基因表達(dá)與性狀的關(guān)系課件 【知識(shí)精講精研】 高一下學(xué)期生物人教版必修2

第四章基因的表達(dá)第2節(jié)基因表達(dá)與性狀的關(guān)系

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)。

浮在水面上的葉子是寬闊的五邊形或者手掌形，而沉在水中的葉子則變成了細(xì)細(xì)的絲狀葉。一樣這兩種葉形的差異，可能是由葉片所處的環(huán)境因素引起的。

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？情景材料一：“橘生淮南則為橘，生于淮北則為枳，葉徒相似，其實(shí)味不同。所以然者何？水土異也?！?右圖：南橘（上）北枳（下）)為什么相同的生物在不同的環(huán)境中會(huì)出現(xiàn)性狀差異？基因、蛋白質(zhì)、性狀三者間究竟存在怎樣的聯(lián)系？基因控制蛋白質(zhì)體現(xiàn)性狀蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者怎樣控制？情景材料二：豌豆的圓粒與皺粒性狀對(duì)比：（淀粉在細(xì)胞中具有保留水分的作用）基因?qū)Ρ纫灰?、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系探究一：請(qǐng)認(rèn)真閱讀課本內(nèi)容，合作完成表格內(nèi)容飽滿(mǎn)，能有效保留水分皺縮，失水含有編碼淀粉分支酶的基因插入了一段外來(lái)DNA序列，打亂了編碼淀粉分支酶的基因。圓粒豌豆的形成機(jī)制編碼淀粉分支酶的基因正常淀粉分支酶活性正常淀粉合成正常，含量增加淀粉含量高，有效保留水分皺粒豌豆的形成機(jī)制編碼淀粉分支酶的基因被打亂淀粉分支酶異常，活性降低淀粉合成受阻，含量降低淀粉含量低的由于失水而皺縮一基因酶代謝過(guò)程性狀外來(lái)DNA插入一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系

白化病是由于基因不正常，缺少酪氨酸酶，導(dǎo)致機(jī)體不能合成黑色素。毛發(fā)白色，皮膚淡紅色，畏光?；駻mRNA酪氨酸酶酪氨酸中間產(chǎn)物黑色素轉(zhuǎn)錄翻譯合成黑色素的代謝途徑人的白化病一情景材料三：一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系基因通過(guò)控制____的合成來(lái)控制___________，進(jìn)而控制生物體的性狀。控制酪氨酸酶的基因異常酪氨酸不能正常轉(zhuǎn)化為_(kāi)_____________不能正常合成缺乏黑色素，表現(xiàn)_______結(jié)論一：酶代謝過(guò)程間接控制酪氨酸酶黑色素白化病基因酶代謝過(guò)程生物性狀控制控制控制一一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系一囊性纖維病是北美白種人常見(jiàn)的一種遺傳病，每1800個(gè)人中就有一個(gè)患者，每25個(gè)人中就有一個(gè)致病基因攜帶者。情景材料四：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(zhǎng)繁殖，最終使肺功能?chē)?yán)重受損一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系一探究二：請(qǐng)認(rèn)真閱讀課本內(nèi)容，合作完成表格內(nèi)容性狀對(duì)比基因?qū)Ρ确尾抗δ苷７尾抗δ車(chē)?yán)重受損含有編碼CFTR蛋白的基因正常編碼CFTR蛋白的基因缺失了3個(gè)堿基正?；疾∧倚岳w維病探究三：請(qǐng)認(rèn)真閱讀課本內(nèi)容，探討囊性纖維病致病機(jī)理過(guò)程。一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系正常的形成機(jī)制編碼CFTR蛋白的基因正常CFTR蛋白正常CFTR轉(zhuǎn)運(yùn)氯離子的功能正常表現(xiàn)正?；颊叩男纬蓹C(jī)制編碼CFTR蛋白的基因缺失3個(gè)堿基CFTR蛋白異常，缺少苯丙氨酸CFTR轉(zhuǎn)運(yùn)氯離子的功能異常黏液清除困難，細(xì)菌繁殖，肺部感染囊性纖維病致病機(jī)理基因型蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)表型一一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系編碼血紅蛋白的基因中一個(gè)堿基對(duì)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，患溶血性貧血基因還能通過(guò)控制______________來(lái)_____控制生物體的性狀結(jié)論二：蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接基因性狀表現(xiàn)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)一情景材料五：鐮狀細(xì)胞貧血直接控制一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系1.間接控制途徑

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)程例如：豌豆的圓粒和皺粒、白化病等2.直接控制途徑基因還能通過(guò)控制_______________來(lái)_______控制生物體的性狀蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接例如：囊性纖維病、鐮刀型細(xì)胞貧血癥等一基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系歸納總結(jié)探究四：基因可以通過(guò)控制酶的合成或蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)來(lái)控制生物體的性狀，那為什么來(lái)自同一個(gè)受精卵的細(xì)胞發(fā)育過(guò)程中細(xì)胞在形態(tài)、功能等方面有差異呢？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)胞分析不同類(lèi)型細(xì)胞中DNA和mRNA的檢測(cè)結(jié)果++

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++－++－－－－－科學(xué)家提取了雞的輸卵管細(xì)胞、紅細(xì)胞（有細(xì)胞核）和胰島細(xì)胞，對(duì)這3種細(xì)胞中的DNA和mRNA進(jìn)行了檢測(cè)，結(jié)果如下表所示。二、基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化情景材料六：探究五：1.這3種細(xì)胞中合成的蛋白質(zhì)種類(lèi)有什么差別？

2.3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(cè)到其中一種基因的mRNA，這一事實(shí)說(shuō)明了什么？3種細(xì)胞中合成的蛋白質(zhì)都是該細(xì)胞中的特異性蛋白質(zhì)。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。二、基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化1.表達(dá)的基因分類(lèi)①管家基因在所有細(xì)胞中都表達(dá)的基因。②奢侈基因只在某類(lèi)細(xì)胞中特異性表達(dá)的基因。（如核糖體蛋白基因、ATP合成酶基因、呼吸酶基因。）（如卵清蛋白基因、胰島素基因、血紅蛋白基因。）二、基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化2.細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)

基因的選擇性表達(dá)與基因表達(dá)的調(diào)控有關(guān)?！虻倪x擇性表達(dá)。基因什么時(shí)候表達(dá)基因在哪種細(xì)胞中表達(dá)基因表達(dá)水平的高低調(diào)控基因是否表達(dá)調(diào)控基因表達(dá)多少探究六：表觀遺傳就是一種非常重要的基因表達(dá)調(diào)控手段，什么是表觀遺傳？它調(diào)控基因表達(dá)的機(jī)理是什么呢？二、基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化Lcyc基因Lcyc基因甲基化程度低開(kāi)花時(shí)Lcyc基因表達(dá)Lcyc基因Lcyc基因甲基化程度高開(kāi)花時(shí)Lcyc基因不表達(dá)堿基序列相同甲基化程度不同表達(dá)情況不同植株A植株B三、表觀遺傳GC3’5’GC3’5’GC3’5’GC3’5’CH3CH3未甲基化甲基化柳穿魚(yú)花的形態(tài)結(jié)構(gòu)三、表觀遺傳植株A植株B大部分少部分×

PF1F2【資料1】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的相似討論1：F1的花為什么與植株A的相似？討論2：在F2中，為什么有些植株的花與植株B的相似Lcyc.LcycLcyc(甲).Lcyc(甲)Lcyc

.Lcyc(甲)1Lcyc

.Lcyc2Lcyc

.Lcyc(甲)1Lcyc(甲).Lcyc(甲)DNA的甲基化修飾導(dǎo)致的表型的變化可以遺傳三、表觀遺傳【資料2】某種實(shí)驗(yàn)小鼠的毛色受一對(duì)等位基因Avy和a控制，Avy為顯性基因，表現(xiàn)黃色體毛，a為隱性基因，表現(xiàn)黑色體毛。F1P×aa黃色鼠黑色鼠介于黃和黑之間的一系列過(guò)渡類(lèi)型Avy

aAvyAvy無(wú)甲基化Avy基因不受抑制黃色鼠Avy基因高表達(dá)不同程度的甲基化Avy基因受不同抑制Avy基因低表達(dá)介于黃色和黑色之間的一系列過(guò)渡類(lèi)型甲基化的程度最高Avy基因受抑制最高黑色鼠Avy基因不表達(dá)Avy基因調(diào)控CH3三、表觀遺傳1.定義

生物體基因的堿基序列

，但基因表達(dá)和表型發(fā)生________變化的現(xiàn)象，叫作表觀遺傳。保持不變可遺傳2.特點(diǎn)①基因的堿基序列不變(遺傳物質(zhì)不變)②可遺傳性④普遍性③可逆性(可以去甲基化)表觀遺傳現(xiàn)象普遍存在于生物體的生長(zhǎng)、發(fā)育和衰老的整個(gè)生命活動(dòng)過(guò)程中。不符合孟德?tīng)栠z傳規(guī)律①基因組成相同的同卵雙胞胎所具有的微小差異就與表觀遺傳有關(guān)。②一個(gè)蜂群中，蜂王和工蜂都是由受精卵發(fā)育而來(lái)的，但它們?cè)谛螒B(tài)、結(jié)構(gòu)、生理和行為等方面截然不同，表觀遺傳也在其中發(fā)揮了重要作用。持續(xù)吃蜂王漿幼蟲(chóng)期只吃三天蜂王漿蜂王工蜂③有研究表明，吸煙會(huì)使人的體細(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。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。三、表觀遺傳3.常見(jiàn)的調(diào)控機(jī)制(1)DNA甲基化主要抑制轉(zhuǎn)錄(2)染色體的組蛋白甲基化、乙?；?3)非編碼RNA干擾主要抑制翻譯四、基因與性狀的關(guān)系3.多對(duì)等位基因控制一個(gè)性狀?；蚝托誀钪g不都是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系1.一對(duì)等位基因控制一個(gè)性狀。2.一對(duì)等位基因控制多個(gè)性狀。水稻中的Ghd7基因調(diào)控水稻開(kāi)花