高中生物学人教版（2019）必修2- 4.2基因表达与性状的关系（课件共22张PPT)

(共22张PPT)
1.关于RNA的结构和功能的叙述,错误的是( )
A.所有RNA 中都不含氢键 B.RNA 含有的五碳糖是核糖
C.RNA能在细胞内传递遗传信息,也能携带氨基酸
D.某些 RNA 能在细胞内催化化学反应
2.(不定项)如图表示细胞核中所进行的 mRNA的形成过程示意图,有关叙述正确的是( )
A.图中RNA聚合酶的移动方向是从右向左
B.图中mRNA与①链碱基互补配对
C.图中合成 mRNA 时利用的原料为核糖核苷酸
D.图中 DNA 双螺旋解开需要解旋酶的参与，同时消耗能量
A
BC
3.图1是人体胰岛素基因控制合成胰岛素的示意图,图2是图1中过程②的局部放大,请据图回答:
(1)催化过程①的酶是__________。与RNA相比，DNA分子结构最主要的特点是_____________。
(2)过程②称为______,由图2可知,图中决定苏氨酸的密码子是______。现欲合成由51个氨基酸构成的某多肽链,则控制该多肽链合成的基因中的碱基数目至少为____个(不考虑终止密码子)。
(3)参与图2过程的RNA有____________________。过程②中,一个mRNA 上结合多个核糖体的意义是__________________
RNA聚合酶
具有双螺旋结构
翻译
ACU
306
mRNA tRNA rRNA
少量RNA可以快速合成大量大量蛋白质
基因的表达
第4章
第2节 基因表达与性状的关系
本节聚焦
基因如何控制生物体的性状？
细胞分化与基因表达有什么关系？
表观遗传信息是如何调控基因表达的？
怎样理解基因与性状关系的复杂性？
同一株水毛茛，裸露在空气中的叶和浸在水中的叶，表现出了两种不同的形态。
讨论：
1.这两种形态的叶，其细胞的基因组成一样吗？
2.这两种叶形的差异，可能是由什么因素引起的？
一样的。
可能是由叶片所处的环境因素引起的
我们吃的白萝卜其实是萝卜植株变态发育的根，若一直埋在
土壤中生长，其通常是白色的，但如果生长过程中一部分暴
露在土壤外，那一部分将表现出叶一样的绿色。这是为什么？
“橘生淮南则为橘，生于淮北则为枳，叶徒相
似，其实味不同。所以然者何？水土异也。”
为什么相同的生物在不同的环境中会出现性状差异？
基因、蛋白质、性状三者间究竟存在怎样的联系？
基因
控制
蛋白质
体现
性状
蛋白质是生命活动的主要承担者
怎样控制？
南橘（上）北枳（下）
自主学习（3min）
阅读课本71—72页，皱粒豌豆和白化病形成的机制，以及囊性纤维病形成的机制，用流程图的形式梳理三种性状形成的机理，勾画出基因表达产物与性状之间的关系
画出细胞分化与基因的关系
外来DNA序列打乱了
编码淀粉分支酶的基因
淀粉分支酶异常，活性降低
蔗糖难以合成为淀粉，淀粉含量低
淀粉含量低的豌豆由于
失水而显得皱缩（皱粒）
基因
酶
代谢
过程
性状
淀粉分支酶正常合成
蔗糖合成为淀粉，
淀粉含量高
淀粉含量高，有效保留水分，豌豆显得圆鼓鼓（圆粒）
编码淀粉分支酶的基因正常
实例1：豌豆圆粒与皱粒
实例3：囊性纤维病
基因
蛋白质结构
功能
性状
囊性纤维化是北美白种人中常见的一种遗传病，患者支气管被异常的粘液堵塞，常于幼年时死于肺部感染。
正常气管
囊性纤维化气管
编码CFTR蛋白的基因缺失3个碱基
CFTR蛋白异常，缺少苯丙氨酸
CFTR转运氯离子的功能异常
黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染
归纳总结：基因、蛋白质、性状之间的关系
（1）基因通过控制__________来控制_________，进而控制生物体的性状
酶的合成
代谢过程
（2）基因还能通过控制_____________来_____控制生物体的性状
蛋白质的结构
直接
蛋白质
间接作用
直接作用
生物体多种性状的形成，都是以细胞分化为基础的。
同一生物体的不同类型细胞中，基因都是相同的，而形态结构和功能却各不相同，这是为什么呢？
基因
RNA
蛋白质
(DNA)
转录
翻译
选择性表达
细胞分化
体现
生物性状
影响
思考 讨论：分析不同类型细胞中DNA和mRNA的检测结果
2. 3种细胞中的DNA都含有卵清蛋白基因、珠蛋白基因和胰岛素基因，但只检测到了其中一种基因的mRNA证明事实说明了什么？
说明细胞中并不是所有的基因都表达，基因的表达存在选择性。
3种细胞中合成的蛋白质种类不完全相同。
3.3种细胞中有表达情况相同的基因吗？
这3种细胞中合成的蛋白质种类有什么差别？
表达的基因大致分为2类： 一类是在所有细胞中都表达的基因，指导合成的蛋白质是维持细胞基本生命活动所必需的，如核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因；
另一类是只在某类细胞中特异性表达的基因，如卵清蛋白基因、胰岛素基因。
管家基因
奢侈基因
细胞分化的本质就是基因的选择性表达。基因的选择性表达与基因表达的调控有关。
科学家研究发现，细胞中的基因有些表达，有些不表达。
1、下图为豌豆种子圆粒性状的产生机制。下列叙述错误的是
A.图中显示了基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状
B.当编码淀粉分支酶的基因被打乱时,细胞内淀粉的含量会上升
C.皱粒种子中蔗糖含量相对较高,味道更甜美
D.图中①②过程中碱基互补配对的方式有差异
B
练习
2、着色性干皮症是一种常染色体隐性遗传病，起因于DNA损伤。深入研究发现患者体内缺乏DNA修复酶，DNA损伤后不能修复,从而引起突变。这说明一些基因
A.通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状
B.通过控制蛋白质的结构,从而直接控制生物体的性状
C.通过控制酶的合成,从而直接控制生物体的性状
D.可以直接控制生物体的性状,发生突变后生物的性状随之改变
A
练习
3、如图为人体内基因对性状的控制过程，下列相关叙述正确的是
A.基因1和基因2可出现在人体内的同一个细胞中
B.图中①过程需RNA聚合酶的催化，②过程需tRNA的催化
C.④⑤过程形成的结果存在差异，根本原因是血红蛋白结构的不同
D.①②③和①②④⑤过程均体现出基因通过控制蛋白质的结构直接控制人体的性状
A
练习
基因的选择性表达如何实现？
基因什么时候表达
基因在哪种细胞中表达
基因表达水平的高低
调控基因是否表达
调控基因表达多少
这与基因表达的调控有关。
阅读课本73页，思考讨论中的3个问题
三、表观遗传
基因的表达水平直接影响生物的性状。
植株A
植株B
A,B两种植株：Lcyc基因的序列相同
植株A：Lcyc基因在开花时表达
植株B：Lcyc基因不表达
植株B花性状改变的原因：
植株B的Lcyc基因部分碱基发生了甲基化修饰，抑制了基因的表达，进而对表型产生影响
DNA甲基化示意图
三、表观遗传
两侧对称花
辐射对称花
资料二
基因型(Avya)相同，表型不同
AvyAvy
aa
研究表明，在Avy基因的前端（或称上游）有一段特殊的碱基序列决定着该基因的表达水平，这段碱基序列具有多个可发生DNA甲基化修饰的位点。这些位点没有甲基化时， Avy 基因正常表达，小鼠表现为黄色；当这些位点甲基化后，Avy基因的表达就受到抑制。这段碱基序列甲基化程度越高，Avy基因的表达就受到抑制越明显，小鼠体毛的颜色就越深。
三、表观遗传
资料1和资料2展示的遗传现象有什么共同点？
柳穿鱼Lcyc基因
小鼠Avy基因
碱基序列没有变化
部分碱基发生了甲基化修饰
抑制了基因的表达
表型产生影响
可传给后代
表型传给后代
三、表观遗传
讨论
生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象，叫作表观遗传
（1）DNA序列不变；（2）可遗传给后代；
（3）普遍性（4）受环境影响、可逆性；
特点：
生物性状还会受到环境等条件的影响
基因与基因、基因与基因表达产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，这种相互作用形成一个错综复杂的网络，精细的调控着生物体的性状。
判断正误。
1.基因只能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。( )
2.囊性纤维化属于基因通过控制蛋白质结构直接控制性状的方式。( )
3.在一个细胞中所含的基因都一定会表达。( )
4.同一个体的不同组织细胞形态、功能不同是基因选择性表达的结果。( )
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√
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即时训练
5.表观遗传现象比较少见,不能普遍存在于生物体整个生命活动过程中。( )
6.吸烟会使人体细胞内DNA的甲基化水平升高。( )
7.基因与性状的关系是一对一的线性关系。( )
8.生物体的一种性状有时受多个基因的影响。( )
9.生物体的基因型相同,表型就一定相同。( )
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即时训练