基因表達(dá)與性狀的關(guān)系 高一下生物人教版必修2

4-2基因表達(dá)與性狀的關(guān)系基因控制蛋白質(zhì)體現(xiàn)性狀怎樣控制？

皺粒豌豆的DNA中插入了一段外來DNA序列，打亂了編碼淀粉分支酶的基因，導(dǎo)致淀粉分支酶出現(xiàn)異常，活性大大降低，進(jìn)而使細(xì)胞內(nèi)淀粉含量降低。淀粉在細(xì)胞中具有保留水分的作用。當(dāng)豌豆成熟時，淀粉含量高的豌豆能有效地保留水分，十分飽滿；淀粉含量低的豌豆由于失水而皺縮。構(gòu)建概念模型：閱讀教材P71，分步驟說出皺粒豌豆的形成機(jī)制?；虮磉_(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系編碼淀粉分支酶的基因被插入的DNA序列打亂

導(dǎo)致淀粉分支酶出現(xiàn)異常，活性大大降低，進(jìn)而使細(xì)胞內(nèi)淀粉含量降低。淀粉在細(xì)胞中具有保留水分的作用。當(dāng)豌豆成熟時，淀粉含量高的豌豆能有效地保留水分，十分飽滿；淀粉含量低的豌豆由于失水而皺縮?；虮磉_(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系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?；钚源蟠蠼档?/p>

進(jìn)而使細(xì)胞內(nèi)淀粉含量降低。淀粉在細(xì)胞中具有保留水分的作用。當(dāng)豌豆成熟時，淀粉含量高的豌豆能有效地保留水分，十分飽滿；淀粉含量低的豌豆由于失水而皺縮。基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系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?；钚源蟠蠼档偷矸酆铣墒茏?，含量降低

淀粉在細(xì)胞中具有保留水分的作用。當(dāng)豌豆成熟時，淀粉含量高的豌豆能有效地保留水分，十分飽滿；淀粉含量低的豌豆由于失水而皺縮?；虮磉_(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系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的豌豆由于失水而皺縮基因酶的合成代謝過程性狀編碼淀粉分支酶的基因

淀粉分支酶蔗糖淀粉

鎖水強(qiáng)飽滿圓粒豌豆皺粒豌豆實(shí)例2：人的白化病酪氨酸酶基因

酪氨酸酶酪氨酸黑色素正常酪氨酸酶基因異常

酪氨酸酶酪氨酸黑色素（無）基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系基因酶代謝過程性狀囊性纖維化（CF）是一種遺傳病，該病的病因是位于7號染色體上基因的堿基序列缺失了3個堿基，使得所編碼的氯離子載體蛋白（CTFR）中少了一個氨基酸，導(dǎo)致細(xì)胞對氯離子的轉(zhuǎn)運(yùn)發(fā)生異常，細(xì)胞積累氯離子，不斷吸收周圍黏液的水分，黏液變得黏稠，堵塞呼吸道，細(xì)菌大量繁殖誘發(fā)感染?；虮磉_(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系實(shí)例3：囊性纖維病請用流程圖梳理囊性纖維化病的邏輯關(guān)系。編碼CFTR蛋白的基因缺失3個堿基編碼CFTR蛋白的基因第508位缺少苯丙氨酸CFTR蛋白片段CFTR蛋白結(jié)構(gòu)異常CFTR蛋白功能異常囊性纖維化基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系實(shí)例3：囊性纖維病基因蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)性狀編碼血紅蛋白的基因中一個堿基對變化血紅蛋白的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化紅細(xì)胞成鐮刀型，運(yùn)輸O2能力降低容易破裂，患溶血性貧血基因性狀蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)直接控制基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系實(shí)例4：鐮狀細(xì)胞貧血間接控制途徑

基因通過控制__________來控制___________，進(jìn)而控制生物體的性狀酶的合成代謝過程例如：豌豆的圓粒和皺粒、白化病等直接控制途徑基因還能通過控制_______________來_______控制生物體的性狀蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接例如：囊性纖維病、鐮刀型細(xì)胞貧血癥等基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系歸納總結(jié)這些細(xì)胞的遺傳物質(zhì)組成上有何特點(diǎn)？形成不同種類的細(xì)胞原因是什么？基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化檢測的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+++--+科學(xué)家提取了雞的輸卵管細(xì)胞、紅細(xì)胞（有細(xì)胞核）和胰島細(xì)胞，對這三種細(xì)胞中的DNA和mRNA進(jìn)行了檢測，結(jié)果如下表所示：說明：“+”表示檢測發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的分子，“-”表示檢測未發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的分子?；虻倪x擇性表達(dá)與細(xì)胞分化（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？每種細(xì)胞只合成3種蛋白質(zhì)中的一種不同類型細(xì)胞基因的表達(dá)不同，即基因表達(dá)有空間性。（1）隨著受精卵和胚胎的發(fā)育，細(xì)胞逐步分化，基因表達(dá)數(shù)目有明顯的變化。說明了什么問題？分化出不同類型的細(xì)胞（2）生物體在生長發(fā)育的不同時期，形態(tài)發(fā)生了明顯的變化，基因表達(dá)的數(shù)目也不同，基因的表達(dá)與細(xì)胞分化有什么關(guān)系？基因表達(dá)有時間特異性科學(xué)家對體外培養(yǎng)的小鼠受精卵、2-細(xì)胞胚、4-細(xì)胞胚、8-細(xì)胞胚和桑葚胚階段細(xì)胞的基因表達(dá)情況進(jìn)行了多次轉(zhuǎn)錄組測序，測得各個時期mRNA的分子平均數(shù)目。根據(jù)上述資料，你能得出什么結(jié)論？細(xì)胞中表達(dá)的基因管家基因奢侈基因在所有細(xì)胞中都表達(dá)的基因如：RNA聚合酶基因，核糖體蛋白基因等；只在某類細(xì)胞中特異性表達(dá)的基因，這類基因表達(dá)會使細(xì)胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上產(chǎn)生穩(wěn)定的差異；如：胰島素基因，卵清蛋白基因等；細(xì)胞分化的本質(zhì)：基因的選擇性表達(dá)基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化基因的選擇性表達(dá)與基因表達(dá)的調(diào)控有關(guān)基因何時表達(dá)、在哪表達(dá)、以及表達(dá)水平的高低都受到調(diào)控，這種調(diào)控會直接影響性狀課堂小結(jié)1.基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀關(guān)系（1）基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進(jìn)而控制生物體的性狀。（2）基因通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀。2.細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)就是奢侈基因的選擇性表達(dá)。思考：基因與性狀是簡單的一一對應(yīng)關(guān)系嗎？深度學(xué)習(xí)以豌豆的圓形、皺形這一相對性狀為例，從基因表達(dá)的角度解釋Rr呈完全顯性的分子機(jī)制。深度學(xué)習(xí)不完全顯性：F1的性狀介于雙親之間，如紫茉莉雙親是紅花和白花時，F(xiàn)1是粉色花。從基因表達(dá)的角度解釋不完全顯性的分子機(jī)制?；騽┝啃?yīng)：AA紅色素較多，表現(xiàn)為紅色

Aa紅色素較少，表現(xiàn)為粉色共顯性：F1個體的所有細(xì)胞都同時顯示雙親的性狀，如人的MN血型中，M血型的紅細(xì)胞上具有M抗原，N血型具有N抗原，MN型同時具有兩種抗原。從基因表達(dá)的角度解釋。作業(yè)：完成大書

下圖所示兩種柳穿魚是同種生物，但花的形態(tài)結(jié)構(gòu)不同。植株A兩側(cè)對稱花植株B輻射對稱花柳穿魚花的形態(tài)分析

柳穿魚花的形態(tài)結(jié)構(gòu)與Lcyc基因的表達(dá)直接相關(guān)，兩種植株Lcyc基因序列完全相同。。思考：基于已學(xué)知識，對此現(xiàn)象有何疑問？【閱讀教材P73】說出兩種花形出現(xiàn)的原因。植株B的Lcyc基因被高度甲基化，導(dǎo)致Lcyc基因不表達(dá)。思考：觀察下圖，什么是DNA甲基化？5’-甲基胞嘧啶（5-mC）DNMTDNMTCPG島甲基化CPG島DNMT（注DNMT——DNA甲基轉(zhuǎn)移酶）DNA甲基化：在DNA甲基轉(zhuǎn)移酶作用下，堿基被選擇性地添加甲基的過程。DNA甲基化將不同程度地抑制基因轉(zhuǎn)錄過程?！灸Ｐ头治觥緿NA甲基化影響基因表達(dá)的機(jī)理基因RNA聚合酶未發(fā)生DNA甲基化公路發(fā)生DNA甲基化公路×PF1F2植株A兩側(cè)對稱花兩側(cè)對稱花?兩側(cè)對稱花植株B輻射對稱花輻射對稱花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？分析資料1，F(xiàn)1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？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基因能夠表達(dá)，表現(xiàn)為顯性；植株B的Lcyc基因由于部分堿基被甲基化，基因表達(dá)受到抑制，表現(xiàn)為隱性。因此，同時含有這兩個基因的F1中，F(xiàn)1的花與植株A的相似。F1自交后，F(xiàn)2中有少部分植株含有兩個來自植株B的Lcyc基因，由于該基因的部分堿基被甲基化，基因表達(dá)受到抑制，因此，這部分植株的花與植株B的相似。×PF1F2植株A兩側(cè)對稱花兩側(cè)對稱花?兩側(cè)對稱花植株B輻射對稱花輻射對稱花據(jù)圖分析，DNA甲基化能否遺傳？依據(jù)是什么？能遺傳，因為親代和F2都有因DNA甲基化而出現(xiàn)的輻射對稱花。在F2中，性狀分離比是3：1嗎？據(jù)圖分析，如何從分子水平理解“甲基化修飾能夠遺傳給下一代”？黑色體毛aa黃色體毛AvyAvyAvya介于黃色和黑色之間的一系列過渡類型資料2：小鼠毛色的遺傳5’3’Avy基因特殊堿基序列具有多個可發(fā)生DNA甲基化修飾的位點(diǎn)當(dāng)這些位點(diǎn)甲基化后，Avy基因的表達(dá)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(dá)受到的抑制越明顯，小鼠體毛的顏色就越深。資料2：小鼠毛色的遺傳總結(jié)柳穿魚和小鼠性狀改變的異同？不同點(diǎn)：柳穿魚花的形態(tài)改變是因為Lcyc基因的部分堿基被高度甲基化，小鼠毛色的改變是因為AVY基因的前端有一段影響AVY基因表達(dá)的特殊的堿基序列被甲基化。相同點(diǎn)：基因序列沒有發(fā)生改變，甲基化修飾導(dǎo)致基因的表達(dá)受到抑制，進(jìn)而影響性狀，且均可傳給后代。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。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。表觀遺傳概念發(fā)生時間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(guān)

研究表明如果爺爺輩在9到12歲時有大吃大喝的經(jīng)歷，那他們的孫子的壽命就比較短，得糖尿病的幾率會增加。在青春期前挨餓的男性，其孫子就較少得心血管病。如果父親在11歲前就開始抽煙，那么他的兒子在9歲時體重超標(biāo)的概率會增加?；瘜W(xué)物質(zhì)、營養(yǎng)供給、溫度、輻射等環(huán)境因素易影響表觀遺傳與社會的聯(lián)系遺傳學(xué)和表觀遺傳學(xué)的關(guān)系（1）翅的發(fā)育需要經(jīng)過酶催化的反應(yīng)（2）酶是在基因指導(dǎo)下合成的（3）酶的活性受溫度、pH等條件影響。該種情況屬于表觀遺傳嗎？大多數(shù)情況