【生物】基因表達(dá)與性狀的關(guān)系課件-2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期生物人教版必修2

第2節(jié)基因表達(dá)和性狀的關(guān)系人教版必修2~第4章

基因的表達(dá)同一株水毛茛，裸露在空氣中的葉和浸在水中的葉，表現(xiàn)出了兩種不同的形態(tài)。討論:1.這兩種形態(tài)的葉，其細(xì)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?問(wèn)題探討回憶舊知1957年，克里克提出中心法則：基因指導(dǎo)合成蛋白質(zhì)體現(xiàn)性狀如何控制？1.結(jié)構(gòu)蛋白2.催化作用：絕大多數(shù)酶3.運(yùn)輸作用：血紅蛋白4.信息傳遞作用：胰島素5.免疫作用：抗體｛編碼淀粉分支酶的基因被插入的DNA序列打亂淀粉分支酶異常，活性大大降低淀粉合成受阻，含量降低淀粉含量低的豌豆由于失水而皺縮淀粉有保留水分的作用淀粉含量高的豌豆有效地保留水分一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系1、皺粒豌豆的形成機(jī)制控制酶的合成代謝過(guò)程性狀控制控制基因控制酪氨酸酶的基因異常酪氨酸酶不能正常合成酪氨酸不能正常轉(zhuǎn)化為黑色素缺乏黑色素表現(xiàn)為白化病一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系白化癥狀2、人的白化癥狀形成原因控制酶的合成代謝過(guò)程性狀控制控制基因基因通過(guò)間接途徑控制性狀基因通過(guò)控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系3、囊性纖維化形成原因CFTR基因缺失了3個(gè)堿基CFTR蛋白結(jié)構(gòu)異常，導(dǎo)致功能異?；颊咧夤軆?nèi)黏液增多管腔受阻，細(xì)菌在肺部大量繁殖，肺功能嚴(yán)重受損控制蛋白結(jié)構(gòu)性狀控制基因小結(jié)：基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系

基因還能通過(guò)控制_______________來(lái)________控制生物體的性狀。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接

基因通過(guò)控制___________來(lái)控制___________，進(jìn)而控制生物體的性狀。酶的合成代謝過(guò)程1.下圖為豌豆種子圓粒性狀的產(chǎn)生機(jī)制。下列敘述錯(cuò)誤的是（

）A.圖中顯示了基因通過(guò)控制酶的合成來(lái)控制代謝過(guò)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(shí),細(xì)胞內(nèi)淀粉的含量會(huì)上升C.皺粒種子中蔗糖含量相對(duì)較高,味道更甜美D.圖中①②過(guò)程中堿基互補(bǔ)配對(duì)的方式有差異隨堂檢測(cè)B2.著色性干皮癥是一種常染色體隱性遺傳病,起因于DNA損傷。深入研究發(fā)現(xiàn)患者體內(nèi)缺乏DNA修復(fù)酶,DNA損傷后不能修復(fù),從而引起突變。這說(shuō)明一些基因(

)A.通過(guò)控制酶的合成來(lái)控制代謝過(guò)程,進(jìn)而控制生物體的性狀B.通過(guò)控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu),從而直接控制生物體的性狀C.通過(guò)控制酶的合成,從而直接控制生物體的性狀D.可以直接控制生物體的性狀,發(fā)生突變后生物的性狀隨之改變隨堂檢測(cè)A二、基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化1、分析不同類型細(xì)胞中DNA和mRNA的檢測(cè)結(jié)果檢測(cè)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+++--+說(shuō)明:“+”表示檢測(cè)發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的分子，“-”表示檢測(cè)未發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的分子。這3種細(xì)胞中合成的蛋白質(zhì)種類不完全相同，有些蛋白質(zhì)在所有的細(xì)胞中都合成，有一些特定功能的蛋白質(zhì)只在特定的細(xì)胞中合成。(2)另一類是只在某類細(xì)胞中特異性表達(dá)的基因，如卵清蛋白基因、胰島素基因。2、在不同類型的細(xì)胞中，表達(dá)的基因大致可以分為兩類:(1)一類是在所有細(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(dòng)所必需的，如核糖體蛋白基因、ATP合成酶基因;紅細(xì)胞胰島細(xì)胞3、細(xì)胞分化的本質(zhì)就是基因的選擇性表達(dá)。基因的選擇性表達(dá)與基因表達(dá)的調(diào)控有關(guān)。3.豌豆的紅花性狀是由顯性基因E控制。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.基因E的基本單位是脫氧核苷酸

B.基因E的表達(dá)過(guò)程都遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則C.基因E只存在于豌豆的特定細(xì)胞中以調(diào)控紅色色素的合成D.利用熒光標(biāo)記物質(zhì)可知道基因E在染色體上的位置C隨堂檢測(cè)4.根據(jù)給出的蛋白質(zhì),為雞的輸卵管細(xì)胞、紅細(xì)胞、胰島細(xì)胞選擇含有的蛋白質(zhì)。檢測(cè)雞的的3種細(xì)胞所含蛋白質(zhì)輸卵管細(xì)胞紅細(xì)胞胰島細(xì)胞卵清蛋白珠蛋白②胰島素③ATP合成酶⑤卵清蛋白①珠蛋白胰島素ATP合成酶呼吸酶④呼吸酶隨堂檢測(cè)三、表觀遺傳很多人誤認(rèn)為，這一輩子不管如何“胡過(guò)”（不健康的生活習(xí)慣，包括抽煙、喝酒、暴食、熬夜等），最多是自己的身體受到影響，而不容易影響孩子。然而，真的是這樣嗎？植株A植株B柳穿魚(yú)的花柳穿魚(yú)花的形態(tài)結(jié)構(gòu)與Lcyc基因的表達(dá)直接相關(guān)。圖所示兩株柳穿魚(yú)，它們體內(nèi)Lcyc基因的序列相同。植株A的Lcyc基因在開(kāi)花時(shí)表達(dá)，植株B的Lcyc基因不表達(dá)。三、表觀遺傳研究表明，植株B的Lcyc基因不表達(dá)的原因是它被高度甲基化(Lcyc基因有多個(gè)堿基連接甲基基團(tuán))了。植株A植株B柳穿魚(yú)的花科學(xué)家將這兩個(gè)植株作為親本進(jìn)行雜交，F(xiàn)1的花與植株A的相似，F(xiàn)1自交的F2中絕大部分植株的花與植株A的相似，少部分植株的花與植株B的相似。柳穿魚(yú)花的形態(tài)結(jié)構(gòu)與Lcyc基因的表達(dá)直接相關(guān)。圖所示兩株柳穿魚(yú)，它們體內(nèi)Lcyc基因的序列相同。植株A的Lcyc基因在開(kāi)花時(shí)表達(dá)，植株B的Lcyc基因不表達(dá)。三、表觀遺傳研究表明，植株B的Lcyc基因不表達(dá)的原因是它被高度甲基化(Lcyc基因有多個(gè)堿基連接甲基基團(tuán))了。①F1植株同時(shí)含有來(lái)自植株A和植株B的Lcyc基因。植株A的Lcyc基因能夠表達(dá)，表現(xiàn)為顯性；植株B的Lcyc基因由于部分堿基被甲基化，基因的表達(dá)受到抑制，表現(xiàn)為隱性。所以，同時(shí)含有這兩種基因的F1的花與植株A相似。②F1自交后，F(xiàn)2中有少部分植株含有兩個(gè)來(lái)自植株B的Lcyc基因，由于該基因的部分堿基被甲基化，基因的表達(dá)受到抑制，所以F2中這這部分植株與植株B類似。表現(xiàn)出不同毛色的Avya小鼠PAvyAvy(黃色)×aa(黑色)F1Avya這段堿基序列的甲基化程度越高，A基因的表達(dá)受到的抑制越明顯，小鼠體毛的顏色就越深。研究表明，在Avy基因的前端(或稱“上游”)有一段特殊的堿基序列決定著該基因的表達(dá)水平，這段堿基序列具有多個(gè)可發(fā)生DNA甲基化修飾的位點(diǎn)。當(dāng)這些位點(diǎn)沒(méi)有甲基化時(shí)，Avy

基因正常表達(dá)，小鼠表現(xiàn)為黃色;當(dāng)這些位點(diǎn)甲基化后，Avy

基因的表達(dá)就受到抑制。資料1和資料2的遺傳現(xiàn)象都會(huì)表現(xiàn)為基因的堿基序列保持不變，但部分堿基發(fā)生了甲基化修飾，抑制了基因的表達(dá)，進(jìn)而對(duì)表型產(chǎn)生影響。這種DNA甲基化修飾可以遺傳給后代，使后代出現(xiàn)同樣的表型。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，叫作表觀遺傳?！鞠嚓P(guān)信息】除了DNA甲基化，構(gòu)成染色體的組蛋白發(fā)生甲基化、乙酰化等修飾也會(huì)影響基因的表達(dá)。與社會(huì)的聯(lián)系：吸煙會(huì)使人體細(xì)胞內(nèi)DNA的甲基化水平升高，對(duì)染色體上的組蛋白也會(huì)產(chǎn)生影響。男性吸煙者精子中DNA的甲基化水平升高，精子活力下降。請(qǐng)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(shí)，向親友和周圍人群深入宣傳戒煙的道理。課后小活動(dòng)——關(guān)于“吸煙”的危害DNA甲基化調(diào)控基因表達(dá)表型改變可遺傳綜上所述

基因通過(guò)其表達(dá)產(chǎn)物——蛋白質(zhì)來(lái)控制性狀，細(xì)胞內(nèi)的基因表達(dá)與否以及表達(dá)水平的高低都是受到調(diào)控的。

細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)的結(jié)果，表觀遺傳能夠使生物體在基因的堿基序列不變的情況下發(fā)生可遺傳的性狀改變。5.下列關(guān)于表觀遺傳的描述,錯(cuò)誤的是()A.染色體組蛋白發(fā)生甲基化會(huì)影響基因的表達(dá)B.基因的堿基發(fā)生甲基化會(huì)影響基因的表達(dá)C.吸煙者精子活力下降與精子DNA甲基化有關(guān)D.表觀遺傳現(xiàn)象只發(fā)生在真核生物的生命過(guò)程中D隨堂檢測(cè)四、基因與性狀間的對(duì)應(yīng)關(guān)系(1)基因決定生物性狀水稻中的Ghd7基因編碼的蛋白質(zhì)不僅參與了開(kāi)花的調(diào)控，而且對(duì)水稻的生長(zhǎng)、發(fā)育和產(chǎn)量都有重要作用。人的身高是由多個(gè)基因決定的，其中每個(gè)基因?qū)ι砀叨加幸欢ǖ淖饔?。①一個(gè)性狀可以受到多個(gè)基因的影響。②一個(gè)基因也可以影響多個(gè)性狀。(2)生物體的性狀還受環(huán)境條件的影響。后天的營(yíng)養(yǎng)和體育鍛煉等對(duì)人的身高也有重要作用。(3)基因與基因、基因與基因產(chǎn)物、基因與環(huán)境之間借助復(fù)雜的相互作用，形成一個(gè)錯(cuò)綜復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，精細(xì)地調(diào)控著生物體的性狀。基因與性狀的關(guān)系并不是簡(jiǎn)單一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。剛孵化的殘翅果蠅幼蟲(chóng)31℃下培養(yǎng)得到了一些翅長(zhǎng)接近正常的果蠅成蟲(chóng)殘翅果蠅25℃下培養(yǎng)它們產(chǎn)生的后代表型=基因型+環(huán)境條件請(qǐng)針對(duì)高溫培養(yǎng)殘翅果蠅幼蟲(chóng)得到翅長(zhǎng)接近正常的果蠅成蟲(chóng)的原因提出假說(shuō)，進(jìn)行解釋。①果蠅翅的發(fā)育是經(jīng)過(guò)酶催化的反應(yīng)②酶是在基因控制下合成的③酶的活性受溫度、pH等條件的影響思維訓(xùn)練課堂小結(jié)性狀控制酶的合成細(xì)胞代謝基因性狀控制蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)直接基因間接環(huán)境不改變影響改變表觀遺傳

表型=基因+環(huán)境1.讀下圖，判斷下列有關(guān)基因與性狀關(guān)系的敘述錯(cuò)誤的是（）A.由基因產(chǎn)物呈現(xiàn)的性狀①②③④可知，一個(gè)基因會(huì)影響多種性狀B.若⑧為表達(dá)出的異常血紅蛋白呈現(xiàn)的性狀——紅細(xì)胞呈鐮刀狀，可說(shuō)明基因通過(guò)控制酶的合成來(lái)控制代謝過(guò)程，進(jìn)而控制生物體的性狀C.圖示可表明基因與性狀之間并非簡(jiǎn)單的線性關(guān)系D.生物體的性狀除了受基因控制外，還受環(huán)境條件的影響 B及時(shí)鞏固從圖中不能得出的結(jié)論是()A．花的顏色由多對(duì)基因共同控制B．基因可以通過(guò)控制酶的合成來(lái)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(dá)，則基因②和基因③不表達(dá)2.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：D及時(shí)鞏固3.黃色小鼠（AA）與黑色小鼠（aa）雜交，產(chǎn)生的F1（Aa）不同個(gè)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基因上二核苷酸（CpG）胞嘧啶有不同程度的甲基化（如下圖）現(xiàn)象出現(xiàn)，甲基化不影響基因復(fù)制。下列有關(guān)分析錯(cuò)誤的是（）A.F1個(gè)體體色的差異與A基因甲基化程度無(wú)關(guān)B.甲基化可能影響RNA聚合酶與該基因的結(jié)合C.堿基甲基化不影響基因復(fù)制過(guò)程中堿基互補(bǔ)配對(duì)D.甲基化是引起表觀遺傳的常見(jiàn)方式 A4.下圖為基因的作用與性狀表現(xiàn)的流程示意圖。下列選項(xiàng)正確的是（）A.①是轉(zhuǎn)錄過(guò)程，它以DNA的一條鏈為模板、四種脫氧核苷酸為原料合成mRNAB.②過(guò)程需要mRNA、氨基酸、核糖體、RNA聚合酶、ATP等C.白化病是基因通過(guò)控制酶的合成間接控制性狀的實(shí)例D.②過(guò)程中共有64個(gè)密碼子與氨基酸對(duì)應(yīng) C5.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：4．牽?；ǖ娜~肉細(xì)胞中是