4.2基因表達與性狀的關(guān)系課件高一下學期生物人教版必修22

4.2基因表達與性狀的關(guān)系——第四章基因的表達植株A植株B圖1表現(xiàn)出不同毛色的Avya小鼠孟德爾提出：豌豆所表現(xiàn)出來的性狀是由遺傳因子（基因）控制的。基因指導(dǎo)合成蛋白質(zhì)體現(xiàn)性狀如何控制？蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者一、基因控制性狀的途徑教材71頁實例1：豌豆種子圓粒與皺粒的原因淀粉分支酶基因被打亂的淀粉分支酶基因淀粉分支酶淀粉含量正常淀粉分支酶異常，活性下降淀粉合成受阻，含量降低外來DNA插入圓粒豌豆吸水皺粒豌豆失水探究一：1、控制圓粒與皺粒的基因有什么不同？2、兩者性狀不同的直接原因是什么？圓粒皺?；蛎讣毎x性狀探究二：根據(jù)教材71頁，請按照“基因—酶—細胞代謝—性狀”的過程分析白化病的成因。一、基因控制性狀的途徑教材71頁實例2：白化病的成因膚色正常白化病酪氨酸酶基因酪氨酸酶表達酪氨酸黑色素催化酪氨酸酶基因缺乏酪氨酸酶缺乏導(dǎo)致酪氨酸無黑色素×受阻請你用概念圖表示以上實例說明基因是如何控制性狀的？控制酶的合成細胞代謝基因指導(dǎo)合成蛋白質(zhì)體現(xiàn)性狀調(diào)節(jié)基因酶細胞代謝性狀一、基因控制性狀的途徑教材72頁實例3：囊性纖維化病的發(fā)病原因

缺失了3個堿基CFTR蛋白

_____，導(dǎo)致功能_____患者支氣管內(nèi)黏液增多黏液清除困難，細菌繁殖，

。結(jié)構(gòu)異常異常酶的合成細胞代謝基因指導(dǎo)合成蛋白質(zhì)體現(xiàn)性狀蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)CFTR（跨膜）基因肺部受損直接控制間接控制探究三：據(jù)教材72頁，完成以下空格。例1：牽?；ǖ念伾饕怯苫ㄇ嗨貨Q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(jié)論是（）DA、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、生物性狀由基因決定，也受環(huán)境影響D、若基因①不表達，則基因②和基因③不表達隨堂練習基因通過控制酶的合成或蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)來控制生物性狀，而來自同一個受精卵的細胞基因是相同的，但是為什么不同種類的細胞性狀（形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能）卻不相同？受精卵二、基因的選擇性表達與細胞分化檢測的3種細胞卵清蛋白基因、珠蛋白基因、胰島素基因卵清蛋白mRNA珠蛋白mRNA胰島素mRNA輸卵管細胞++++--紅細胞+++-+-胰島細胞+++--+1、分析不同類型細胞中DNA和mRNA的檢測結(jié)果①3種細胞中的DNA含有相同基因，但只檢測到其中一種基因的mRNA，這一事實說明了什么？細胞不同的原因是基因的選擇性表達②推測：3種細胞中能檢測到核糖體蛋白相關(guān)基因的mRNA嗎？教材72頁探究四：能，因為細胞都需要核糖體蛋白來形成核糖體。二、基因的選擇性表達與細胞分化2、在不同類型的細胞中，表達的基因的類型(1)管家基因：一類是在所有細胞中都表達的基因，指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)是維持細胞基本生命活動所必需的。(2)奢侈基因：只在某類細胞中特異性表達的基因。教材72頁（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。）基因控制性狀mRNA蛋白質(zhì)酶的合成

代謝蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)二、基因的選擇性表達與細胞分化有相同基因的細胞通過選擇性表達表現(xiàn)不同性狀，那有相同基因的個體又是如何出現(xiàn)不同性狀的？同卵雙胞胎間的差異假設(shè)基因在表達過程中出現(xiàn)了不同合作探究五：情境1：柳穿魚花的形態(tài)閱讀教材73頁科學驗證Q1：植株A和植株B的花有什么不同？它們的Lcyc基因測序結(jié)果，基因表達情況分別是？Q2:F1為什么和植株A相似？Q3：為什么F1中的植株BLcyc基因在開花時不表達？Q4:F2少部分植株為什么和植株B相似？Q5：Lcyc基因甲基化可否遺傳？怎么判斷出來的？植株A植株B×F1F2P自交實驗過程分析F1植株同時含有來自植株A顯性表達的Lcyc基因和植株B隱性表達的Lcyc基因。A：兩側(cè)對稱，B：輻射對稱；基因測序結(jié)果相同，基因表達情況不同植株B的Lcyc基因由于部分堿基被甲基化，基因表達受到抑制，表現(xiàn)為隱性。F2中有少部分植株含有兩個來自植株B的Lcyc基因。F2中少部分植株與植株B相似。通過以上遺傳現(xiàn)象的分析，你對基因和性狀的關(guān)系有何認識？生物體基因的堿基序列保持不變，使基因表達和表型發(fā)生可遺傳的變化。支持假設(shè)：基因表達水平發(fā)生了改變結(jié)果分析實驗結(jié)論柳穿魚花Lcyc基因基因的表達抑制輻射對稱花“表觀遺傳”機理堿基序列相同部分堿基發(fā)生甲基化修飾

生物體基因的堿基序列保持不變，但基因表達和表現(xiàn)型發(fā)生可遺傳變化的現(xiàn)象，叫做表觀遺傳。三、表觀遺傳1、概念2、表觀遺傳的手段①DNA甲基化修飾甲基化通常是抑制基因表達②組蛋白修飾染色體組蛋白甲基化、乙酰化等，影響轉(zhuǎn)錄過程。特點：①基因堿基序列不變；②可遺傳；③具有普遍性教材74頁③非編碼RNA干擾（例如miRNA）例2：在甲基轉(zhuǎn)移酶的催化下，DNA的胞嘧啶被選擇性地添加甲基導(dǎo)致DNA甲基化，進而使染色質(zhì)高度螺旋化，因此失去轉(zhuǎn)錄活性。下列相關(guān)敘述不正確的是（）A.DNA甲基化，會導(dǎo)致基因堿基序列的改變B.DNA甲基化，會導(dǎo)致mRNA合成受阻C.DNA甲基化，可能會影響生物的性狀D.DNA甲基化，可能會影響細胞分化A隨堂練習圖1表現(xiàn)出不同毛色的Avya小鼠情境2：小鼠毛色的遺傳鞏固訓(xùn)練閱讀教材73頁，分析小鼠性狀改變的原因。實驗過程分析F1毛色介于黃色和黑色之間因為AVY基因的前端有一段影響AVY基因表達的特殊的堿基序列被甲基化修飾，AVY基因表達受到不同程度的抑制。AvyAvy(黃色)Ⅹaa(黑色)AvyaPF1Avy基因上游甲基化Avy基因的表達水平不同抑制介于黃色和黑色之間一個蜂群中，蜂王和工蜂形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生理和行為等方面截然不同。三、表觀遺傳環(huán)境可引起表觀修飾表觀修飾環(huán)

境表觀修飾可能受到什么因素的影響？實例1基因序列不變，后代的性狀也可能會因父母的習慣而改變。（P74-與社會的聯(lián)系）其他實例教材74頁殘翅果蠅幼蟲四、環(huán)境影響性狀的其他途徑【提示】果蠅翅的發(fā)育需要經(jīng)過酶催化的反應(yīng)，而酶是在基因控制下合成的，酶的活性受溫度、pH等條件的影響。Q2：升溫引起果蠅的正常翅現(xiàn)象是否屬于表觀遺傳？Q1：翅的發(fā)育是否經(jīng)過酶的催化？酶與溫度的關(guān)系是怎樣的？不屬于，溫度——>酶的活性——>性狀后代仍為殘翅果蠅部分翅長接近正常的果蠅成蟲溫度31℃培養(yǎng)溫度25℃培養(yǎng)（正常培養(yǎng)溫度）教材75頁基因與性狀的關(guān)系：①一個基因決定

一種性狀②多個基因決定

一種性狀③一個基因影響

多個性狀五、基因與性狀的數(shù)量關(guān)系基因與性狀的關(guān)系并不是簡單一一對應(yīng)的關(guān)系例如：

人的身高是由多個基因決定的例如：

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。④生物性狀還受環(huán)境條件的影響，是生物基因和環(huán)境條件共同作用的結(jié)果。(表型=基因型+環(huán)境條件)教材74頁（一因一效）（多因一效）（一因多效）1、有人說，“基因是導(dǎo)演，蛋白質(zhì)是演員，性狀是演員的表演作品?！蹦阏J為這種說法有道理嗎？請你整理總結(jié)環(huán)境、基因、蛋白質(zhì)和性狀之間的關(guān)系。拓展應(yīng)用環(huán)境表觀修飾mRNA性狀決定酶（活性）改變遺傳物質(zhì)（基因突變）基因蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄翻譯酶->代謝蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)教材75頁②表觀遺傳：堿基序列不變，引起的性狀變化可遺傳③僅由環(huán)境變化引起的性狀變化，不可遺傳①孟德爾遺傳（經(jīng)典）：堿基序列改變，引起的性狀變化可遺傳練習與應(yīng)用（P69）一、概念檢測1、個體的性狀和細胞的分化都取決于基因的表達及其調(diào)控。判斷下列相關(guān)表述是否正確。(1)基因與性狀之間是一一對應(yīng)的關(guān)系。（）(2)細胞分化產(chǎn)生不同類型的細胞，是因為不同類型的細胞內(nèi)基因的表達存在差異。（）×√2、我國科學家將含有人凝血因子基因的DNA片段注射到羊的受精卵中，由該受精卵發(fā)育而成的羊，分泌的乳汁中含有人的凝血因子，可治療血友病。下列敘述錯誤的是（

）A.這項研究說明人和羊共用一套遺傳密碼B.該羊的乳腺細胞中含有人的凝血因子基因C.該羊分泌的乳汁中含有人的凝血因子基因D.該羊的后代也可能含有人的凝血因子基因C教材75頁2、(1)為什么利用這些植物進行某些性狀的雜交實驗時，難以得出3:1和9:3:3:1的數(shù)量比?請運用所學知識對可能的原因作出推測。①基因與性狀的關(guān)系并不是簡單的一一對應(yīng)的關(guān)系，存在多對基因控制對性狀和一對基因控制多對性狀的情形；③某些植物進行無性生殖，性狀傳遞也不遵循孟德爾遺傳規(guī)律；④個別性狀可能是細胞質(zhì)基因控制或與母本提供的細胞質(zhì)成分有關(guān)。你怎樣看待科學實驗的可重復(fù)性?科學實驗必須是可重復(fù)的，只有這樣才能說明實驗的現(xiàn)象和結(jié)果是一種必然規(guī)律，而不是偶然發(fā)生的?？茖W實驗的可重復(fù)性包括兩方面：①實驗樣本量足夠大，在相同實驗條件下要有足夠的重復(fù)觀察次數(shù)；②任何實驗結(jié)果的可靠性應(yīng)經(jīng)得起獨立重復(fù)實驗的考驗，重復(fù)實驗是檢查實驗結(jié)果可靠性的唯一方法。②核基因在染色體上呈線性排列，因此這些基因有可能位于同源染色體上，導(dǎo)致這些基因控制的性狀不遵循自由組合定律；由于生物多樣性的存在，不同生物的背景條件隱蔽且不一致(如山柳菊以無性生殖為主)，導(dǎo)致生命世界的很多現(xiàn)象具有獨特性，不能用統(tǒng)一的定律解釋。因此，生命科學實驗的可重復(fù)性是有一定前提和條件限制的。3、為什么雌貓出現(xiàn)了毛色黑黃相間的性狀？哺乳動物雌雄個體的體細胞中雖然X色體數(shù)量不同，但X染色體上的基因所表達的蛋白質(zhì)的量是平衡的，這個過程稱為劑量補償。雌貓比雄貓多出1條X染色體，由于劑量補償效應(yīng)，在胚胎初期，細胞中的1條X染色體就會隨機發(fā)生固縮活，形成巴氏小體，而且發(fā)生染色體失活的細胞通過有絲分裂產(chǎn)生的子細胞也保留相同的染色體失活狀態(tài)。對于基因型為XBXO的雌貓，如果體細胞中攜帶黑毛基因B的X染色體失活，XB就不能表達，而另一條X染色體上的XO表達，那么由該細胞增殖而來的皮膚上會長出黃色體毛；同理，如果體細胞中攜帶黃毛基因O的X染色體失活，則XO不表達，XB表達，由該細胞增殖而來的皮膚上就會長出黑色體毛。因此，基因型為XBXO的雌貓會呈現(xiàn)黑黃相間的毛色。1、D復(fù)習與提高2、D3、C4、A5、C一、選擇題1.我國科學家發(fā)現(xiàn)在體外實驗條件下，某兩種蛋白質(zhì)可以形成含鐵的桿狀多聚體，這種多聚體能識別外界磁場并自動順應(yīng)磁場方向排列。編碼這兩種蛋白質(zhì)的基因，在家鴿的視網(wǎng)膜中共同表達。請回答下列問題。（1）家鴿視網(wǎng)膜細胞表達這兩種蛋白質(zhì)的基本過程是

。（2）家鴿的所有細胞是否都含有這兩個基因并進行表達（答“是”或“否”）

，判斷的理由是

。二、非選擇題（1）在視網(wǎng)膜細胞的細胞核中，編碼這兩種蛋白質(zhì)的基因分別轉(zhuǎn)錄出相應(yīng)的mRNA，mRNA通過核孔進入細胞質(zhì)，在核糖體上翻譯出蛋白質(zhì)。否。家鴿的所有細胞均由受精卵發(fā)育而來，因此所有的細胞都含有這兩個基因，但這兩個基因只在部分細胞（如視網(wǎng)膜細胞）中特異性表達，不會在所有細胞中都表達。教材78頁（3）如果這兩個基因失去功能，家鴿的行為可能發(fā)生的變化是_______。要驗證你的推測，請設(shè)計實驗來驗證，寫出你的實驗路：

。1.我國科學