【高中生物】2023-2024學(xué)年人教版必修2 基因表達(dá)與性狀的關(guān)系 課件

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？第4章第2節(jié)基因表達(dá)與性狀的關(guān)系1.基因如何控制生物的性狀？2.細(xì)胞分化與基因表達(dá)的關(guān)系？3.表觀遺傳信息如何調(diào)控基因表達(dá)？實例一：豌豆的圓粒與皺?；蛎复x過程性狀編碼淀粉分支酶的基因正常淀粉分支酶正常合成蔗糖合成為淀粉，淀粉含量升高淀粉含量高，有效保持水分，豌豆顯得圓鼓鼓的DNA中插入了一段外來的DNA序列，打亂了編碼淀粉分支酶的基因淀粉分支酶不能正常合成蔗糖不能合成為淀粉，淀粉含量降低淀粉含量低的豌豆由于失水而顯得皺縮一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系實例二：人的白化病基因酶代謝過程性狀編碼酪氨酸酶的基因正常酪氨酸酶正常合成酪氨酸轉(zhuǎn)變?yōu)楹谏赜泻谏乇憩F(xiàn)正常編碼酪氨酸酶的基因異常酪氨酸酶不能合成酪氨酸不能轉(zhuǎn)變?yōu)楹谏厝狈谏乇憩F(xiàn)為白化病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。一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系正常氣管囊性纖維化氣管氣流大小CFTR基因缺失了3個堿基CFTR蛋白結(jié)構(gòu)異常，導(dǎo)致功能異?；颊咧夤軆?nèi)黏液增多黏液清除困難，細(xì)菌繁殖，肺部感染基因蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)性狀一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系實例三：囊性纖維化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。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。間接控制直接控制表達(dá)基因結(jié)構(gòu)蛋白酶或激素細(xì)胞結(jié)構(gòu)

細(xì)胞代謝生物性狀生物性狀一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系途徑一途徑二同一生物體的不同類型細(xì)胞中，基因都是相同的，而形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能卻各不相同，這是為什么呢?二、基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化檢測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+++--+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。1.這3種細(xì)胞中合成的蛋白質(zhì)種類有什么差別？2.根據(jù)所學(xué)知識分析上述表格數(shù)據(jù)說明了什么？每種細(xì)胞只合成3種蛋白質(zhì)中的一種。基因的表達(dá)存在選擇性二、基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化思考討論：分析不同類型細(xì)胞中的DNA和RNA的檢測結(jié)果基因表達(dá)的類型合成蛋白質(zhì)的類型舉例在所有細(xì)胞中都表達(dá)（管家基因）維持細(xì)胞基本生命活動所必需的核糖體蛋白基因ATP合成酶基因只在某類細(xì)胞中特異性表達(dá)（奢侈基因）細(xì)胞所特有的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)。思考討論：分析不同類型細(xì)胞中的DNA和RNA的檢測結(jié)果二、基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化

細(xì)胞分化是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果，即在個體發(fā)育過程中，不同種類細(xì)胞中遺傳信息的表達(dá)情況不同。細(xì)胞分化的“不變”與“變”DNA、tRNA、rRNA

①不變細(xì)胞的數(shù)目②變mRNA、蛋白質(zhì)的種類細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能二、基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化

很多人認(rèn)為，這一輩子不管如何“胡過”（不健康的生活習(xí)慣，包括抽煙、喝酒、暴食、熬夜等），最多是自己的身體受到影響，而不會影響到孩子。然而，真的是這樣嗎？三、表觀遺傳A,B兩種植株，體內(nèi)的Lcyc基因的序列相同植株A：Lcyc基因在開花時表達(dá)植株B：Lcyc基因不表達(dá)植株A植株B資料1：柳穿魚花的形態(tài)討論：柳穿魚性狀改變的原因？Lcyc基因被高度甲基化（有多個堿基連接甲基基團(tuán)）三、表觀遺傳Lcyc基因正常植株A開花時表達(dá)Lcyc基因高度

甲基化植株B開花時不表達(dá)×（雜交）F1（自交）F2討論：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？植株A的Lcyc基因在開花時表達(dá),可看成為顯性基因,而植株B的該基因不表達(dá),可看成為隱性基因。兩植株雜交,F1表現(xiàn)顯性性狀,F2出現(xiàn)類似性狀分離的現(xiàn)象。類似于AA×aa→Aa→A

、aa。

大部分植株的花與A相似少部分植株的花與B相似三、表觀遺傳小鼠的毛色受一對等位基因控制：Avy是顯性基因，表現(xiàn)為黃色體毛；a為隱性基因，表現(xiàn)為黑色體毛。純種黃色×純種黑色→F1：基因型為Avya，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。資料2：小鼠毛色的遺傳討論：小鼠性狀改變的原因是什么？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修飾，AVY基因表達(dá)受到抑制。三、表觀遺傳討論：資料1和資料2展示的遺傳現(xiàn)象有什么共同點？

柳穿魚Lcyc基因和小鼠Avy基因的堿基序列沒有變化，但部分堿基發(fā)生了甲基化修飾，抑制了基因的表達(dá)，進(jìn)而對表型產(chǎn)生影響。這種DNA甲基化修飾可以遺傳給后代，使后代出現(xiàn)同樣的表型。這對你認(rèn)識基因和性狀的關(guān)系有什么啟示？兩生物體的基因相同,其性狀表現(xiàn)也不一定相同,即生物體的性狀不完全是由基因決定的。三、表觀遺傳三、表觀遺傳

實例：

基因組成相同的同卵雙胞胎；一個蜂群中，蜂王和工蜂形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生理和行為等方面截然不同。常見的調(diào)控機制：①DNA甲基化修飾(主要抑制轉(zhuǎn)錄)胞嘧啶甲基化三、表觀遺傳DNA組蛋白甲基化乙酰化磷酸化②染色體組蛋白甲基化、乙酰化等修飾（影響基因表達(dá)）③非編碼RNA（主要抑制翻譯）非編碼RNA：不編碼蛋白質(zhì)的RNA。(除tRNA和rRNA)DNAmRNA蛋白質(zhì)DNA非編碼RNA阻止翻譯(抑制基因表達(dá))互補配對原理機制：三、表觀遺傳2.常見的調(diào)控機制：①DNA甲基化修飾(主要抑制轉(zhuǎn)錄)3.發(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；4.特點：（1）DNA序列不變；（2）可遺傳給后代；（3）受環(huán)境影響、可逆性；1.概念：生物體基因的

保持不變，但

____和_____

發(fā)生

變化的現(xiàn)象。堿基序列基因表達(dá)表型可遺傳三、表觀遺傳②染色體組蛋白甲基化、乙?；刃揎棧ㄓ绊懟虮磉_(dá)）③非編碼RNA（主要抑制翻譯）基因與性狀的關(guān)系大多數(shù)生物性狀是由一對(個)基因控制的；生物體有一些性狀是由多對（個）基因控制的；有的基因也可以影響多個性狀；生物體的性狀由基因決定，也受環(huán)境影響；生物的性狀有的是細(xì)胞核基因控制的，也有細(xì)胞質(zhì)基因控制的。12345

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。這種相互作用形成一個錯綜復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，精細(xì)的調(diào)控著生物體的性狀。四、基因與性狀的關(guān)系性狀控制酶的合成細(xì)胞代謝基因性狀控制蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)直接基因間接環(huán)境不改變影響改變表觀遺傳

表型=基因+環(huán)境【高考在線】1．（2022·天津·高考真題）小鼠Avy基因控制黃色體毛，該基因上游不同程度的甲基化修飾會導(dǎo)致其表達(dá)受不同程度抑制，使小鼠毛色發(fā)生可遺傳的改變。有關(guān)敘述正確的是（

）A．Avy基因的堿基序列保持不變

B．甲基化促進(jìn)Avy基因的轉(zhuǎn)錄C．甲基化導(dǎo)致Avy基因編碼的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)改變

D．甲基化修飾不可遺傳A2．（2022·重慶·統(tǒng)考高考真題）研究發(fā)現(xiàn)在野生型果蠅幼蟲中降低lint基因表達(dá)，能影響另一基因in