《基因表達與性狀的關(guān)系》基因的表達教學(xué)課件

1、第2節(jié)基因表達與性狀的關(guān)系第1頁，共32頁。課程標(biāo)準(zhǔn)要求核心素養(yǎng)對接學(xué)業(yè)質(zhì)量水平概述生物的性狀主要通過蛋白質(zhì)表現(xiàn)；概述某些基因中堿基序列不變但表型改變的表觀遺傳現(xiàn)象。1.科學(xué)思維通過分析基因表達產(chǎn)物蛋白質(zhì)與生物性狀的關(guān)系的實例，認識到生物的性狀主要通過蛋白質(zhì)來表現(xiàn)。水平二2. 生命觀念通過對DNA甲基化等表觀遺傳現(xiàn)象的分析，認識到生物的性狀是基因、環(huán)境和表觀遺傳修飾共同作用的結(jié)果。水平一3.科學(xué)思維通過實例分析，認識到生物的性狀與基因之間并非都是簡單的線性關(guān)系。水平一4.社會責(zé)任通過分析吸煙會使人體細胞和精子細胞中DNA甲基化水平升高，認識到吸煙有害健康。水平一第2頁，共32頁?；虮磉_產(chǎn)物與

2、性狀的關(guān)系自主梳理1.基因?qū)π誀畹拈g接控制(1)實例皺粒豌豆的形成機制：編碼淀粉分支酶的基因被插入的一段外來DNA序列打亂異常，活性大大降低合成受阻，含量降低淀粉含量低的豌豆由于而皺縮。人白化癥狀的產(chǎn)生機制：編碼的基因異常酪氨酸酶不能合成無法將酪氨酸轉(zhuǎn)變?yōu)槠つw、毛發(fā)因缺乏黑色素而出現(xiàn)白化癥狀。淀粉分支酶淀粉失水酪氨酸酶黑色素第3頁，共32頁。(2)結(jié)論：通過上述實例可以看出，基因可以通過控制來控制，進而控制生物體的性狀。2.基因?qū)π誀畹闹苯涌刂?1)實例：囊性纖維化的發(fā)病機制：編碼的基因缺失3個堿基CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸，空間結(jié)構(gòu)變化CFTR轉(zhuǎn)運功能異?；颊咧夤苤叙ひ涸龆?，管腔

3、受阻，細菌滋生，肺功能嚴重受損。(2)結(jié)論：基因可以通過控制直接控制生物體的性狀。酶的合成代謝過程CFTR蛋白氯離子蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)第4頁，共32頁。典例1 (2019聊城一中期中)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()A.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.牽?；伾谋憩F(xiàn)受到相關(guān)酶的控制 D.若基因不表達，則基因也不表達第5頁，共32頁。解析由圖可知，花青素的合成是由多對基因共同控制的，A正確；基因分別通過控制酶1、2、3的合成來控制花青素的合成，B正確，C正確；基因具有獨立性，基因不表達，基因和基

4、因仍然能夠表達，D錯誤。答案D第6頁，共32頁。對點練1 (2019蘭州一中期末)酶A、B、C是大腸桿菌的三種酶，每種酶只能催化下列反應(yīng)鏈中的一個步驟，其中任意一種酶的缺失均能導(dǎo)致該菌因缺少化合物丁而不能在基本培養(yǎng)基上生長。現(xiàn)有三種營養(yǎng)缺陷型突變體，在添加不同化合物的基本培養(yǎng)基上的生長情況如下表：突變體添加物突變體a(酶A缺陷)突變體b(酶B缺陷)突變體c(酶C缺陷)化合物乙不生長不生長生長化合物丙不生長生長生長第7頁，共32頁。由上表可知：酶A、B、C在該反應(yīng)鏈中的作用順序依次是()A.酶A、酶B、酶C B.酶C、酶A、酶BC.酶B、酶C、酶A D.酶C、酶B、酶A解析突變體a缺乏酶A，在基

5、本培養(yǎng)基上添加化合物乙和丙均不能生長，說明酶A催化丙轉(zhuǎn)化為丁的過程；突變體b缺乏酶B，在基本培養(yǎng)基上添加化合物乙不能生長，添加丙能生長，說明酶B催化乙轉(zhuǎn)化為丙的過程；突變體c缺乏酶C，在基本培養(yǎng)基上添加化合物乙和丙均能生長，說明酶C催化甲轉(zhuǎn)化為乙的過程。酶A、B、C在該反應(yīng)鏈中的作用順序依次是酶C、酶B、酶A，D正確。答案D第8頁，共32頁。聯(lián)想質(zhì)疑豌豆皺粒的形成原因：編碼淀粉分支酶的基因突變，導(dǎo)致淀粉分支酶不能合成；體現(xiàn)了基因?qū)π誀畹拈g接控制。第9頁，共32頁。自主梳理基因的選擇性表達與細胞分化多種性狀管家基因表達第10頁，共32頁。素養(yǎng)提升分析不同類型細胞中DNA和mRNA的檢測結(jié)果科學(xué)家

6、提取了雞的輸卵管細胞、紅細胞(有細胞核)和胰島細胞，對這3種細胞中的DNA和mRNA進行了檢測，結(jié)果如下：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。第11頁，共32頁。(1)這3種細胞合成的蛋白質(zhì)有何差別？提示輸卵管細胞能合成卵清蛋白、不能合成珠蛋白和胰島素，紅細胞能合成珠蛋白、不能合成卵清蛋白和胰島素，胰島細胞能合成胰島素、不能合成卵清蛋白和珠蛋白。(2)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，但只檢測到其中一種基因的mRNA，這一

7、事實說明了什么？提示同一生物體內(nèi)的不同種細胞，所含有的基因沒有差異，但基因的表達存在著選擇性。第12頁，共32頁。典例2 (2019樂山聯(lián)考)同一生物體內(nèi)的不同組織細胞之間，不同的是()A.染色體上的基因 B.細胞質(zhì)中的tRNAC.遺傳密碼的種類 D.細胞質(zhì)中的mRNA解析同一生物體內(nèi)不同組織細胞中，染色體上的基因都相同，A錯誤；同一生物體內(nèi)不同組織細胞中，細胞質(zhì)中的tRNA都相同，B錯誤；同一生物體內(nèi)不同組織細胞中，遺傳密碼的種類都相同，C錯誤；同一生物體內(nèi)不同組織細胞中選擇性表達的基因不同，因此細胞質(zhì)中的mRNA不同，D正確。 答案D第13頁，共32頁。對點練2 (2019永城實驗高中期末

8、)人的胰島細胞能產(chǎn)生胰島素，但不能產(chǎn)生血紅蛋白，據(jù)此推測胰島細胞中()A.只有胰島素基因B.比人受精卵基因要少C.有胰島素基因和其他基因，但沒有血紅蛋白基因D.既有胰島素基因，也有血紅蛋白基因和其他基因解析胰島細胞含有該個體全部的基因，A錯誤；胰島細胞是由受精卵有絲分裂而來的，所含的基因與受精卵相同，B錯誤；胰島細胞除了含有胰島素基因，還有血紅蛋白基因和其他基因，C錯誤，D正確。答案D第14頁，共32頁。聯(lián)想質(zhì)疑 “管家基因”是指所有細胞中均要穩(wěn)定表達的一類基因，其產(chǎn)物是對維持細胞基本生命活動所必需的。 “奢侈基因”是指不同類型細胞中特異性表達的基因，奢侈基因的產(chǎn)物賦予各種類型細胞特定的形態(tài)結(jié)

9、構(gòu)特征與功能。第15頁，共32頁。1.實例分析(1)柳穿魚花的形態(tài)結(jié)構(gòu)的遺傳表觀遺傳自主梳理柳穿魚植株A柳穿魚植株B性狀表現(xiàn)開兩側(cè)對稱花開輻射對稱花Lcyc基因測序結(jié)果植株A和植株B堿基組成及序列一樣，沒有差異Lcyc基因表達情況檢測表達_不表達第16頁，共32頁。Lcyc基因甲基化檢測與植株A相比，植株B的Lcyc基因高度_雜交實驗植株A與植株B雜交，F(xiàn)1開兩側(cè)對稱花，F(xiàn)2絕大部分植株開兩側(cè)對稱花，少部分植株開輻射對稱花甲基化第17頁，共32頁。(2)小鼠毛色的遺傳(將純種黃色體毛小鼠與純種黑色體毛小鼠雜交)子一代小鼠基因型子一代均為Avya子一代小鼠表型不同小鼠表現(xiàn)出黃色和黑色之間的一系列

10、過渡類型Avy基因甲基化檢測毛色越深的小鼠，Avy基因甲基化程度越_高第18頁，共32頁。根據(jù)上述兩個實例分析，DNA的甲基化將會該基因的表達，從而影響生物的性狀；DNA的甲基化是(“可以”或“不能”)遺傳給下一代的。2.概念生物體基因的堿基序列，但發(fā)生變化的現(xiàn)象，叫作表觀遺傳。3.現(xiàn)象除了DNA甲基化，構(gòu)成染色體的發(fā)生甲基化、等修飾也會影響基因的表達。4.吸煙與人體健康的關(guān)系吸煙會使人體細胞內(nèi)DNA的水平升高，對染色體上的組蛋白也會產(chǎn)生影響。抑制可以保持不變基因表達和表型可遺傳組蛋白乙?；谆?9頁，共32頁。典例3 (2019成都外國語學(xué)院附中期末)在甲基轉(zhuǎn)移酶的催化下，DNA的胞嘧啶

11、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)敘述錯誤的是()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解析DNA甲基化是指DNA的胞嘧啶被選擇性地添加甲基，這不會導(dǎo)致基因堿基序列的改變。答案A第20頁，共32頁。對點練3 (2019廈門質(zhì)檢)真核生物細胞內(nèi)存在著種類繁多、長度為2123個核苷酸的小分子RNA(簡稱miRNA)，它們能與相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA互補，形成局部雙鏈。這些miRNA抑制基因表達的機制是()A.阻斷rRNA裝配成核

12、糖體 B.妨礙雙鏈DNA分子的解旋C.干擾核糖體與mRNA結(jié)合 D.影響RNA分子的遠距離轉(zhuǎn)運解析根據(jù)題意，miRNA與rRNA裝配成核糖體無關(guān)，A錯誤；miRNA并沒有與雙鏈DNA分子互補，故不會妨礙雙鏈DNA分子的解旋，B錯誤； miRNA是與相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄出來的mRNA互補，則mRNA就無法與核糖體結(jié)合，C正確；miRNA只是阻止了mRNA發(fā)揮作用，不會影響RNA分子的遠距離轉(zhuǎn)運，D錯誤。答案C第21頁，共32頁。聯(lián)想質(zhì)疑DNA甲基化是指DNA分子中的堿基被選擇性的加上甲基的現(xiàn)象。第22頁，共32頁。表現(xiàn)出不同毛色的Avya小鼠第23頁，共32頁。第24頁，共32頁。1.基因與性狀的關(guān)系并

13、不是簡單的一一對應(yīng)的關(guān)系(1)一個性狀可以受到多個基因的影響，例如，人的身高是由個基因決定的，其中每個基因?qū)ι砀叨加幸欢ǖ淖饔谩?2)一個基因也可以影響多個性狀，例如，我國科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)水稻中的Ghd7基因編碼的蛋白質(zhì)不僅參與了的調(diào)控，而且對水稻的、和都有重要作用?；蚺c性狀之間的關(guān)系自主梳理多開花生長發(fā)育產(chǎn)量第25頁，共32頁。2.性狀是基因和環(huán)境共同作用的結(jié)果(1)生物體的性狀不完全由基因決定，對性狀也有著重要影響。如后天的營養(yǎng)和體育鍛煉等對人的身高也有重要作用。(2)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(fù)雜的，形成了一個錯綜復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，精細地調(diào)控著生物體的性狀。環(huán)境相互作用第26頁，共32頁。典例4 下列關(guān)于基因與性狀之間關(guān)系的敘述，錯誤的是()A.水毛茛葉子形態(tài)的差異是基因與環(huán)境共同作用的結(jié)果B.人的身高受多對基因決定，并受后天營養(yǎng)和體育鍛煉的影響C.水稻的Ghd7基因?qū)﹂_花、產(chǎn)量等多個性狀均有影響D.生物體的每一種性狀都有一個特定的基因控制答案D第27頁，共32頁。對點練4 豌豆的某突變體中編碼淀粉分支酶的基因(R)被插入的DNA序列打亂，導(dǎo)致