【高中生物】基因表達(dá)與性狀的關(guān)系 高一生物同步備課課件（人教版2019必修2）

4.2基因表達(dá)與性狀的關(guān)系本節(jié)聚焦基因如何控制生物體性狀？細(xì)胞分化與基因表達(dá)有什么關(guān)系？表觀遺傳信息是如何調(diào)控基因表達(dá)的？怎樣理解基因與性狀關(guān)系的復(fù)雜性？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.這兩種葉形有什么區(qū)別？水中的葉比空氣中的葉要狹小細(xì)長一些2.這兩種形態(tài)的葉，其細(xì)胞的基因組成一樣嗎？

一樣為什么細(xì)胞的基因組成相同，而性狀卻表現(xiàn)出明顯不同？問題探討轉(zhuǎn)錄DNARNA翻譯蛋白質(zhì)逆轉(zhuǎn)錄需逆轉(zhuǎn)錄酶復(fù)制脫氧核苷酸序列遺傳信息核糖核苷酸序列遺傳密碼氨基酸序列基因指導(dǎo)合成蛋白質(zhì)體現(xiàn)性狀如何控制？一基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系豌豆的圓粒與皺粒①性狀對比（淀粉在細(xì)胞中具有保留水分的作用）圓粒：飽滿，能有效保留水分皺粒：皺縮，失水②基因?qū)Ρ龋簣A粒：含有編碼淀粉分支酶的基因皺粒：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皺粒豌豆實(shí)例1：豌豆圓粒與皺粒外來DNA序列打亂了編碼淀粉分支酶的基因淀粉分支酶異常，活性降低蔗糖難以合成為淀粉，淀粉含量低淀粉含量低的豌豆由于失水而顯得皺縮（皺粒）基因酶代謝過程性狀淀粉分支酶正常合成蔗糖合成為淀粉，淀粉含量高淀粉含量高，有效保留水分，豌豆顯得圓鼓鼓（圓粒）

編碼淀粉分支酶的基因正常實(shí)例1：豌豆圓粒與皺粒人的白化?、傩誀顚Ρ日＃浩つw顏色正常，毛發(fā)為黑色患?。浩つw、毛發(fā)為淡白色②基因?qū)Ρ龋赫＃汉芯幋a酪氨酸酶的基因患病：編碼酪氨酸酶的基因異常一基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系實(shí)例2

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白化病控制酪氨酸酶的基因正常酪氨酸酶正常合成酪氨酸能轉(zhuǎn)化為黑色素基因酶代謝過程性狀實(shí)例2

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白化病缺少酪氨酸酶酪氨酸不能轉(zhuǎn)化為黑色素控制酪氨酸酶的基因異常表現(xiàn)為白化病表現(xiàn)正常①性狀對比正常：肺部功能正?；疾。悍尾抗δ車?yán)重受損②基因?qū)Ρ龋赫＃汉芯幋aCFTR蛋白的基因正?；疾。壕幋aCFTR蛋白的基因缺失了3個(gè)堿基囊性纖維病患者的肺部一基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系實(shí)例3：囊性纖維病正常的形成機(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(gè)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，肺部感染基因蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)功能性狀實(shí)例3：囊性纖維病紅細(xì)胞易破裂,患溶血性貧血實(shí)例4：鐮狀細(xì)胞貧血控制血紅蛋白形成的基因中一個(gè)堿基對變化血紅蛋白的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化紅細(xì)胞呈鐮刀狀基因蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)性狀血紅蛋白的結(jié)構(gòu)正常紅細(xì)胞呈圓餅狀控制血紅蛋白形成的基因堿基對正常紅細(xì)胞正?；蛉绾慰刂粕矬w性狀？基因結(jié)構(gòu)蛋白細(xì)胞結(jié)構(gòu)生物性狀酶或激素細(xì)胞代謝生物性狀直接作用間接作用一基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系基因控制生物性狀的方式：基因通過控制酶或激素的合成來控制代謝過程，進(jìn)而控制生物體的性狀。1.間接控制例如：豌豆的粒形、人的白化病2.直接控制基因還能通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)而直接控制生物體的性狀

。例如：囊性纖維病、鐮刀型貧血癥一基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系來自同一個(gè)受精卵的細(xì)胞為何形態(tài)、功能各異？細(xì)胞分化的概念是什么？細(xì)胞分化的特點(diǎn)是什么？細(xì)胞分化的結(jié)果是什么？在個(gè)體發(fā)育過程中，由一個(gè)或多個(gè)細(xì)胞增殖產(chǎn)生的后代，在形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程。持久性、普遍性、不可逆性導(dǎo)致細(xì)胞在形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異,使多細(xì)胞生物體中的細(xì)胞趨于專門化，有利于提高各種生理功能的效率。二

基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化思考·討論檢測的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+++--+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?分析不同類型細(xì)胞中DNA和mRNA的檢測結(jié)果科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞中的基因有些表達(dá)，有些不表達(dá)。在不同類型的細(xì)胞中，表達(dá)的基因大致可以分為兩類：一類是在所有細(xì)胞中都表達(dá)的基因，指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)是維持細(xì)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；另一類是只在某類細(xì)胞中特異性表達(dá)的基因，如卵清蛋白基因、胰島素基因。細(xì)胞分化的本質(zhì)就是基因的選擇性表達(dá)?；虻倪x擇性表達(dá)與基因表達(dá)的調(diào)控有關(guān)。管家基因奢侈基因二

基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化想一想為什么會出現(xiàn)上述現(xiàn)象？植株A的Lcyc基因在開花時(shí)表達(dá)植株B的Lcyc基因不表達(dá),原因是它被高度甲基化了F1F2植株A植株B植株A相似絕大部分與植株A相似少部分與植株B相似資料1：柳穿魚的花三

表觀遺傳小鼠性狀改變的原因是什么？黑色體毛aa黃色體毛AvyAvy資料2：小鼠毛色的遺傳表現(xiàn)出不同毛色的Avy的小鼠三

表觀遺傳1.概念：生物體基因的堿基序列保持不變（基因型），但基因表達(dá)和表型發(fā)生可遺傳變異的現(xiàn)象。2.特點(diǎn)：普遍性；受環(huán)境影響；DNA序列不發(fā)生改變；可遺傳（可通過有絲分裂或減數(shù)分裂在細(xì)胞或個(gè)體間世代遺傳）；表觀遺傳狀況的改變是可逆的。三

表觀遺傳3.表觀遺傳形成的原因環(huán)境DNA甲基化誘發(fā)三

表觀遺傳4.實(shí)例：

基因組成相同的同卵雙胞胎；一個(gè)蜂群中，蜂王和工蜂形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生理和行為等方面截然不同。三

表觀遺傳1.基因決定生物性狀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。人的身高是由多個(gè)基因決定的，其中每個(gè)基因?qū)ι砀叨加幸欢ǖ淖饔?。?/p>

基因與性狀的關(guān)系基因與性狀并不是簡單的一一對應(yīng)的關(guān)系25℃下培養(yǎng)它們產(chǎn)生的后代如后天的營養(yǎng)和體育鍛煉等對人的身高也有重要作用。如剛孵化的殘翅果蠅幼蟲31℃下培養(yǎng)得到了一些翅長接近正常的果蠅成蟲殘翅果蠅2.生物性狀還會受到環(huán)境等條件的影響四

基因與性狀的關(guān)系基因的表達(dá)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成翻譯轉(zhuǎn)錄主要表現(xiàn)為基因轉(zhuǎn)錄翻譯蛋白質(zhì)DNA復(fù)制RNA逆轉(zhuǎn)錄復(fù)制中心法則細(xì)胞分化選擇性表達(dá)控制酶的合成控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)表觀遺傳控制性狀環(huán)境影響小結(jié)判斷正誤。1.基因只能通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀。()2.囊性纖維化屬于基因通過控制蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)直接控制性狀的方式。()3.在一個(gè)細(xì)胞中所含的基因都一定會表達(dá)。()

4.同一個(gè)體的不同組織細(xì)胞形態(tài)、功能不同是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果。(

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即時(shí)訓(xùn)練5.表觀遺傳現(xiàn)象比較少見,不能普遍存在于生物體整個(gè)生命活動過程中。()6.吸煙會使人體細(xì)胞內(nèi)DNA的甲基化水平升高。()7.基因與性狀的關(guān)系是一對一的線性關(guān)系。()8.生物體的一種性狀有時(shí)受多個(gè)基因的影響。()9.生物體的基因型相同,表型就一定相同