【高中生物】基因表達(dá)與生物性狀的關(guān)系課件+高一下學(xué)期生物人教版（2019）必修2

第四章基因的表達(dá)第2節(jié)基因表達(dá)性狀關(guān)系與一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系基因指導(dǎo)_______的合成?！蚺c蛋白質(zhì)有何關(guān)系？※蛋白質(zhì)與生命性狀特征有何關(guān)系？蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)是生命活動的_____者和______者體現(xiàn)承擔(dān)基因控制生物體的______。性狀※基因與性狀有何關(guān)系？基因如何控制性狀圓粒豌豆皺粒豌豆一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系4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)致一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系圓粒豌豆的形成機(jī)制皺粒豌豆的形成機(jī)制外來DNA插入實例一：皺粒豌豆這只大猩猩名為雪花，1964年出生，1966入住巴塞羅那動物園，一生都生活在那里，2003年死于皮膚癌。它是現(xiàn)今發(fā)現(xiàn)的唯一的白化病大猩猩。由于酪氨酸酶缺乏或功能減退引起的一種皮膚及附屬器官黑色素缺乏或合成障礙的遺傳性白斑病。主要表現(xiàn)：畏光、毛發(fā)及皮膚呈白色。一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系思考:白化病形成的機(jī)制是什么？實例二：白化病基因通過控制____的合成來控制___________，進(jìn)而控制生物體的性狀?？刂评野彼崦傅幕虍惓＠野彼岵荒苷＾D(zhuǎn)化為______________不能正常合成缺乏黑色素，表現(xiàn)_______結(jié)論一：酶代謝過程間接控制酪氨酸酶黑色素白化病基因酶代謝過程生物性狀控制控制控制一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系實例二：白化病

囊性纖維病是北美白種人常見的一種遺傳病，每1800個人中就有一個患者，每25個人中就有一個致病基因攜帶者。正常氣管囊性纖維化氣管氣流大小患者支氣管中黏液增多，管腔受阻，細(xì)菌在肺部大量生長繁殖，最終使肺功能嚴(yán)重受損一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系實例三：囊性纖維病思考:囊性纖維病形成的機(jī)制是什么？CFTR蛋白（轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白）基因缺失了3個堿基缺少苯丙氨酸，CFTR蛋白結(jié)構(gòu)_____，CFTR轉(zhuǎn)運(yùn)氯離子的功能異?；颊咧夤苤叙ひ涸龆?，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)性狀異常一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系實例三：囊性纖維病編碼血紅蛋白的基因中一個堿基對變化血紅蛋白的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，紅細(xì)胞成鐮刀型，運(yùn)輸O2能力降低容易破裂，患溶血性貧血基因性狀表現(xiàn)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)直接控制一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系實例四：鐮狀細(xì)胞貧血結(jié)論二：基因還能通過控制______________來_____控制生物體的性狀蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接基因酶的合成控制生物的性狀間接控制代謝過程控制基因控制性狀的兩種途徑小結(jié)

（2）直接控制

基因蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)控制生物的性狀直接控制

（1）間接控制一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系例如：豌豆的圓粒和皺粒、白化病等例如：囊性纖維病、鐮刀型細(xì)胞貧血癥等實戰(zhàn)訓(xùn)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()。A.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)配對的方式有差異實戰(zhàn)訓(xùn)練

2.人鐮刀型細(xì)胞貧血癥是基因突變造成的，血紅蛋白β鏈第6個氨基酸的密碼子由GAG變?yōu)镚UG，導(dǎo)致編碼的谷氨酸被置換為纈氨酸。下列相關(guān)敘述錯誤的是()A．該突變改變了DNA堿基對內(nèi)的氫鍵數(shù)B．該突變引起了血紅蛋白β鏈結(jié)構(gòu)的改變C．在缺氧情況下患者的紅細(xì)胞易破裂D．該病不屬于染色體異常遺傳病實戰(zhàn)訓(xùn)練

3．白化病病人出現(xiàn)白化癥狀的根本原因是()A.病人體內(nèi)缺乏黑色素B.病人體內(nèi)無酪氨酸C.控制合成酪氨酸酶的基因不正常D.長期見不到陽光實戰(zhàn)訓(xùn)練

4．下圖為人體內(nèi)基因?qū)π誀畹目刂七^程，分析可知()A.基因1和基因2一般不會出現(xiàn)在人體內(nèi)的同一個細(xì)胞中B.圖中①過程需RNA聚合酶的催化，②過程需tRNA的協(xié)助C.④⑤過程的結(jié)果存在差異的根本原因是血紅蛋白結(jié)構(gòu)不同D.過程①②③表明基因通過控制酶的合成來控制生物體的所有性狀思考:基因可以通過控制酶的合成或蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)來控制生物體的性狀，那為什么來自同一個受精卵的細(xì)胞發(fā)育過程中細(xì)胞在形態(tài)、功能等方面有差異呢？發(fā)生了細(xì)胞分化1、細(xì)胞分化的概念是什么？2、細(xì)胞分化的特點(diǎn)是什么？3、細(xì)胞分化的結(jié)果是什么？在個體發(fā)育過程中，由一個或多個細(xì)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。持久性、普遍性、不可逆性導(dǎo)致細(xì)胞在形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異,使多細(xì)胞生物體中的細(xì)胞趨于專門化，有利于提高各種生理功能的效率。二、基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化二、基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化檢測的3種細(xì)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(xì)胞紅細(xì)胞胰島細(xì)胞++++++++++++------問題1:3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，這一事實說明了什么？在細(xì)胞中，并不是所有的基因都表達(dá)，基因的表達(dá)存在選擇性。問題2:細(xì)胞中的基因可以分為幾類？分析不同類型細(xì)胞中DNA和mRNA的檢測結(jié)果思考.討論奢侈基因只在某類細(xì)胞中特異性表達(dá)的基因。這類基因表達(dá)的產(chǎn)物賦予各類細(xì)胞特定的形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能。比如：卵清蛋白基因、胰島素基因。

細(xì)胞中的基因可以分為兩類管家基因所有細(xì)胞中都表達(dá)的基因，指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)是維持細(xì)胞基本生命活動所必需的。比如：核糖體蛋白基因，ATP合成酶基因。二、基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化思考:細(xì)胞分化的實質(zhì)是什么？干細(xì)胞紅細(xì)胞神經(jīng)元脂肪細(xì)胞心肌細(xì)胞小腸上皮細(xì)胞軟骨細(xì)胞上皮細(xì)胞受精卵細(xì)胞分裂細(xì)胞分化細(xì)胞分化的實質(zhì)就是：基因的選擇性表達(dá)二、基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化思考:細(xì)胞分化遺傳物質(zhì)改變了嗎？細(xì)胞分化是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果，即在個體發(fā)育過程中，不同種類細(xì)胞中遺傳信息的表達(dá)情況不同。二、基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化細(xì)胞分化的“不變”與“變”不

變變DNA（基因）mRNA、蛋白質(zhì)的種類、細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能實戰(zhàn)訓(xùn)練

1．下列關(guān)于人體內(nèi)細(xì)胞分化的敘述，錯誤的是()A．細(xì)胞分化是基因在不同時間或空間選擇性表達(dá)的結(jié)果B．細(xì)胞分化使細(xì)胞功能專門化，提高了各項生理功能的效率C．細(xì)胞內(nèi)合成了血紅蛋白是造血干細(xì)胞分化為紅細(xì)胞的標(biāo)志D．受精卵、胚胎干細(xì)胞及肌細(xì)胞的分化程度依次降低基因的選擇性表達(dá)與基因表達(dá)的調(diào)控有關(guān)基因什么時候表達(dá)基因在哪種細(xì)胞中表達(dá)基因表達(dá)水平的高低三、表觀遺傳柳穿魚花的形態(tài)結(jié)構(gòu)和小鼠毛色的遺傳思考.討論資料1：柳穿魚花的遺傳正常植株ALcyc基因高度甲基化植株B×F1F2少部分植株A相似絕大部分PLcyc基因?①基因的甲基化會抑制基因的表達(dá)，從而影響生物的性狀；②基因的甲基化可以遺傳給后代。三、表觀遺傳柳穿魚花的形態(tài)結(jié)構(gòu)和小鼠毛色的遺傳思考.討論資料2：小鼠毛色的遺傳黑色體毛aa黃色體毛AvyAvyAvya介于黃色和黑色之間的一系列過渡類型DNA甲基化會調(diào)控基因的表達(dá)，從而影響生物的性狀。三、表觀遺傳環(huán)境DNA甲基化誘發(fā)拓展甲基化在DNA堿基上增加甲基基團(tuán)的化學(xué)修飾為DNA甲基化。DNA甲基化在除酵母外的所有真核生物中普遍存在，多發(fā)生于胞嘧啶。DNA的堿基序列沒有發(fā)生變化，但部分堿基發(fā)生了甲基化修飾。三、表觀遺傳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。定義存在時期類型表觀遺傳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。特征②非編碼RNA干擾（主要抑制翻譯）①DNA甲基化修飾（主要抑制轉(zhuǎn)錄）③組蛋白甲基化、乙?；瓤蛇z傳性、可逆性、DNA堿基系列不變、普遍性三、表觀遺傳同卵雙胞胎是一個精子與一個卵細(xì)胞結(jié)合產(chǎn)生一個受精卵后再一分為二形成的兩個胚胎。他們基因組成相同，但是性狀依然有差異，有時候甚至差異很大，這就跟表觀遺傳有關(guān)。?！緦嵗咳?、表觀遺傳蜂王工蜂持續(xù)獲得蜂王漿不能持續(xù)獲得蜂王漿同由受精卵發(fā)育而來的蜂王和工蜂在形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生理和行為等方面截然不同。表觀遺傳在其中發(fā)揮了重要作用。【實例】三、表觀遺傳

有研究表明：吸煙會使人的體細(xì)胞內(nèi)DNA的甲基化水平升高，對染色體上的組蛋白也會產(chǎn)生影響。不僅如此，還有研究發(fā)現(xiàn)男性吸煙者的精子活力下降，精子中DNA的甲基化水平明顯升高，請查閱相關(guān)資料，結(jié)合表觀遺傳、煙草煙霧中含有的化學(xué)物質(zhì)及其危害等知識，向親友和周圍人群深入宣傳戒煙的道理。與社會的關(guān)系環(huán)境DNA甲基化誘發(fā)三、表觀遺傳環(huán)境可通過表觀遺傳來影響生物體的性狀。實戰(zhàn)訓(xùn)練

1．下列有關(guān)基因表達(dá)的敘述，錯誤的是（

）A．環(huán)境可能會通過對基因的修飾，調(diào)控基因的表達(dá)B．基因的選擇性表達(dá)與基因表達(dá)的調(diào)控有關(guān)C．染色體組蛋白發(fā)生甲基化會影響基因表達(dá)水平的高低D．表觀遺傳能使生物體發(fā)生可遺傳的性狀改變，DNA甲基化會使基因的堿基序列發(fā)生改變實戰(zhàn)訓(xùn)練

2.下列屬于表觀遺傳現(xiàn)象的有()①果蠅的眼色基因所在的染色體區(qū)域，螺旋程度較高，出現(xiàn)紅白相間的斑點(diǎn)復(fù)眼②F1高莖豌豆自交，F(xiàn)2出現(xiàn)高莖豌豆和矮莖豌豆③男子吸煙者精子中的DNA甲基化水平高，精子活力下降④編碼酪氨酸酶的基因異常，導(dǎo)致白化病A.①④B.②③C.①③D.②④關(guān)系123一個基因一種性狀控制基因的特異性如紅綠色盲、白化病等單基因遺傳病多個基因一種性狀控制多基因效應(yīng)如:人的身高是由多個基因決定的，其中每個基因?qū)ι砀叨加幸欢ǖ淖饔谩Ｒ粋€基因多種性狀控制基因的多效性如研究發(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)育和產(chǎn)量都有重要的作用。1、基因與性狀并不是簡單的一一對應(yīng)的關(guān)系四、基因與性狀的關(guān)系生物體發(fā)育內(nèi)因外因結(jié)果基因型+環(huán)境=表現(xiàn)型環(huán)境因素可以通過表觀遺傳或影響基因表達(dá)產(chǎn)物蛋白質(zhì)的活性或改變遺傳物質(zhì)，使生物體的性狀發(fā)生改變。四、基因與性狀的關(guān)系2、生物體的性狀不完全由基因決定，還受環(huán)境影響3、基因與基因、基因與基因表達(dá)產(chǎn)物、基因與環(huán)境之間相互作用形成一個復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，精細(xì)地調(diào)控著生物體的性狀實戰(zhàn)訓(xùn)練

1.下列關(guān)于“基因與性狀”關(guān)系的描述，正確的是（）A．基因可通過控制酶的合成直接控制生物體的性狀B．基因與生物性狀之間不存在簡單的線性關(guān)系C．基因與多種因素相互作用精細(xì)地調(diào)控生物的性狀D．DNA上的片段均能直接或間接地控制生物的性狀實戰(zhàn)訓(xùn)練

2.甜豌豆的紫花對白花是一對相對性狀，由非同源染色體上的兩個相對基因