4.2基因表達(dá)與性狀的關(guān)系課件高一下學(xué)期生物人教版必修2

基因表達(dá)與性狀的關(guān)系第2節(jié)1．這兩種形態(tài)的葉，其細(xì)胞的基因組成一樣嗎？2．兩種葉形的基因相同，形態(tài)不同，能否說(shuō)明基因與性狀為一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系？推測(cè)引起兩種葉形差異可能的原因是什么？一樣。基因和性狀不是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系?？赡芘c水毛茛兩種葉形所處的環(huán)境有關(guān)?；蚓烤故侨绾慰刂粕镄誀畹哪兀繂?wèn)題探討一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系閱讀P71-72，從基因的層面解釋以下現(xiàn)象，體會(huì)基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系。1.豌豆的圓粒和皺粒2.人的白化癥3.囊性纖維化病實(shí)例一：豌豆的圓粒和皺粒______淀粉分支酶___________________淀粉含量_____淀粉________，含量降低豌豆能有效地保留水分，十分飽滿___________________正常的淀粉分支酶基因被插入的DNA序列打亂的異常淀粉酶基因正常的異常的淀粉分支酶，活性降低豐富合成受阻豌豆由于失水而皺縮基因酶細(xì)胞代謝性狀一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系實(shí)例二：白化病正常的形成機(jī)制患者的形成機(jī)制編碼酪氨酸酶的基因正常酪氨酸酶正常酶將酪氨酸轉(zhuǎn)變?yōu)楹谏乇憩F(xiàn)正常編碼酪氨酸酶的基因異常酪氨酸酶無(wú)法合成缺少酶，酪氨酸無(wú)法合成黑色素缺乏黑色素表現(xiàn)白化癥狀基因酶細(xì)胞代謝性狀一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系結(jié)論1：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。

一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系間接控制實(shí)例：豌豆的圓粒與皺粒人類的白化病正常的形成機(jī)制患者的形成機(jī)制編碼CFTR蛋白的基因正常CFTR蛋白正常CFTR轉(zhuǎn)運(yùn)氯離子功能正常表現(xiàn)正常編碼CFTR蛋白的基因缺失3個(gè)堿基CFTR蛋白結(jié)構(gòu)異常，缺少苯丙氨酸CFTR轉(zhuǎn)運(yùn)氯離子的功能異常支氣管粘液增多粘液清除困難，肺功能嚴(yán)重受損基因蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)功能性狀實(shí)例三：囊性纖維化一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系正常氣管囊性纖維化氣管實(shí)例四：鐮狀細(xì)胞貧血正常的形成機(jī)制患者的形成機(jī)制編碼血紅蛋白的基因正常血紅蛋白正常紅細(xì)胞呈圓餅狀，正常運(yùn)輸O2表現(xiàn)正常編碼血紅蛋白的基因堿基序列改變血紅蛋白異常紅細(xì)胞呈鐮刀型，運(yùn)輸O2能力降低出現(xiàn)溶血、貧血等癥狀基因蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)細(xì)胞結(jié)構(gòu)性狀一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系結(jié)論2：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)系實(shí)例：囊性纖維化病

鐮狀細(xì)胞貧血

直接控制正常氣管囊性纖維化氣管檢測(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。思考討論根據(jù)檢測(cè)結(jié)果推測(cè)，3種細(xì)胞中合成的蛋白質(zhì)有什么差別？1每種細(xì)胞只合成3種蛋白質(zhì)中的一種。分析不同類型細(xì)胞中DNA和mRNA的檢測(cè)結(jié)果說(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。思考討論23種細(xì)胞含有的基因相同，但只檢測(cè)到其中一種基因的mRNA，為什么？細(xì)胞中不是所有的基因都表達(dá)，基因的表達(dá)存在選擇性。這些細(xì)胞出現(xiàn)差異是在細(xì)胞分化過(guò)程中基因在不同細(xì)胞中特異性表達(dá)的結(jié)果。即基因的選擇性表達(dá)。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＋＋＋－－＋分析不同類型細(xì)胞中DNA和mRNA的檢測(cè)結(jié)果同一生物體中是否存在某些基因在不同細(xì)胞中都進(jìn)行表達(dá)的情況？細(xì)胞呼吸酶基因細(xì)胞呼吸合成ATP核糖體細(xì)胞呼吸酶ATP合成酶核糖體蛋白ATP合成酶基因核糖體蛋白基因舉例二、基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化1.基因分類基因在所有細(xì)胞中都表達(dá)的基因在某些細(xì)胞中特異性表達(dá)的基因核糖體蛋白基因、ATP合成酶基因、呼吸酶基因等卵清蛋白基因、胰島素基因等指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)是維持細(xì)胞生命活動(dòng)所必需的。管家基因奢侈基因2.細(xì)胞分化的本質(zhì)：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3.細(xì)胞分化的“不變”與“變”DNA、

①不變細(xì)胞的數(shù)目②變mRNA、蛋白質(zhì)的種類細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能tRNA、rRNA二、基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化資料1：柳穿魚花的形態(tài)結(jié)構(gòu)的遺傳如圖所示的兩株柳穿魚，除花的形態(tài)結(jié)構(gòu)不同，其他方面基本相同?；ǖ男螒B(tài)與Lcyc基因的表達(dá)相關(guān)。植株A植株BA、B兩種植株：Lcyc基因的序列相同

植株A：Lcyc基因在開(kāi)花時(shí)表達(dá)

植株B：Lcyc基因不表達(dá)植株B花性狀改變的原因：

DNA甲基化示意圖植株B的Lcyc基因部分堿基發(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。Lcyc基因正常植株A開(kāi)花時(shí)表達(dá)Lcyc基因高度甲基化植株B開(kāi)花時(shí)不表達(dá)×F1（自交）F2絕大部分植株的花與植株A相似少部分植株的花與植株B相似04植株A植株B資料1：柳穿魚花的形態(tài)結(jié)構(gòu)的遺傳資料2：小鼠毛色的遺傳Avy基因無(wú)甲基化，基因正常表達(dá)，黃色部分甲基化，基因表達(dá)受抑制，毛色加深甲基化程度高，基因表達(dá)被抑制更明顯，毛色更深A(yù)vy基因Avy基因甲基甲基前端前端前端某種實(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)為黃色體毛；a為隱性基因，表現(xiàn)為黑色體毛。PF1Avya黃毛黑毛×AvyAvyaa基因的堿基序列保持不變3.柳穿魚花形態(tài)結(jié)構(gòu)的遺傳和小鼠毛色的遺傳有什么共同點(diǎn)？思考討論部分堿基發(fā)生了甲基化修飾，抑制了基因的表達(dá)表型變化可遺傳1.概念：生物體基因的堿基序列_________，但_________和_____發(fā)生___________的現(xiàn)象；保持不變基因表達(dá)表型可遺傳變化2.發(fā)生時(shí)期:3.調(diào)控機(jī)制:①DNA甲基化修飾(主要抑制轉(zhuǎn)錄,不影響復(fù)制)②染色體組蛋白甲基化、乙?；绕毡榇嬖谟谏矬w的生長(zhǎng)、發(fā)育和衰老的整個(gè)生命活動(dòng)過(guò)程中。4.實(shí)例:柳穿魚花形遺傳某種小鼠毛色遺傳同卵雙胞胎生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中所具有的差異蜂王和工蜂的差異三、表觀遺傳表觀遺傳現(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。同卵雙胞胎，表現(xiàn)出的微小的差異，就與表觀遺傳有關(guān)蜂王和工蜂都由受精卵發(fā)育而來(lái)，但它們?cè)谛螒B(tài)、結(jié)構(gòu)、生理和行為等方面截然不同。三、表觀遺傳與社會(huì)的聯(lián)系吸煙會(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，還有研究發(fā)現(xiàn)，吸煙可使男性精子活力下降，精子中DNA的甲基化水平明顯升高。三、表觀遺傳思維訓(xùn)練請(qǐng)針對(duì)出現(xiàn)殘翅果蠅的原因提出假說(shuō)，進(jìn)行解釋正常培養(yǎng)溫度25℃下剛孵化的殘翅果蠅幼蟲(chóng)31℃培養(yǎng)翅長(zhǎng)接近正常的果蠅25℃下培養(yǎng)它們產(chǎn)生的后代殘翅果蠅果蠅翅的發(fā)育需要經(jīng)過(guò)酶催化的反應(yīng)，而酶是在基因控制下合成的，酶的活性受溫度、pH等條件的影響。提出假說(shuō)：（1）翅的發(fā)育需要經(jīng)過(guò)酶催化的反應(yīng)（2）酶是在基因指導(dǎo)下合成的（3）酶的活性受溫度、pH等條件影響。性狀=基因（內(nèi)因）+環(huán)境（外因）2.環(huán)境可影響表觀遺傳：堿基序列不變，引起的性狀變化可遺傳。3.僅由環(huán)境變化引起的性狀變化，不可遺傳（表型模擬）。1.環(huán)境可導(dǎo)致遺傳物質(zhì)改變：引起的性狀變化可遺傳。四、基因、環(huán)境和性狀的關(guān)系大多數(shù)情況下,基因和性狀不是簡(jiǎn)單的一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。3.性狀可由基因與環(huán)境共同決定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)性狀四、基因、環(huán)境和性狀的關(guān)系例：白化病、色盲等例：人的身高例：水稻種Ghd7基因可以控制水稻的開(kāi)花、生長(zhǎng)、發(fā)育和產(chǎn)量1.表觀遺傳現(xiàn)象普遍存在于生物體生命活動(dòng)過(guò)程中。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（）A．同一蜂群中的蜂王和工蜂在形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理和行為等方面的不同與表觀遺傳有關(guān)B．表觀遺傳現(xiàn)象是因?yàn)樵跍p數(shù)分裂產(chǎn)生配子的過(guò)程中堿基序列發(fā)生改變C．柳穿魚Lcyc基因的部分堿基發(fā)生了甲基化修飾，抑制了基因的表達(dá)D．同卵雙胞胎之間的微小差異與表觀遺傳有關(guān)B鞏固練習(xí)2.下列有關(guān)基因、性狀和環(huán)境的敘述，錯(cuò)誤的是（

）A．同─株水毛莨的不同葉型現(xiàn)象表明性狀受環(huán)境因素影響B(tài)．患紅綠色盲夫婦生的孩子均為色盲，說(shuō)明該性狀是由遺傳因素決定的C．某植物的綠色幼苗在黑暗中變成黃色，這種變化是由環(huán)境造成的D．基因型相同的個(gè)體表現(xiàn)型