4.2基因表達(dá)與性狀的關(guān)系新課件高一下學(xué)期生物2019必修2

資料一：同一株水毛茛，裸露在空氣中的葉片輪廓近半圓形或扇狀半圓形，而浸在水中的葉片呈羽毛狀，表現(xiàn)出兩種不同的形態(tài)。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？這兩種形態(tài)的葉，其細(xì)胞的基因組成是一樣的。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。思考討論：基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系白化病男孩(aa)正常女孩(AA)基因性狀控制A黑色毛發(fā)控制a白色毛發(fā)控制等位基因相對(duì)性狀思考:如何從基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成(基因表達(dá))的層面更深入的解釋這一對(duì)相對(duì)性狀的形成?基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系正常女孩(AA)黑色毛發(fā)控制酪氨酸酶的基因指導(dǎo)合成酪氨酸酶催化酪氨酸轉(zhuǎn)化為黑色素導(dǎo)致基因性狀控制酶的合成控制代謝過(guò)程控制控制酪氨酸酶的基因異常導(dǎo)致酪氨酸酶無(wú)法正常合成催化酪氨酸不能轉(zhuǎn)化為黑色素白色毛發(fā)導(dǎo)致白化病男孩(aa)基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系圓粒豌豆皺粒豌豆編碼淀粉分支酶的基因異常插入一段外來(lái)DNA序列編碼淀粉分支酶的基因指導(dǎo)合成淀粉分支酶淀粉催化合成淀粉含量高豌豆易吸水膨脹顯得圓潤(rùn)無(wú)法合成淀粉分支酶淀粉含量低豌豆不易吸水顯得皺縮基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系囊性纖維化發(fā)病機(jī)理：編碼CFTR蛋白(一種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白)的基因缺失了3個(gè)堿基CFTR蛋白(一種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白)空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化CFTR蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)氯離子的功能異?；颊咧夤軆?nèi)黏液增多，管腔受阻細(xì)菌在肺部大量生長(zhǎng)繁殖，肺功能嚴(yán)重受損導(dǎo)致導(dǎo)致導(dǎo)致囊性纖維化發(fā)病機(jī)理體現(xiàn)了基因控制生物性狀的途徑是？基因性狀控制蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)控制基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系編碼血紅蛋白的基因內(nèi)部的堿基對(duì)發(fā)生替換血紅蛋白中的谷氨酸被纈氨酸替換蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)改變紅細(xì)胞呈鐮刀狀易破裂，個(gè)體容易患上溶血性貧血導(dǎo)致導(dǎo)致導(dǎo)致正常紅細(xì)胞異常紅細(xì)胞正常的血紅蛋白異常的血紅蛋白基因控制生物性狀的兩種途徑:基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系基因蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)酶的合成代謝過(guò)程性狀控制控制直接控制控制間接控制牽?；ǖ念伾饕怯苫ㄇ嗨貨Q定的，下圖為花青素的合成與顏色變化途徑示意圖:基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系(1)圖中反映了基因控制生物體性狀的哪種途徑?基因通過(guò)控制酶的合成來(lái)控制代謝過(guò)程，進(jìn)而控制生物體的性狀牽?；ǖ念伾饕怯苫ㄇ嗨貨Q定的，下圖為花青素的合成與顏色變化途徑示意圖:基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系說(shuō)明環(huán)境因素也會(huì)影響生物體的性狀(2)牽?；ǖ念伾€與細(xì)胞中的pH有關(guān)，這說(shuō)明什么？牽牛花的顏色主要是由花青素決定的，下圖為花青素的合成與顏色變化途徑示意圖:基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系不是。牽牛花的顏色直接由花青素決定，而花青素的合成是由多對(duì)基因共同控制的；這說(shuō)明一種性狀可由多個(gè)基因決定。(3)牽?；ǖ念伾皇芤粚?duì)基因控制嗎，這說(shuō)明什么？我國(guó)科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)水稻中的Ghd7基因編碼的蛋白質(zhì)不僅參與了開花的調(diào)控，而且對(duì)水稻的生長(zhǎng)、發(fā)育(主莖高度、穗的大小等)和產(chǎn)量(單株谷物產(chǎn)量)都有重要作用一個(gè)基因可能影響多個(gè)性狀生物體內(nèi)所有的基因都表達(dá)嗎？分析不同類型細(xì)胞中DNA和mRNA的檢測(cè)結(jié)果基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化檢測(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+++--+思考：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，但三種細(xì)胞都分別只檢測(cè)到其中一種基因的mRNA，這一事實(shí)說(shuō)明了什么?在特定的細(xì)胞中，基因的表達(dá)具有選擇性，進(jìn)而產(chǎn)生特異性的表達(dá)產(chǎn)物。細(xì)胞中的基因，有些是維持細(xì)胞生存所必需的，在各類細(xì)胞中都處于活動(dòng)狀態(tài),,這類基因稱為管家基因.如：呼吸酶基因、ATP合成酶基因等有些則在不同的組織細(xì)胞中表現(xiàn)不同的活動(dòng)狀態(tài)，從而使具有相同遺傳物質(zhì)的細(xì)胞在不同的組織中呈現(xiàn)出形態(tài)、結(jié)構(gòu)與功能的特異性變化，這類基因稱為奢侈基因，如：抗體基因、胰島素基因、血紅蛋白基因等.僅有基因ABCD表達(dá)

合成蛋白質(zhì)ABCD僅有基因ABEF表達(dá)

合成蛋白質(zhì)ABEF(含全套基因)ABCDEFGH依然含全套基因ABCDEFGH細(xì)胞分化實(shí)質(zhì)物理模型：基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化導(dǎo)致導(dǎo)致基因的選擇性表達(dá)導(dǎo)致含遺傳信息_______的細(xì)胞中__________

__________的種類不完全相同細(xì)胞的_______________________發(fā)生持久的地穩(wěn)定性的差異細(xì)胞分化相同mRNA和蛋白質(zhì)形態(tài)、結(jié)構(gòu)或生理功能環(huán)境因素會(huì)怎樣影響到基因的表達(dá)呢？資料一：20世紀(jì)90年代，瑞典科學(xué)家拜格林對(duì)瑞典北部的諾伯頓地區(qū)的居民壽命進(jìn)行了調(diào)查和研究。拜格林的調(diào)查研究結(jié)果發(fā)現(xiàn):1.如果祖父輩在青春期前有大吃大喝的經(jīng)歷，那么，他們子孫的壽命就比較短，患糖尿病的概率也會(huì)相應(yīng)增加。2.在青春期前挨餓的祖父，其孫子患心血管疾病的概率就會(huì)相應(yīng)降低;在青春期前大吃大喝的祖母，其孫女死于心血管疾病的概率會(huì)明顯增加。3.如果父親在11歲前就開始抽煙，那么他的兒子在9歲時(shí)體重超標(biāo)的概率會(huì)增加。表觀遺傳表觀遺傳柳穿魚是一種園林花卉。上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。

植株A植株B表觀遺傳柳穿魚是一種園林花卉。上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。植株A植株B1.上述資料中，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？

是基因的表達(dá)不同導(dǎo)致的。植株B的Lcyc基因被高度甲基化。

Lcyc基因的甲基化可遺傳，并影響植株的性狀!

Lcyc基因Lcyc基因Lcyc基因Lcyc基因基因表達(dá)基因不表達(dá)×堿基的發(fā)生了甲基化修飾：

Lcyc基因Lcyc基因Lcyc基因Lcyc基因Lcyc基因Lcyc基因×→由Lcyc基因甲基化與非甲基化所形成的“雜合子”中，Lcyc基因在開花時(shí)表達(dá)。Lcyc基因Lcyc基因Lcyc基因Lcyc基因⊕→Lcyc基因Lcyc基因Lcyc基因Lcyc基因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(guò)程中。類型：①DNA的甲基化修飾②染色體上蛋白質(zhì)的修飾(如組成染色體的組蛋白發(fā)生甲基化、乙?；刃揎?表觀遺傳特點(diǎn)與調(diào)控機(jī)制(1)特點(diǎn)①可遺傳性：即這類改變通過(guò)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。(2)三種常見的調(diào)控機(jī)制①DNA甲基化修飾：主要抑制轉(zhuǎn)錄。②非編碼RNA干擾(例如miRNA)：主要抑制翻譯。③組蛋白甲基化、乙?；?。這些表觀遺傳修飾對(duì)身體的影響很大。即使遺傳信息（DNA序列）完全一樣的兩個(gè)個(gè)體（如：同卵雙胞胎），由于表達(dá)修飾上的差異，也會(huì)表現(xiàn)出完全不同的性狀。表觀遺傳機(jī)制可以使生物打破DNA變化緩慢的限制，使后代能迅速獲得親代應(yīng)對(duì)環(huán)境因素做出的反應(yīng)而發(fā)生的變化，這對(duì)生物種群的生存和繁衍也許是有利的。但是，通過(guò)表觀遺傳傳遞下去的性狀并不總是有利的，如親代經(jīng)歷的不良環(huán)境和生活習(xí)慣對(duì)后代的健康會(huì)產(chǎn)生不利的影響。如：男性吸煙會(huì)導(dǎo)致精子活力下降；懷孕期間女性吸煙會(huì)導(dǎo)致早產(chǎn)、學(xué)習(xí)和行為障礙、哮喘等疾病風(fēng)險(xiǎn)增加。一個(gè)基因控制一種性狀多個(gè)基因控制一種性狀一個(gè)基因影響多種性狀基因?qū)ι镄誀畹目刂骗h(huán)境對(duì)生物性狀的影響生物的性狀小結(jié)：基因與性狀并不是簡(jiǎn)單的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系基因與基因、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(guò)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)基因也可以影響多個(gè)性狀A(yù)典型例題3.黃色小鼠(AA)與黑色小鼠(aa)雜交，產(chǎn)生的F1(Aa)不同個(gè)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基因中二核苷酸(CpG)的胞嘧啶有不同程度的甲基化(如圖所示)，已知甲基化不影響DNA復(fù)制。下列有關(guān)分析錯(cuò)誤的是（）A.F1體色的差異可能與A基因甲基化程度有關(guān)B.堿基甲基化可能影響RNA聚合酶與該基因的結(jié)合C.堿基甲基化不影響遺傳信息的傳遞D.A基因中的堿基甲基化引起了基因中堿基序列的改變D典型例題4.下列有關(guān)基因型、性狀和環(huán)境的敘述，錯(cuò)誤的是()A.兩個(gè)個(gè)體的身高不相同，二者的基因型可能相同，也可能不相同B.某植物的綠色幼苗在黑暗中變成黃色，這種變化是由環(huán)境造成的C.O型血夫婦的子代都是O型血，說(shuō)明該性狀是由遺傳因素決定的D.高莖豌豆的子代出現(xiàn)高莖和矮莖，說(shuō)明該相對(duì)性狀是由環(huán)境決定的D典型例題5.下列有關(guān)基因型、性狀和環(huán)境的敘述，錯(cuò)誤的是()A.“牝雞司晨”現(xiàn)象表明性別受遺傳物質(zhì)和環(huán)境因素共同影響B(tài).患紅綠色盲夫婦生的