基因表達與性狀的關(guān)系【高效備課精研+知識精講提升】 高一生物下學期 教學課件（人教版2019必修2）

導4.2基因表達與性狀的關(guān)系基因的表達基因的化學本質(zhì)：基因能指導蛋白質(zhì)的合成具有遺傳效應的DNA片段控制生物體的性狀性狀回顧導水毛茛思閱讀教材P.71、72

和P.74最后兩段完成導學案的導學流程【學習目標】：1、閱讀課本71-72頁，舉例說明基因表達產(chǎn)物與生物性狀的關(guān)系。2、掌握細胞分化是基因選擇性表達的結(jié)果。3、閱讀課本74頁，說明基因與性狀的關(guān)系。議針對導學案內(nèi)容進行討論，解決未解決的問題基因和性狀之間是一一對應的關(guān)系嗎？展一、基因表達產(chǎn)物與性狀的關(guān)系（閱讀教材P71-P72完成內(nèi)容）1、基因?qū)π誀畹拈g接控制皺粒豌豆的形成人的白化病的形成苯丙酮尿癥皺粒豌豆的DNA中插入了一段外來的DNA序列，使編碼

淀粉分支酶的基因被打亂↓

淀粉分支酶

異常，活性降低

↓細胞內(nèi)

淀粉

含量下降↓豌豆成熟時，淀粉含量低而失水皺縮控制

編碼酪氨酸酶

的基因異?！荒芎铣?/p>

酪氨酸酶

↓酪氨酸

不能轉(zhuǎn)變?yōu)楹谏亍憩F(xiàn)出白化癥狀控制編碼苯丙氨酸羧化酶的基因異?！荒芎铣杀奖彼狒然浮饕x途徑受阻（在苯丙氨酸羧化酶作用下將苯丙氨酸轉(zhuǎn)化為絡氨酸），次要代謝途徑增強，苯丙氨酸轉(zhuǎn)化為大量苯丙酮酸↓苯丙酮尿癥根本原因：編碼酶的基因異?！苯釉颍合嚓P(guān)酶異?！Y(jié)果：代謝異?！镄誀町惓嵸|(zhì)：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。展2、基因?qū)π誀畹闹苯涌刂颇倚岳w維病鐮刀型細胞貧血癥（補充）編碼CFTR蛋白的基因缺失了3個堿基對

↓CFTR蛋白缺少苯丙氨酸

↓CFTR蛋白空間結(jié)構(gòu)異常，導致CFTR轉(zhuǎn)運氯離子功能異?；颊咧夤苤姓骋涸龆?，官腔受阻，細菌在肺部大量生長繁殖，肺功能嚴重受損編碼血紅蛋白的基因發(fā)生改變↓血紅蛋白的結(jié)構(gòu)異?！t細胞呈現(xiàn)彎曲的鐮刀狀患者的紅細胞容易破裂，使人患溶血性貧血，嚴重時會導致死亡根本原因：相關(guān)基因異常→直接原因：蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)異?！Y(jié)果：生物性狀異常實質(zhì)：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。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+++－－+同一個體中，不同細胞的基因都相同，但蛋白質(zhì)種類不同，說明不是所有的基因都表達。即基因的表達具有選擇性基因的選擇性表達展二、基因的選擇性表達與細胞分化（閱讀教材P72完成內(nèi)容）

1、基因的選擇性表達：不同細胞中的蛋白質(zhì)種類不同（填“相同”或“不同”），說明細胞中不是（填“是”或“不是”）所有的基因都表達，即基因的表達具有選擇性。2、不同類型的細胞中，表達的基因可以分為兩類：（1）管家基因：一類是

所有細胞中都表達

的基因，指導合成的蛋白質(zhì)是維持細胞基本生命活動

所必需

的。如核糖體蛋白基因、ATP合成酶基因。（2）奢侈基因：一類是只在某些細胞中

特異性

表達的基因，如卵清蛋白基因、

胰島素基因。3、細胞分化的概念：在個體發(fā)育中，由一個或一種細胞增殖產(chǎn)生的后代，在

形態(tài)、

結(jié)構(gòu)

、

生理功能上

發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程，叫做細胞分化。4、細胞分化的實質(zhì)：

基因的選擇性表達

。5、細胞分化的標志：分化前和分化后的各種細胞基因不變，分化后的各種細胞中（1）分子水平：mRNA和蛋白質(zhì)不完全相同。（2）細胞水平：形成了不同種類的細胞。展說明基因和性狀之間的關(guān)系6、基因與性狀的關(guān)系①一個基因

只控制一種性狀的表達②多個基因可以影響同一性狀③一個基因可以影響多個性狀例如：

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。（最常見）④生物的性狀還受環(huán)境條件的影響(生物的表型=基因型+環(huán)境)例如：水毛茛在空氣中和水中有兩種類型的葉基因與性狀的關(guān)系并不是簡單的一一對應關(guān)系。講講1、基因?qū)π誀畹目刂崎g接控制：直接控制：基因通過指導酶的合成來控制代謝過程進而控制生物體的性狀（皺粒豌豆的形成、人的白化病的形成、苯丙酮尿癥）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（囊性纖維病、鐮刀型細胞貧血癥）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+++－－+同一個體中，不同細胞的基因都相同，但蛋白質(zhì)種類不同，說明不是所有的基因都表達。即基因的表達具有選擇性2、基因的選擇性表達講講3、表達的基因分類1、管家基因：所有細胞中都表達的基因（如核糖體蛋白基因、ATP合成酶基因、呼吸酶基因。）2、奢侈基因：在某些細胞中特異性表達的基因（如卵清蛋白基因、胰島素基因、血紅蛋白基因。）4、細胞分化概念：個體發(fā)育中，由一個或一種細胞增殖產(chǎn)生的后代，在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程講的實質(zhì)：基因的選擇性表達講分子水平：mRNA和蛋白質(zhì)不完全相同細胞水平：形成不同種類的細胞5、細胞分化的標志細胞分化的實質(zhì)：基因的選擇性表達基因的表達→基因指導蛋白質(zhì)的合成轉(zhuǎn)錄翻譯mRNA蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)：細胞器的種類和數(shù)量有差異基因什么時候表達講？基因在哪種細胞中表達基因表達水平的高低環(huán)境是如何控制基因表達的表觀遺傳1.柳穿魚花的形態(tài)結(jié)構(gòu)的遺傳柳穿魚是一種園林花卉，其花的形態(tài)結(jié)構(gòu)有兩種形態(tài)。植株A植株BA、B兩種植株，體內(nèi)的Lcyc基因的序列相同。植株A：Lcyc基因在開花時表達植株B：Lcyc基因不表達柳穿魚花的形態(tài)結(jié)構(gòu)與Lcyc基因的表達直接相關(guān)。研究表明，植株B的Lcyc基因不表達的原因是它被高度甲基化。Lcyc基因有多個堿基連接甲基基團表觀遺傳DNA甲基化DNA甲基化后轉(zhuǎn)錄異常表觀遺傳Lcyc基因正常開花時表達植株ALcyc基因開花時不表達高度

甲基化植株BF1植株AF2討論2：

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,可看成為顯性基因,而植株B的該基因不表達,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。表觀遺傳2.小鼠毛色遺傳不同顏色的小鼠

小鼠毛色受基因Avy和a的控制，Avy為顯性，表現(xiàn)為黃色，a為隱性，表現(xiàn)為黑色。純種黃色小鼠與純種黑色小鼠雜交，子代小鼠基因型為Avya，卻表現(xiàn)出黃色和黑色之間的一系列過渡類型。研究表明，在Avy基因前端有一段特殊堿基序列具有多個可發(fā)生DNA甲基化修飾的位點。這段堿基序列的甲基化程度越高，Avy基因的表達受到的抑制越明顯，小鼠體色體毛的顏色就越深。表觀遺傳在Avy基因的前端有一段特殊的堿基序列決定該基因表達水平，有多個可發(fā)生DNA堿基化修飾的位點，當這些位點沒有甲基化時，Avy基因正常表達，小鼠表現(xiàn)為黃色。當這些位點甲基化后，Avy基因的表達就受到抑制。Avy基因異常:小鼠表現(xiàn)為深黃色。表觀遺傳表觀遺傳：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。表觀遺傳形成的原因環(huán)境DNA甲基化誘發(fā)表觀遺傳1)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。蜂王工蜂持續(xù)獲得蜂王漿表觀遺傳2)除了DNA甲基化，構(gòu)成染色體的組蛋白發(fā)生甲基化、乙?；刃揎椧?/p>

會影響基因的表達。（教材P74，相關(guān)信息）H3組蛋白修飾與染色質(zhì)活性的關(guān)系練1、體現(xiàn)生物某性狀的物質(zhì)一定是蛋白質(zhì)。（

）2、細胞分化導致基因選擇性表達，細胞種類增多。（）3、卵清蛋白基因和珠蛋白基因一般不會同時出現(xiàn)在人體內(nèi)的同一個體細