4.2基因表達與性狀的關系新課件高一下學期生物2019必修2

資料一：同一株水毛茛，裸露在空氣中的葉片輪廓近半圓形或扇狀半圓形，而浸在水中的葉片呈羽毛狀，表現(xiàn)出兩種不同的形態(tài)。1、這兩種形態(tài)的葉，其細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？這兩種形態(tài)的葉，其細胞的基因組成是一樣的。這兩種葉形的差異，可能是由葉片所處的環(huán)境因素引起的。思考討論：基因表達產(chǎn)物與性狀的關系白化病男孩(aa)正常女孩(AA)基因性狀控制A黑色毛發(fā)控制a白色毛發(fā)控制等位基因相對性狀思考:如何從基因指導蛋白質(zhì)合成(基因表達)的層面更深入的解釋這一對相對性狀的形成?基因表達產(chǎn)物與性狀的關系正常女孩(AA)黑色毛發(fā)控制酪氨酸酶的基因指導合成酪氨酸酶催化酪氨酸轉化為黑色素導致基因性狀控制酶的合成控制代謝過程控制控制酪氨酸酶的基因異常導致酪氨酸酶無法正常合成催化酪氨酸不能轉化為黑色素白色毛發(fā)導致白化病男孩(aa)基因表達產(chǎn)物與性狀的關系圓粒豌豆皺粒豌豆編碼淀粉分支酶的基因異常插入一段外來DNA序列編碼淀粉分支酶的基因指導合成淀粉分支酶淀粉催化合成淀粉含量高豌豆易吸水膨脹顯得圓潤無法合成淀粉分支酶淀粉含量低豌豆不易吸水顯得皺縮基因表達產(chǎn)物與性狀的關系囊性纖維化發(fā)病機理：編碼CFTR蛋白(一種轉運蛋白)的基因缺失了3個堿基CFTR蛋白(一種轉運蛋白)空間結構發(fā)生變化CFTR蛋白轉運氯離子的功能異?；颊咧夤軆?nèi)黏液增多，管腔受阻細菌在肺部大量生長繁殖，肺功能嚴重受損導致導致導致囊性纖維化發(fā)病機理體現(xiàn)了基因控制生物性狀的途徑是？基因性狀控制蛋白質(zhì)結構控制基因表達產(chǎn)物與性狀的關系編碼血紅蛋白的基因內(nèi)部的堿基對發(fā)生替換血紅蛋白中的谷氨酸被纈氨酸替換蛋白質(zhì)的空間結構改變紅細胞呈鐮刀狀易破裂，個體容易患上溶血性貧血導致導致導致正常紅細胞異常紅細胞正常的血紅蛋白異常的血紅蛋白基因控制生物性狀的兩種途徑:基因表達產(chǎn)物與性狀的關系基因蛋白質(zhì)結構酶的合成代謝過程性狀控制控制直接控制控制間接控制牽牛花的顏色主要是由花青素決定的，下圖為花青素的合成與顏色變化途徑示意圖:基因表達產(chǎn)物與性狀的關系(1)圖中反映了基因控制生物體性狀的哪種途徑?基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀牽?；ǖ念伾饕怯苫ㄇ嗨貨Q定的，下圖為花青素的合成與顏色變化途徑示意圖:基因表達產(chǎn)物與性狀的關系說明環(huán)境因素也會影響生物體的性狀(2)牽?；ǖ念伾€與細胞中的pH有關，這說明什么？牽牛花的顏色主要是由花青素決定的，下圖為花青素的合成與顏色變化途徑示意圖:基因表達產(chǎn)物與性狀的關系不是。牽?；ǖ念伾苯佑苫ㄇ嗨貨Q定，而花青素的合成是由多對基因共同控制的；這說明一種性狀可由多個基因決定。(3)牽?；ǖ念伾皇芤粚蚩刂茊幔@說明什么？我國科學家研究發(fā)現(xiàn)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(主莖高度、穗的大小等)和產(chǎn)量(單株谷物產(chǎn)量)都有重要作用一個基因可能影響多個性狀生物體內(nèi)所有的基因都表達嗎？分析不同類型細胞中DNA和mRNA的檢測結果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+++--+思考：3種細胞中的DNA都含有卵清蛋白基因、珠蛋白基因和胰島素基因，但三種細胞都分別只檢測到其中一種基因的mRNA，這一事實說明了什么?在特定的細胞中，基因的表達具有選擇性，進而產(chǎn)生特異性的表達產(chǎn)物。細胞中的基因，有些是維持細胞生存所必需的，在各類細胞中都處于活動狀態(tài),,這類基因稱為管家基因.如：呼吸酶基因、ATP合成酶基因等有些則在不同的組織細胞中表現(xiàn)不同的活動狀態(tài)，從而使具有相同遺傳物質(zhì)的細胞在不同的組織中呈現(xiàn)出形態(tài)、結構與功能的特異性變化，這類基因稱為奢侈基因，如：抗體基因、胰島素基因、血紅蛋白基因等.僅有基因ABCD表達

合成蛋白質(zhì)ABCD僅有基因ABEF表達

合成蛋白質(zhì)ABEF(含全套基因)ABCDEFGH依然含全套基因ABCDEFGH細胞分化實質(zhì)物理模型：基因的選擇性表達與細胞分化導致導致基因的選擇性表達導致含遺傳信息_______的細胞中__________

__________的種類不完全相同細胞的_______________________發(fā)生持久的地穩(wěn)定性的差異細胞分化相同mRNA和蛋白質(zhì)形態(tài)、結構或生理功能環(huán)境因素會怎樣影響到基因的表達呢？資料一：20世紀90年代，瑞典科學家拜格林對瑞典北部的諾伯頓地區(qū)的居民壽命進行了調(diào)查和研究。拜格林的調(diào)查研究結果發(fā)現(xiàn):1.如果祖父輩在青春期前有大吃大喝的經(jīng)歷，那么，他們子孫的壽命就比較短，患糖尿病的概率也會相應增加。2.在青春期前挨餓的祖父，其孫子患心血管疾病的概率就會相應降低;在青春期前大吃大喝的祖母，其孫女死于心血管疾病的概率會明顯增加。3.如果父親在11歲前就開始抽煙，那么他的兒子在9歲時體重超標的概率會增加。表觀遺傳表觀遺傳柳穿魚是一種園林花卉。上圖所示的兩株柳穿魚，除了花的形態(tài)結構不同，其他方面基本相同。

植株A植株B表觀遺傳柳穿魚是一種園林花卉。上圖所示的兩株柳穿魚，除了花的形態(tài)結構不同，其他方面基本相同。植株A植株B1.上述資料中，植株A和植株B的花的形態(tài)不同是基因不同導致的？還是基因的表達不同導致的？2.導致植株B中Lcyc基因不表達的原因是什么？

是基因的表達不同導致的。植株B的Lcyc基因被高度甲基化。

Lcyc基因的甲基化可遺傳，并影響植株的性狀!

Lcyc基因Lcyc基因Lcyc基因Lcyc基因基因表達基因不表達×堿基的發(fā)生了甲基化修飾：

Lcyc基因Lcyc基因Lcyc基因Lcyc基因Lcyc基因Lcyc基因×→由Lcyc基因甲基化與非甲基化所形成的“雜合子”中，Lcyc基因在開花時表達。Lcyc基因Lcyc基因Lcyc基因Lcyc基因⊕→Lcyc基因Lcyc基因Lcyc基因Lcyc基因生物體基因的堿基序列保持不變，但基因表達和表型發(fā)生可遺傳變化的現(xiàn)象，叫作表觀遺傳表觀遺傳現(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。類型：①DNA的甲基化修飾②染色體上蛋白質(zhì)的修飾(如組成染色體的組蛋白發(fā)生甲基化、乙?；刃揎?表觀遺傳特點與調(diào)控機制(1)特點①可遺傳性：即這類改變通過有絲分裂或減數(shù)分裂，能在細胞、個體間遺傳。②可逆性的基因表達：如甲基化時，可影響基因的表達；去甲基化時，可恢復基因的表達。③不變性：基因的堿基序列不變。(2)三種常見的調(diào)控機制①DNA甲基化修飾：主要抑制轉錄。②非編碼RNA干擾(例如miRNA)：主要抑制翻譯。③組蛋白甲基化、乙酰化等。這些表觀遺傳修飾對身體的影響很大。即使遺傳信息（DNA序列）完全一樣的兩個個體（如：同卵雙胞胎），由于表達修飾上的差異，也會表現(xiàn)出完全不同的性狀。表觀遺傳機制可以使生物打破DNA變化緩慢的限制，使后代能迅速獲得親代應對環(huán)境因素做出的反應而發(fā)生的變化，這對生物種群的生存和繁衍也許是有利的。但是，通過表觀遺傳傳遞下去的性狀并不總是有利的，如親代經(jīng)歷的不良環(huán)境和生活習慣對后代的健康會產(chǎn)生不利的影響。如：男性吸煙會導致精子活力下降；懷孕期間女性吸煙會導致早產(chǎn)、學習和行為障礙、哮喘等疾病風險增加。一個基因控制一種性狀多個基因控制一種性狀一個基因影響多種性狀基因對生物性狀的控制環(huán)境對生物性狀的影響生物的性狀小結：基因與性狀并不是簡單的一一對應關系基因與基因、基因與基因表達產(chǎn)物、基因與環(huán)境之間存在著復雜的相互作用，這種相互作用形成了一個錯綜復雜的網(wǎng)絡，精細地調(diào)控著生物體的性狀。1.下列哪項不屬于表觀遺傳的特點()A.對表型的影響可遺傳給后代B.DNA分子堿基可能連接多個甲基基團C.甲基化導致DNA堿基序列發(fā)生改變D.可由組蛋白的某些修飾導致C2.下列關于基因、蛋白質(zhì)與性狀的關系的描述，不正確的是()A.基因與生物性狀是一一對應的關系，一種基因對應一種蛋白質(zhì)B.人的白化癥狀是由于控制酪氨酸酶的基因異常而引起的C.人類線粒體中的基因可以通過轉錄和翻譯控制某些蛋白質(zhì)的合成D.一個性狀可以受到多個基因的影響，一個基因也可以影響多個性狀A典型例題3.黃色小鼠(AA)與黑色小鼠(aa)雜交，產(chǎn)生的F1(Aa)不同個體出現(xiàn)了不同體色。研究表明，不同體色的小鼠A基因的堿基序列相同，但A基因中二核苷酸(CpG)的胞嘧啶有不同程度的甲基化(如圖所示)，已知甲基化不影響DNA復制。下列有關分析錯誤的是（）A.F1體色的差異可能與A基因甲基化程度有關B.堿基甲基化可能影響RNA聚合酶與該基因的結合C.堿基甲基化不影響遺傳信息的傳遞D.A基因中的堿基甲基化引起了基因中堿基序列的改變D典型例題4.下列有關基因型、性狀和環(huán)境的敘述，錯誤的是()A.兩個個體的身高不相同，二者的基因型可能相同，也可能不相同B.某植物的綠色幼苗在黑暗中變成黃色，這種變化是由環(huán)境造成的C.O型血夫婦的子代都是O型血，說明該性狀是由遺傳因素決定的D.高莖豌豆的子代出現(xiàn)高莖和矮莖，說明該相對性狀是由環(huán)境決定的D典型例題5.下列有關基因型、性狀和環(huán)境的敘述，錯誤的是()A.“牝雞司晨”現(xiàn)象表明性別受遺傳物質(zhì)和環(huán)境因素共同影響B(tài).患紅綠色盲夫婦生的