基因表達與性狀的關系 課件【高效課堂+備課精研】 高一下學期生物人教版必修2

基因表達產(chǎn)物與性狀的關系01一、基因、蛋白質(zhì)與性狀的關系

1.基因與蛋白質(zhì)之間有什么關系？2.蛋白質(zhì)與性狀之間有什么關系？3.基因與性狀之間有什么關系？1.基因指導蛋白質(zhì)的合成，基因的表達產(chǎn)物是蛋白質(zhì)2.蛋白質(zhì)是生命活動的承擔者和體現(xiàn)者3.基因控制性狀基因指導蛋白質(zhì)的合成來控制生物性狀的過程，叫做基因的表達。？小任務閱讀P69-70，從基因的角度解釋以下現(xiàn)象：

1.

豌豆的圓粒和皺粒2.

人的白化癥

3.

囊性纖維病

4.

鐮刀型細胞貧血癥例一：豌豆的圓粒和皺粒編碼淀粉分支酶的基因正常淀粉分支酶正常,活性較高淀粉合成正常淀粉含量高，有效保留水分插入DNA序列淀粉分支酶異常,活性較低淀粉合成受阻淀粉含量低，失水皺縮基因性狀酶代謝過程圖1白化病患者例二：人的白化癥狀形成機制皮膚及其附屬器官缺乏黑色素，表現(xiàn)出怕光等行為。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)為白化基因性狀酶代謝過程以上實例說明基因是如何控制性狀的？1.豌豆的圓粒和皺粒

2.人的白化癥基因通過控制

，來控制

，進而控制

。酶的合成代謝的過程生物體的性狀間接控制例三：囊性纖維病形成機制編碼CFTR蛋白的基因缺失3個堿基CFTR轉(zhuǎn)運氯離子的功能異常CFTR蛋白缺少1個苯丙氨酸，蛋白結構異常支氣管內(nèi)黏液增多，管腔受阻，細菌大量繁殖，肺功能嚴重受損囊性纖維化氣管正常氣管

囊性纖維化是北美白種人常見的一種遺傳病，患者支氣管被異常的黏液堵塞，常于幼年時死于肺部感染?；虻鞍踪|(zhì)結構性狀編碼血紅蛋白的基因正常血紅蛋白的結構正常紅細胞形態(tài)正常例四：鐮狀細胞貧血編碼血紅蛋白的基因的一個堿基發(fā)生變化（堿基替換）血紅蛋白的結構發(fā)生變化紅細胞呈鐮刀狀基因蛋白質(zhì)結構性狀基因通過控制

，直接控制

。以上實例說明基因是如何控制性狀的？蛋白質(zhì)的結構生物體的性狀3、囊性纖維病4、鐮刀型貧血癥直接控制一、基因表達產(chǎn)物與性狀的關系P71直接控制間接控制基因蛋白質(zhì)結構酶的合成代謝過程生物性狀1、基因通過控制__________來控制__________，進而控制生物體的性狀酶的合成代謝過程2、基因還能通過控制_______________來_______控制生物體的性狀蛋白質(zhì)的結構直接基因的選擇性表達與細胞分化02胰島細胞血細胞輸卵管細胞同一個人的這些細胞遺傳物質(zhì)相不相同？細胞的形態(tài)和功能為什么不同？相同基因的選擇性表達轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物不同（mRNA、tRNA、rRNA):基因的選擇性表達二、基因的選擇性表達與細胞分化思考·討論檢測的3種細胞是否含有三種基因卵清蛋白mRNA珠蛋白mRNA胰島素mRNA輸卵管細胞++++--紅細胞+++-+-胰島細胞+++--+分析不同類型細胞中DNA和mRNA的檢測結果2.3種細胞中的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，這一事實說明了什么？細胞中并不是所有的基因都表達，即基因的選擇性表達。3、3種細胞中有表達情況相同的基因嗎？有，有些蛋白質(zhì)在所有的細胞中都合成，比如ATP合成酶基因、呼吸酶基因、核糖體蛋白基因等。1.表達的基因分類①管家基因在所有細胞中都表達的基因。②奢侈基因

只在某類細胞中特異性表達的基因。（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。）2.細胞分化的本質(zhì)——基因的選擇性表達。2.下表是人體內(nèi)的紅細胞(未成熟)、胰島B細胞、漿細胞（與合成抗體有關）內(nèi)所含有的核基因及這些基因表達的情況(“＋”表示該基因能表達，“－”表示該基因未表達)。下列有關說法正確的是(

)A.①②③均表示“＋”B．此表說明細胞分化導致基因的選擇性表達C．三種細胞中mRNA和蛋白質(zhì)種類完全不同D．三種細胞的形態(tài)、結構和生理功能不同的根本原因是核基因種類不完全相同細胞血紅蛋白基因胰島素基因抗體基因有氧呼吸酶基因紅細胞＋－－＋胰島B細胞－①－＋漿細胞－－②③A復習與提高一、選擇題1.人體的神經(jīng)細胞和肌細胞的形態(tài)、結構和功能不同，是因為這兩種細胞內(nèi)()A.tRNA不同B.rRNA不同C.mRNA不同D.DNA上的遺傳信息不同C復習與提高一、選擇題2.人的胰島細胞能產(chǎn)生胰島素，但不能產(chǎn)生血紅蛋白，據(jù)此推測胰島細胞中（

）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D鞏固練習1.圖中_________是奢侈基因，____是管家基因；2.圖中_____最可能是ATP合成酶基因；3.圖中_______最可能是胰島素基因；4.神經(jīng)細胞有沒有胰島素基因？_______神經(jīng)細胞能不能產(chǎn)生胰島素？_______

原因是_______________；甲乙丙丁丁甲有不能基因的選擇性表達有人把分化細胞中表達的基因形象地分為“管家基因”和“奢侈基因”。“管家基因”在所有細胞中表達，是維持細胞基本生命活動所必需的；而“奢侈基因”只在特定組織細胞中表達。下列屬于“奢侈基因”表達產(chǎn)物的是()A.ATP水解酶 B.RNA聚合酶 C.膜蛋白 D.血紅蛋白D三、表觀遺傳

基因的選擇性表達與基因表達的調(diào)控有關?；蚴裁磿r候表達基因在哪種細胞中表達基因表達水平的高低調(diào)控基因是否表達調(diào)控基因表達多少性狀直接影響【資料1】開輻射對稱花性狀表現(xiàn)開軸對稱花Lcyc基因測序相同Lcyc基因表達不表達表達Lcyc基因甲基化檢測高度甲基化未甲基化植物A和植株B雜交，F(xiàn)１開軸對稱花，F(xiàn)２絕大部分植物開軸對稱花，少部分植物開輻射對稱花雜交實驗柳穿魚植株A植株BCH3CH3GCGC5’3’3’5’DNA甲基化修飾甲基化抑制基因表達可以遺傳給后代堿基序列保持不變【資料2】×AvyaAvy顯性，黃色體毛隱性，黑色體毛aAvya不同小鼠表現(xiàn)出黃色和黑色之間的一系列過渡類型Avy基因可甲基化位點甲基化抑制基因表達，甲基化程度越高，受到抑制越顯著，體毛顏色越深研究表明：可以遺傳給后代該基因堿基序列保持不變發(fā)生在基因或基因前端的甲基化修飾，均導致相關基因的表達受抑制討論1.上述資料中，柳穿魚和小鼠性狀改變的原因是什么？

3.資料1和資料2展示的遺傳現(xiàn)象有什么共同點？這對你認識基因和性狀的關系有什么啟示？資料1和資料2展示的遺傳現(xiàn)象都表現(xiàn)為基因的

保持不變，但部分堿基發(fā)生了

，抑制了

，進而對表型產(chǎn)生影響。這種DNA甲基化修飾可以

，使后代出現(xiàn)同樣的表型。堿基序列甲基化修飾基因的表達遺傳給后代【總結】表觀遺傳●概念：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，叫作表觀遺傳?！裥纬稍颍孩貲NA的甲基化

②構成染色體的組蛋白發(fā)生甲基化、乙?；取癜l(fā)生時期：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【總結】表觀遺傳●表觀遺傳的特點DNA序列不變可遺傳受環(huán)境影響可逆性

【與社會的聯(lián)系】

研究表明，吸煙會使人的體細胞DNA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，研究發(fā)現(xiàn)，男性吸煙者的精子活力下降，精子中DNA甲基化水平明顯升高。基因組成相同的同卵雙胞胎所具有的微小差異就與甲基化有關基因甲基化決定了蜜蜂發(fā)育成工蜂還是蜂王，二者在DNA序列方面是完全一致的

有研究表明，吸煙會使人的體細胞內(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。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；練習：1.下列不屬于表觀遺傳的特點是（

）A、對表型的影響可遺傳給后代B、DNA堿基序列上可能連接多個甲基集團C、甲基化導致DNA堿基序列發(fā)生改變D、可由組蛋白的

某些修飾導致C練習：2.2013年，我國科學家發(fā)現(xiàn)斑馬魚子代胚胎可繼承精子DNA甲基化模式，在世界上首次以實驗證明精子的表觀遺傳信息可以完整遺傳。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。下列關于表觀遺傳的說法正確的是（

）A．表觀遺傳現(xiàn)象是指基因表達發(fā)生改變，但基因的堿基序列不變B．不可遺傳性是表觀遺傳的特點之一C．同卵雙胞胎之間的微小差異是基因突變的結果D．表觀遺傳的調(diào)控機制只有DNA甲基化A三、小結P74④表觀遺傳能夠使生物體在

的情況下發(fā)生可遺傳的性狀改變①基因通過其表達產(chǎn)物——

來控制性狀；③細胞內(nèi)的

以及

都是受到調(diào)控的；②細胞分化的實質(zhì)是

的結果；蛋白質(zhì)基因表達與否表達水平的高低基因選擇性表達基因的堿基序列不變四、基因與性狀之間的關系基因與性狀的關系：①一個基因→一個性狀1.豌豆的圓粒和皺粒2.人的白化癥3.囊性纖維病4.鐮刀型貧血癥②多個基因→一個性狀例如：

人的身高是由多個基因決定的，其中每個基因?qū)ι砀叨加幸欢ǖ淖饔?。③一個基因→多個性狀例如：

水稻Ghd7基因編碼的蛋白質(zhì)不僅參與開花的調(diào)控，而且對水稻的生長、發(fā)育和產(chǎn)量都有重要作用。并不是簡單的一一對應關系（一因一效）（多因一效）（一因多效）水毛茛生物的性狀全部由基因決定？南橘（上）北枳（下）性狀是基因與環(huán)境相互作用的結果表型=基因型+環(huán)境條件長翅果蠅幼蟲

性狀是基因與環(huán)境相互作用的結果殘翅果蠅在25℃培養(yǎng)下產(chǎn)生的后代仍然是長翅。25℃培養(yǎng)35～37℃培養(yǎng)2、實驗說明基因與性狀的關系是怎樣的？長翅殘翅小結1、下列有關基因、蛋白質(zhì)和性狀三者之間的關系的敘述,不正確的是（）A.生物體的性狀完全由基因控制B.蛋白質(zhì)的功能可以影響性狀C.蛋白質(zhì)的結構可以直接影響性狀D.基因控制性狀是通過控制蛋白質(zhì)的合成來實現(xiàn)的基礎訓練A2.判斷下列表述是否正確：（1）基因與性狀之間是一一對應的關系。（

）（2）基因通過控制酶的合成來控制生物體的所有性狀。（

）（3）中心法則總結了遺傳信息在細胞內(nèi)的傳遞規(guī)律。（

）

復習與提高一、選擇題1.基因指導蛋白質(zhì)合成的過程包括轉(zhuǎn)錄和翻譯，下列相關敘述錯誤的是()A.轉(zhuǎn)錄和翻譯都遵循堿基互補配對原則B.轉(zhuǎn)錄以核糖核苷酸為原料，翻譯以氨基酸為原料C.遺傳信息既可以從DNA流向蛋白質(zhì)，也可以從蛋白質(zhì)流向DNAD.在真核細胞中，染色體上基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯是在細胞內(nèi)的不同區(qū)室中進行的C復習與提高一、選擇題2.基于對基因與生物體性狀關系的理解，判斷下列表述正確的是()A.生物體的性狀主要是由基因決定的B.每種性狀都是由一個特定的基因決定的C.基因都是通過控制酶的合成來控制性狀的D.基因的堿基序列相同，該基因決定的性狀一定相同A復習與提高3.牽牛花的顏色主要是由花青素決定的，如圖為花青素的合成與顏色變化途徑示意圖：從圖中不能得出的結論是（

）A．花的顏色由多對基因共同控制B．基因可以通過控制酶的合成來控制代謝C．若基因①不表達，則基因②和基因③都不表達D．生物性狀由基因決定，也受環(huán)境因素影響C4、黃花又稱萱草，為多年生雌雄同株植物，其花色有黃色、白色和紅色三種表現(xiàn)，受兩對等位基因A/a、B/b的控制，其相互關系如下圖所示。研究人員用黃花和白花親本進行雜交，F(xiàn)1均為黃花，F(xiàn)1自交得到的F2表現(xiàn)型及比例為黃花：紅花：白花=9：3：4。請據(jù)此回答問題：（1）該雜交實驗說明基因?qū)π誀畹目刂品绞綖開____________?；蛲ㄟ^控制酶的合成控制代謝過程，進而控制生物體的性狀4、黃花又稱萱草，為多年生雌雄同株植物，其花色有黃色、白色和紅色三種表現(xiàn)，受兩對等位基因A/a、B/b的控制，其相互關系如下圖所示。研究人員用黃花和白花親本進行雜交，F(xiàn)1均為黃花，F(xiàn)1自交得到的F2表現(xiàn)型及比例為黃花：紅花：白花=9：3：4。請據(jù)此回答問題：（2）若F2中紅花植株自交，子代紅花植株的比例為______；將F2中全部黃花植株嚴格自花受粉，其中有_______的黃花植株自交后代有兩種花色。（3）DNA甲基化會引起表觀遺傳。若將親本黃花萓草A基因的-CCGG-位點甲基化，可使__________酶不能與之結合，以抑制轉(zhuǎn)錄過程，最終可使其變?yōu)榘谆▊€體。5/64/9RNA聚合細胞質(zhì)中的DNA。（葉綠體、線粒體）4.傳遞特點：線粒體DNA缺陷會引起遺傳病。拓展：細胞質(zhì)基因能進行半自主自我復制，通過轉(zhuǎn)錄和翻譯控制某些蛋白質(zhì)的合成。是否符合孟德爾遺傳定律?不符合孟德爾遺傳定律。只能通過母親遺傳給后代(母系遺傳)受細胞核控制1.概念：2.功能：3.實例：生活鏈接：從基因的角度來解釋有些人飲酒后會表現(xiàn)“臉紅”，有些人飲酒后會表現(xiàn)“臉白”。喝酒“臉紅”的人有高效的乙醇脫氫酶，而沒有乙醛脫氫酶。喝酒“臉白”的人是因為兩種酶都缺乏。千杯不醉的原因的