dá)。1.DNA甲基化修飾啟動(dòng)子：是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的位點(diǎn)（主要抑制轉(zhuǎn)錄）5’3’3’5’CGGC5’3’3’5’CGGCCH3CH3胞嘧啶甲基化正常轉(zhuǎn)錄甲基化DNA甲基化后轉(zhuǎn)錄異常環(huán)境DNA甲基化誘發(fā)筆記轉(zhuǎn)錄受阻三、表觀遺傳甲基化抑制轉(zhuǎn)錄促進(jìn)轉(zhuǎn)錄甲基化去甲基化2.組蛋白的甲基化與去甲基化去甲基化轉(zhuǎn)錄因子三、表觀遺傳3.組蛋白的乙?；c去乙?；阴；捍龠M(jìn)轉(zhuǎn)錄4.非編碼RNA非編碼RNA：不編碼蛋白質(zhì)的RNA。(除tRNA和rRNA)DNADNAmRNA非編碼RNA蛋白質(zhì)阻止翻譯(抑制基因表達(dá))互補(bǔ)配對(duì)（主要抑制翻譯）如下圖所示的一種非編碼RNADNADNAmRNA非編碼RNA蛋白質(zhì)阻止翻譯(抑制基因表達(dá))互補(bǔ)配對(duì)①一個(gè)基因一種性狀控制②一個(gè)基因多種性狀控制③多個(gè)基因一種性狀控制

水稻中的Ghd7基因編碼的蛋白質(zhì)不僅參與了開(kāi)花的調(diào)控，而且對(duì)水稻的生長(zhǎng)、發(fā)育和產(chǎn)量都有重要作用。人的身高、體重是由多個(gè)基因決定的，每個(gè)基因?qū)ι砀叨加幸欢ǖ淖饔??；蚺c性狀并不是簡(jiǎn)單的一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系多基因效應(yīng)四、基因決定生物體的性狀素養(yǎng)提升請(qǐng)針對(duì)出現(xiàn)殘翅果蠅的原因提出假說(shuō)，進(jìn)行解釋正常培養(yǎng)溫度25℃下剛孵化的殘翅果蠅幼蟲(chóng)31℃培養(yǎng)翅長(zhǎng)接近正常的果蠅25℃下培養(yǎng)它們產(chǎn)生的后代殘翅果蠅提出假說(shuō)：（1）翅的發(fā)育需要經(jīng)過(guò)酶催化的反應(yīng)（2）酶是在基因指導(dǎo)下合成的