4.2基因表達(dá)與性狀的關(guān)系課件高一下學(xué)期生物人教版必修23

第4章基因的表達(dá)第2節(jié)基因表達(dá)與性狀的關(guān)系問題探討

同一株水毛茛（gen）裸露在空氣中的葉和浸泡在水中的葉表現(xiàn)出兩種不同的形態(tài)。2.這兩種葉形的差異，可能是由什么因素引起的？1.這兩種形態(tài)的葉，其細(xì)胞的基因組成一樣嗎？討論基因組成是一樣的?？赡苁怯扇~片所處的環(huán)境因素引起的。基因和性狀不一定是一一對應(yīng)的一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系實(shí)例1：豌豆的圓粒與皺粒①性狀對比②基因?qū)Ρ龋海ǖ矸墼诩?xì)胞中具有保留水分的作用）圓粒：淀粉含量多，能有效保留水分，飽滿皺粒：淀粉含量少，失水，皺縮圓粒：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一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系基因酶的合成控制生物性狀控制編碼淀粉分支酶基因合成淀粉分支酶合成淀粉淀粉含量升高，保留水分編碼支鏈淀粉酶的基因被插入的DNA序列打亂淀粉酶異常，活性降低淀粉合成受阻，含量降低淀粉含量低的豌豆，失水皺縮控制代謝過程控制催化導(dǎo)致圓粒豌豆的形成機(jī)制皺粒豌豆的形成機(jī)制外來DNA插入一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系實(shí)例2：白化病控制酪氨酸酶的基因異常酪氨酸不能正常轉(zhuǎn)化為______酪氨酸酶不能正常合成缺乏黑色素，表現(xiàn)白化病黑色素基因酶代謝過程生物性狀控制控制控制思考：老人頭發(fā)變白和白

化病的原因相同嗎？一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系實(shí)例3：囊性纖維病囊性纖維?。s70%患者）①性狀對比②基因?qū)Ρ日＃悍尾抗δ苷；疾。悍尾抗δ車?yán)重受損正常：含有編碼CFTR蛋白的基因正常患?。壕幋aCFTR蛋白的基因缺失了3個堿基正常氣管囊性纖維化氣管氣流大小一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系正常的形成機(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)功能性狀控制控制控制一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系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。基因還能通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀。直接作用間接作用基因結(jié)構(gòu)蛋白細(xì)胞結(jié)構(gòu)生物性狀酶或激素細(xì)胞代謝生物性狀途徑一：途徑二：基因控制性狀的兩種途徑導(dǎo)學(xué)案P93例1對點(diǎn)練1

一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系

BA.皺粒種子的形成說明基因可通過控制酶的活性間接控制生物性狀B.淀粉分支酶基因?qū)Π櫫７N子的影響體現(xiàn)了一個基因不只影響一種性狀C.基因還可以通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物的性狀，如白化病D.囊性纖維化是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的結(jié)果一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系對點(diǎn)練1

豌豆種子有圓粒和皺粒兩種，下圖為圓粒種子形成機(jī)制的示意圖，下列相關(guān)說法不正確的是(

)

。BA.圖中顯示了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B.當(dāng)編碼淀粉分支酶的基因被打亂時，細(xì)胞內(nèi)淀粉的含量會上升C.皺粒種子中蔗糖含量相對更高，味道更甜美D.圖中①②過程中堿基互補(bǔ)配對的方式有差異二、基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化分析不同類型細(xì)胞中DNA和mRNA的檢測結(jié)果科學(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3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。二、基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化問題1：

這3種細(xì)胞中合成的蛋白質(zhì)種類有什么差別？3種細(xì)胞中合成的蛋白質(zhì)都是該細(xì)胞中的特異性蛋白質(zhì)。問題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？細(xì)胞中并不是所有的基因都能表達(dá)，在特定的細(xì)胞中基因的表達(dá)具有選擇性，進(jìn)而產(chǎn)生特異性蛋白二、基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化問題3：在這三種細(xì)胞中是否存在著都表達(dá)的基因呢？細(xì)胞中的基因可以

分為幾類？細(xì)胞分化的本質(zhì)就是基因選擇性表達(dá)。管家基因：所有細(xì)胞都表達(dá)的基因（核糖體蛋白基因，ATP合成酶基因等）

奢侈基因：只在某類細(xì)胞中特異性表達(dá)的基因（胰島素基因、卵清蛋白基因等）問題4：細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)？基因的選擇性表達(dá)與基因表達(dá)的調(diào)控有關(guān)。基因什么時候表達(dá)、在哪種細(xì)胞中表達(dá)以及表達(dá)水平的高低都是受到調(diào)控的。導(dǎo)學(xué)案P94例2對點(diǎn)練2

二、基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化

細(xì)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(xì)胞

--

胰島B細(xì)胞-①-

漿細(xì)胞--②③A

二、基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化對點(diǎn)練2

有人把分化細(xì)胞中表達(dá)的基因形象地分為“管家基因”和“奢侈基因”?！肮芗一颉痹谒屑?xì)胞中都處于活動狀態(tài)，是維持細(xì)胞基本生命活動所必需的；而“奢侈基因”只在特定組織細(xì)胞中才處于活動狀態(tài)。下列屬于“管家基因”指導(dǎo)合成的產(chǎn)物是(

)

。A

三、表觀遺傳正常表型：左右對稱花突變表型：輻射對稱花資料一：柳穿魚的花是什么原因?qū)е禄ㄔ谛螒B(tài)結(jié)構(gòu)中的差異？遺傳信息（基因堿基排列順序）性狀?可能是突變表型的基因序列發(fā)生改變猜測：驗證：分別檢測兩種不同形態(tài)柳穿魚Lcyc基因的堿基排列順序，比較是否存在差異。研究發(fā)現(xiàn)：兩種植株的Lcyc基因序列相同。Lcyc基因?Lcyc基因表達(dá)正常Lcyc基因不表達(dá)高度甲基化三、表觀遺傳甲基是一個化學(xué)基團(tuán)（-CH3），它與DNA上的胞嘧啶結(jié)合的過程就叫做甲基化。H3CLcyc基因CH3CH3DNA甲基化修飾Lcyc基因上多個胞嘧啶連接-CH3進(jìn)行修飾，稱做高度甲基化環(huán)境Lcyc基因DNA高度甲基化Lcyc基因表達(dá)抑制輻射花表型發(fā)生改變這種DNA的甲基化修飾導(dǎo)致的表型的變化可以遺傳么？三、表觀遺傳×PF1F2×絕大多數(shù)對稱花少部分輻射花思考：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？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，花與植株A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，表達(dá)均受到抑制，因此，這部分植株的花與植株B的相似；DNA的甲基化可以遺傳給后代三、表觀遺傳實(shí)驗現(xiàn)象：F1毛色介于黃色和黑色之間的一系列過渡類型資料二：小鼠毛色的遺傳×PAvyAvyaaF1Avya5`3`決定基因表達(dá)水平的序列無甲基化不同程度甲基化甲基化程度最高Avy基因不受抑制黃色鼠Avy基因高表達(dá)Avy基因受抑制最高黑色鼠Avy基因不表達(dá)Avy基因受不同抑制Avy基因低表達(dá)介于黃色和黑色之間的一系列過渡類型Avy基因編碼序列三、表觀遺傳思考：資料1和資料2展示的遺傳現(xiàn)象有什么共同點(diǎn)？這對你認(rèn)識基因

和性狀的關(guān)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)為基因的堿基序列保持不變，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。

啟示：基因的堿基序列保持不變，性狀發(fā)生改變，這表明基因與性狀的關(guān)系并不是簡單的一一對應(yīng)的關(guān)系，基因的表達(dá)受到很多因素的影響，體現(xiàn)了基因與性狀之間關(guān)系的復(fù)雜性。知識拓展：除了DNA甲基化、構(gòu)成染色體的

組蛋白發(fā)生甲基化、乙?；刃?/p>

飾也會影響基因的表達(dá)。三、表觀遺傳表觀遺傳概念：

生物體基因的堿基序列保持不變，但基因表達(dá)和表型發(fā)生

可遺傳變化的現(xiàn)象，叫做表觀遺傳。發(fā)生時期：普通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【總結(jié)】表觀遺傳

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(xì)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。如甲基化時，可影響基因的表達(dá)；去甲基化時，可恢復(fù)基因的表達(dá)。注意：①表觀遺傳不遵循孟德爾遺傳規(guī)律。②表觀遺傳可以通過有絲分裂和減數(shù)分裂傳遞被修飾的基因。③表觀遺傳一般是影響基因的轉(zhuǎn)錄過程,進(jìn)而影響蛋白質(zhì)的合成。導(dǎo)學(xué)案P96認(rèn)知生成

四、基因與性狀的關(guān)系基因與性狀的關(guān)系并不是簡單的一一對應(yīng)的關(guān)系1、一對基因控制一對性狀2、一對基因影響多對性狀（水稻Ghd7基因編碼的蛋白質(zhì)可以參與開花的調(diào)控，也可以對水稻生長、發(fā)育和產(chǎn)量有重要作用）3.、多對基因共同控制一種性狀（身高）4、基因+環(huán)境共同決定性狀長翅殘翅意義：基因與基因、基因與基因產(chǎn)物、基因與環(huán)境之間存在著復(fù)雜的

相互作用，這種相互作用形成了一個錯綜復(fù)雜而又繁而有序的

網(wǎng)絡(luò)，精細(xì)地調(diào)控著生物體的性狀。思維訓(xùn)練遺傳學(xué)家曾做過這樣的實(shí)驗：果蠅幼蟲正常的培養(yǎng)溫度為25℃，將剛孵化的殘翅果蠅幼蟲放在31℃的環(huán)境中培