人教版高一生物課件《基因表達與性狀的關(guān)系》

1、第4章 第2節(jié)基因表達與性狀的關(guān)系人民教育出版社教學(xué)目標(biāo)：1、舉例說明基因通過控制酶的合成或蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)控制生 物體的性狀。2、說明細胞分化是基因選擇性表達的結(jié)果。3、概述生物體的表觀遺傳現(xiàn)象。教學(xué)重點和難點1、教學(xué)重點（1）基因表達產(chǎn)物與性狀的關(guān)系（2）細胞分化的本質(zhì)是基因的選擇性表達（3）表觀遺傳現(xiàn)象2、教學(xué)難點 表觀遺傳現(xiàn)象核心素養(yǎng)教學(xué)目標(biāo)生命觀念：理解生命是物質(zhì)、能量和信息的統(tǒng)一體?？茖W(xué)思維：基因和性狀不是簡單的一 一對應(yīng)的關(guān)系科學(xué)探究：學(xué)習(xí)提出科學(xué)假說，進一步觀察和實驗對假說進行補充和修正。社會責(zé)任：吸煙有害健康，積極宣傳戒煙的道理，提倡健康的生活方式。問題探討：1、這兩種形態(tài)的葉，

2、其細胞的基因組成是一樣的嗎？2、這兩種葉形的差異，可能是有什么因素引起的？細胞的基因組成是一樣的.兩種葉形的差異，可能是有環(huán)境因素引起的.基因相同生物的性狀就一定相同嗎？1、基因的本質(zhì)是什么？ 2、基因的表達產(chǎn)物是什么？3、蛋白質(zhì)的功能是什么？4、什么是性狀？思考討論：基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。蛋白質(zhì)生命活動的主要承擔(dān)者和體現(xiàn)者。生物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生理功能的特征。一、基因表達產(chǎn)物與性狀的關(guān)系基因是如何控制生物性狀的？除了基因之外還有哪些因素會影響生物的性狀？基因的表達產(chǎn)物蛋白質(zhì)是如何體現(xiàn)生物的性狀的？1 、豌豆圓滑和皺縮的直接物質(zhì)是 的含量？2、基因的表達產(chǎn)物是什么？3、表達產(chǎn)物的作用是什

3、么？4、淀粉的合成是細胞代謝嗎？淀粉的含量。淀粉分支酶。催化淀粉的合成。是細胞代謝。一、基因表達產(chǎn)物與性狀的關(guān)系資料1、豌豆的圓粒和皺粒這一對相對性狀 閱讀課本71頁相關(guān)內(nèi)容，回答以下問題，并嘗試寫出基因控制圓粒豌豆性狀的流程資料1、豌豆的圓粒和皺粒這一對相對性狀編碼淀粉分支酶的基因正常淀粉分支酶正常合成淀粉合成正常，含量較高淀粉含量高，有效保留水分，豌豆顯得圓鼓鼓（性狀：圓粒）編碼淀粉分支酶的基因被插入的DNA序列打亂淀粉分支酶異常，活性大大降低淀粉合成受阻，含量降低淀粉含量低,豌豆由于失水而顯得皺縮（性狀：皺粒）一、基因表達產(chǎn)物與性狀的關(guān)系一、基因表達產(chǎn)物與性狀的關(guān)系資料2、乙醇 乙醛 乙

4、酸 C02、H2O 乙醇脫氫酶 乙醛脫氫酶 有毒 無毒 作用:擴張血管導(dǎo)致臉紅 這種人有高效的乙醇脫氫酶而沒有乙醛脫氫酶使乙醛積累，血管擴張而臉紅。 人體內(nèi)兩種酶含量高 可能因為兩種酶都缺乏2、喝酒“臉白”是什么原因？1、有些人飲酒后會表現(xiàn)“臉紅”的原因是什么？3、千杯不醉的原因是什么？討論： 你了解喝酒對人體的傷害有哪些？一、基因表達產(chǎn)物與性狀的關(guān)系資料2、乙醇 乙醛 乙酸 C02、H2O 乙醇脫氫酶 乙醛脫氫酶 有毒 無毒 作用:擴張血管導(dǎo)致臉紅4、寫出臉發(fā)紅性狀出現(xiàn)的流程乙醛脫氫酶基因異常乙醛脫氫酶不能合成乙醛不能轉(zhuǎn)化成乙酸乙醛積累使臉發(fā)紅一、基因表達產(chǎn)物與性狀的關(guān)系乙醛脫氫酶基因異常乙

5、醛脫氫酶不能合成乙醛不能轉(zhuǎn)化成乙酸乙醛積累使臉發(fā)紅基因通過控制酶的合成來控制代謝的過程，進而控制生物體的性狀。編碼淀粉分支酶的基因正常淀粉分支酶正常合成淀粉合成正常含量較高淀粉含量高，有效保留水分豌豆圓?；蛎傅暮铣杉毎x生物的性狀CFTR蛋白（一種轉(zhuǎn)運蛋白）基因缺失了三個堿基CFTR蛋白缺少一個苯丙氨酸，結(jié)構(gòu)異常，導(dǎo)致其轉(zhuǎn)運氯離子的功能異常支氣管管腔受阻，細菌繁殖，肺部嚴重受損資料3、囊性纖維病基因通過控制CFTR蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀。一、基因表達產(chǎn)物與性狀的關(guān)系1、囊性纖維病的根本原因是什么？2、基因的表達產(chǎn)物CFTR的作用與前兩個實例的區(qū)別什么？CFTR蛋白（一種轉(zhuǎn)運蛋白）

6、基因缺失了三個堿基基因蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)生物性狀酶的合成 細胞代謝生物性狀蛋白質(zhì)直接途徑間接途徑基因通過指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成來控制性狀 一、基因表達產(chǎn)物與性狀的關(guān)系如何區(qū)分這兩條途徑？ 細胞代謝產(chǎn)物可能不是蛋白質(zhì)二、基因的選擇性表達與細胞分化討論：1.這3種細胞中合成的蛋白質(zhì)種類有什么差別？2.3種細胞都含有三種基因，但都只檢測到其中一種基因的mRNA,這說明什么？3種基因轉(zhuǎn)錄的mRNA分別出現(xiàn)在3種細胞中，表明每種細胞只合成3種蛋白質(zhì)中的一種。因此三種細胞中合成的蛋白質(zhì)種類不完全相同，某些特定功能的蛋白質(zhì)只在特定細胞中合成。說明細胞中并非所有基因都表達，基因表達存在選擇性 細胞中的基因都會表達嗎？ 為

7、什么細胞會出現(xiàn)形態(tài)結(jié)構(gòu)以及生理功能的不同？（1）一類是在所有細胞中都表達的基因，指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)是維持細胞基本生命活動所必需的，如核糖體蛋白基因，ATP合成酶基因。（2）另一類是只在某類細胞中特異性表達的基因，如卵清蛋白基因、胰島素基因。二、基因的選擇性表達與細胞分化2.細胞分化的本質(zhì)：3. 細胞分化有什么意義？管家基因奢侈基因細胞趨向?qū)ｉT化，提高效率1.在不同類型的細胞中，表達的基因大致可以分為那幾類？基因的選擇性表達二、基因的選擇性表達與細胞分化討論： 生命觀念角度分析，人成熟的紅細胞結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。 人的紅細胞在成熟過程中血紅蛋白基因表達，產(chǎn)生大量血紅蛋白。同時，細胞結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，細胞

8、核以及復(fù)雜細胞器消失，更有利于其快速高效運輸氧氣。體現(xiàn)了細胞的結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)。三、表觀遺傳DNA甲基化: DNA甲基化是指在DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶的作用下，在基因組 CpG二核苷酸的胞嘧啶5號碳位共價鍵結(jié)合一個甲基基團. DNA甲基化后核苷酸順序及其組成雖未發(fā)生改變，但基因表達受影響.三、表觀遺傳資料1: 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。植株A 植株B柳穿魚花的形態(tài)結(jié)構(gòu)與Lcyc基因的表達直接相關(guān)。上圖所示的兩株柳穿魚，它們體內(nèi)Lcyc基因的序列相同，只是植株A的 Lcyc基因在開花時表達，植株B的Lcyc基因不表達。研究表明，植株B的Lcyc

9、基因不表達的原因是它被高度甲基化(Lcyc基因有多個堿基連接甲基基團)了科學(xué)家將這兩個植株作為親本進行雜交，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。思考：1、上述資料中，柳穿魚性狀改變的原因是什么？2、F1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？ 柳穿魚是Lcyc基因被高度甲基化 F1植株同時含有來自植株A和植株B的Lcyc基因，植株A的Lcyc基因能表達，表現(xiàn)為顯性；植株B的Lcyc基因由于部分基因被甲基化，基因表達受到抑制，表現(xiàn)為隱性。因此同時含有這兩個基因的F1的花與植株A相似。F1自交后，F(xiàn)2有

10、少部分植株含有兩個來自植株B的Lcyc基因，由于該基因部分堿基被甲基化，基因表達受抑制，因此這部分花與植株B相似。三、表觀遺傳資料2： 某種實驗小鼠的毛色受一對等位基因A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 Aa，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研究表明，在Avy基因的前端(或稱“上游”)有一段特殊的堿基序列決定著該基因的表達水平，這段堿基序列具有多個可發(fā)生DNA甲基化修飾的位點。當(dāng)這些位點沒有甲基化時， Avy基因正常表達，小鼠表現(xiàn)為黃色。當(dāng)這些位點甲基化后，

11、Avy基因的表達就受到抑制。這段堿基序列的甲基化程度越高， Avy基因的表達受到的抑制越明顯，小鼠體毛的顏色就越深思考：1、上述資料中，小鼠性狀改變的原因是什么？小鼠是Avy基因前端有一段影響Avy基因表達的特殊堿基序列被甲基化。發(fā)生在基因前端的甲基化修飾導(dǎo)致相關(guān)基因表達受抑制，進而影響性狀。 2、資料1和資料2展示的遺傳現(xiàn)象有什么共同點？資料1和2均為基因的堿基序列保持不變，但部分基因發(fā)生了甲基化修飾，抑制了基因的表達，進而對表型產(chǎn)生影響，這種DNA甲基化修飾可遺傳給后代，使后代表現(xiàn)同樣的表型。三、表觀遺傳3.除了DNA甲基化，構(gòu)成染色體的組蛋白發(fā)生甲基化、乙?；刃揎椧矔绊懟?因的表達。

12、1.表觀遺傳 生物體基因的堿基序列保持不變，但基因表達和表型發(fā)生可遺傳變化的現(xiàn)象，叫表觀遺傳。 2. 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。三、表觀遺傳1、你認為受精卵發(fā)育成蜂王還是工蜂的原因是遺傳物質(zhì)不同嗎？為什么？2、蜂王漿可能有什么作用？ 3、人類服用蜂王漿也會有這樣的作用嗎？為什么？思考討論 一個蜂群中，蜂王和 工蜂都由受精卵發(fā)育而來，但它們在形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生理和行為等方面截然不同，在發(fā)育過程中蜂王漿發(fā)揮了重要的作用。如果喂食蜂王漿的時間長，則發(fā)育成蜂王，如果只喂食幾天，則發(fā)育成工蜂。不喂蜂王漿的幼蟲在經(jīng)過甲基化抑制劑處理后也會發(fā)育成蜂王。不是因為遺傳物質(zhì)不

13、同。因為他們都是由受精卵發(fā)育而來。蜂王漿可能有抑制甲基化的作用。與社會聯(lián)系 :資料1：地西他濱，通過抑制DNA甲基轉(zhuǎn)移酶，減少DNA的甲基化，從而抑制腫瘤細胞增殖以及防止耐藥的發(fā)生.資料2：中科院孫強課題組“利用體細胞核移植技術(shù)以及使用了表觀遺傳調(diào)節(jié)劑，克服了體細胞核移植最初的技術(shù)屏障，成功地克降出兩只長尾猴，這是一個新的里程碑”。與社會聯(lián)系 :資料1：地西他濱，通過抑制DNA甲基轉(zhuǎn)移酶，減少DNA的甲基化，從而抑制腫瘤細胞增殖以及防止耐藥的發(fā)生.資料2：中科院孫強課題組“利用體細胞核移植技術(shù)以及使用了表觀遺傳調(diào)節(jié)劑，克服了體細胞核移植最初的技術(shù)屏障，成功地克降出兩只長尾猴，這是一個新的里程碑

14、”。3、我國生物科技飛速發(fā)展，對你的人生規(guī)劃有什么啟示？1、與常規(guī)癌癥的治療相比，地西他濱有特異性強，副作用少的優(yōu)點。2、吸煙的危害 P72 2、基因與基因、基因與基因表達產(chǎn)物、基因與環(huán)境之間存在復(fù)雜的相互作用，這種相互作用形成了一個錯綜復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，精細地調(diào)控生物的性狀。 1、基因與性狀不是簡單的一一對應(yīng)關(guān)系 一個性狀可以受到多個基因的影響 一個基因也可以影響多個性狀。四、基因與性狀的關(guān)系一、基因表達產(chǎn)物與性狀的關(guān)系內(nèi)容小結(jié)二、細胞分化的本質(zhì)是基因的選擇性表達三、表觀遺傳：基因的堿基序列不變，但基因的表達和表型發(fā)生可遺傳的變化基因蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)生物性狀酶的合成 細胞代謝過程生物性狀直接控制控制控

15、制控制間接控制1、 下面是關(guān)于基因、蛋白質(zhì)和性狀三者關(guān)系的敘述,其中錯誤的是 A.生物體的性狀完全由基因控制B.基因控制性狀是通過控制蛋白質(zhì)的合成來實現(xiàn)的C.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)可以直接影響性狀D.蛋白質(zhì)的功能可以影響性狀A(yù)鞏固練習(xí)2、下列有關(guān)基因、性狀以及二者關(guān)系的敘述，正確的是A.基因的前端有起始密碼子,末端有終止密碼子B.生物體的性狀完全由蛋白質(zhì)控制C.性狀受基因控制,基因發(fā)生改變,該基因控制的性狀也一定發(fā)生改變D.基因與性狀并不都是簡單的線性關(guān)系D3、某種兩性花的植物,可以通過自花傳粉或異花傳粉繁殖后代。在25 條件下,基因型為 AA 和 Aa 的植株都開紅花基因型為aa 的植株開白花,但在3

16、0 的條件下,各種基因型的植株均開白花。下列說法不正確的是 A.不同溫度條件下同一植株花色不同,說明環(huán)境能影響生物的性狀B.若要探究一開白花植株的基因型,最簡單可行的方法是在30條件下進行雜交實驗C.在25 條件下生長的白花植株自交,后代中不會出現(xiàn)紅花植株D.在30 的條件下生長的白花植株自交,后代在25條件下生長可能出現(xiàn)紅花植株B4、在甲基轉(zhuǎn)移酶的催化下，DNA 的胞嘧啶被選擇性地添加甲基導(dǎo)致 DNA 甲基化,進而使染色質(zhì)高度螺旋化,失去轉(zhuǎn)錄活性。下列相關(guān)敘述不正確的是 A. DNA 甲基化會導(dǎo)致基因堿基序列的改變B. DNA 甲基化會導(dǎo)致 mRNA 合成受阻C.DNA 甲基化可能會影響生物的性狀D.DNA 甲基化可能會影響細胞分化A5、許多基因的前端有一段特殊的堿基序列(富含 CG 重復(fù)序列)決定著該基因的表達水平,若其中的部分胞嘧啶(C)被甲基化成為 5-甲基胞嘧啶,就會抑制基因的轉(zhuǎn)錄。下列相關(guān)敘述正確的是A.在一條單鏈上相鄰的 C 和 G之間通過氫鍵連接B.胞嘧啶甲基化導(dǎo)致表達的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)改變C.基因的表達水平與基因的甲基化程度無關(guān)D.胞嘧啶甲基化可能會阻礙 RNA 聚合酶與基因前端的特殊堿基序列結(jié)合D6、果蠅的翅有長翅和殘翅兩種,分別由基因A和a控制。遺傳學(xué)家曾做過這樣的實驗:長翅果蠅幼蟲正常的培養(yǎng)溫度為25,將孵化后4