生物人教版（2019）必修2 4.2基因表达与性状的关系(共31张ppt）

(共31张PPT)
4.2
基因表达与性状的关系
问题探讨
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。
这两种形态的叶，其细胞的基因组成一样吗？
这两种叶形的差异，可能是由什么因素引起的？
讨论：
基因组成是一样的，都由同一个受精卵通过有丝分裂和细胞分化形成
可能是由叶片所处的环境因素引起的
基因与性状不一定是一一对应的关系
基因表达产物与性状的关系
一
蛋白质与生命性状特征有何关系？
基因控制生物体的______。
性状
蛋白质是生命活动的______者和______者
体现
承担
基因与性状有何关系？
基因指导_______的合成。
基因与蛋白质有何关系？
蛋白质
基因通过控制蛋白质的合成控制生物性状。
一.基因表达产物与性状的关系
1.如何从基因表达的层面解释豌豆为什么会表现出圆粒和皱粒这两种性状呢？
2.人的白化病是什么原因引起的？
学生活动
阅读课本P71-72内容,完成以下问题。
例一：豌豆的圆粒与皱粒
编码淀粉分支酶的基因
指导 合成
DNA中插入了一段外来DNA序列
促使
合成淀粉
引起
编码淀粉分支酶的基因异常
淀粉分支酶不能正常合成
淀粉含量___
_________酶
淀粉含量____高
基因
酶
代谢
过程
性状
升
淀粉分支
低
酪氨酸 黑色素
酪氨酸酶
例二：白化病
控制酪氨酸酶的基因异常
酪氨酸不能正常转化为______
_________不能正常合成
缺乏黑色素，表现_______
酪氨酸酶
黑色素
白化病
基因
酶
代谢
过程
性状
酪氨酸
黑色素
酪氨酸酶
人体衰老时，头发变白，与酪氨酸酶活性降低有关
1.囊性纤维化、镰刀型细胞贫血症的病因是什么？
2.以下实例说明基因是如何控制控制生物性状的？
学生活动
阅读课本P71-72内容,完成以下问题。
编码CFTR蛋白的基因缺失了3个碱基
CFTR蛋白结构_____，导致功能_____
患者支气管内黏液增多
黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染
异常
异常
基因
蛋白质结构
性状
例三：囊性纤维化的发病机理
基因
蛋白质结构
性状
例四：镰刀型细胞贫血症
基因
蛋白质的结构
生物性状
基因
蛋白质结构
生物性状
酶的合成
代谢过程
生物性状
直接控制
间接控制
结论
结论1：
基因通过控制____的合成来控制___________，进
而控制生物体的性状。
结论2：
基因还能通过控制蛋白质的______ 而________
控制生物体的性状。
酶
代谢过程
结构
直接
豌豆的粒型
白化病
囊性纤维化
镰刀型细胞贫血症
基因的选择性表达与细胞分化
二
检测的3种细胞 卵清蛋白基因、珠蛋白基因、胰岛素基因 卵清蛋白mRNA 珠蛋白mRNA 胰岛素mRNA
输卵管细胞
红细胞
胰岛细胞
分析不同类型细胞中DNA和mRNA的检测结果
+ + +
+ + +
+ + +
+
－
+
+
－
－
－
－
－
思考·讨论
（“＋”表示检测发现相应的分子，“－”表示检测未发现相应的分子。）
思考·讨论
1.这3种细胞中合成的蛋白质种类有什么差别？
1
2
每种细胞只合成3种蛋白质中的一种。有一些特定功能的蛋白质只在特定的细胞中合成。
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，
但只检测到其中一种基因的mRNA，这一事实说明了什么？
细胞中并不是所有的基因都表达，基因的表达具有选择性。
管家基因：
奢侈基因：
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须的。
如ATP合成酶基因、核糖体蛋白基因……
只在某类细胞中特异性表达的基因。
如胰岛素基因、血红蛋白基因……
细胞分化
1.本质：
基因的选择性表达
2.表达的基因种类：
特点：
遗传物质不变，tRNA，rRNA不变。
mRNA，蛋白质种类，细胞的形态结构功能改变
表观遗传
三
资料1：柳穿鱼的花
植株A
植株B
Lcyc基因
正常
植株A
开花时表达
Lcyc基因
高度 甲基化
植株B
开花时不表达
资料1：柳穿鱼的花
植株A
植株B
×
（杂交）
F1
（自交）
F2
绝大部分植株的花与植株A相似
少部分植株的花与植株B相似
资料2：实验小鼠的毛色
某种实验小鼠的毛色受一对等位基因Avy和a的控制，Avy为显性基因，表现为黄色体毛，a为隐性基因，表现为黑色体毛。将纯种黄色体毛的小鼠与纯种黑色体毛的小鼠杂交，子一代小鼠的基因型都是Avya，却表现出不同的毛色：介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型。研究表明，Avy基因的表达受甲基化的抑制，甲基化程度越高，Avy基因的表达受到的抑制就越明显，小鼠体毛的颜色就越深。
三.表观遗传
1.概念：
2.常见调控机制：
3.发生时期：
4.特点：
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
DNA甲基化修饰
普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动过程中；
（1）DNA碱基序列不变；
（2）可遗传给后代；
（3）受环境影响、可逆性
（1）柳穿鱼花形遗传
（2）某种小鼠毛色遗传
（3）同卵双胞胎生长发育过程中所具有的差异
（4）蜂王和工蜂的差异
5.实例
健康提示：
吸烟会使人的体细胞内DNA的甲基化水平升高，对染色体上的组蛋白也会产生影响，还有研究发现，吸烟可使男性精子活力下降，精子中DNA的甲基化水平明显升高；
但是若这些不良习惯被消除，这些表观遗传的改变又会逐渐减弱甚至消失。
小结
基因通过其表达产物——蛋白质来控制性状；
细胞内的基因表达与否以及表达水平的高低都是受到调控的；
细胞分化的实质是基因选择性表达的结果；
表观遗传能够使生物体在基因的碱基序列不变的情况下发生可遗传的性状改变。
基因与性状的关系
四
思维训练
请针对高温培养残翅果蝇幼虫得到翅长接近正常的果蝇成虫的原因提出假说，进行解释。
翅长接近正常的果蝇
31℃培养
残翅果蝇幼虫
（1）翅的发育需要经过酶催化的反应
（2）酶是在基因指导下合成的
（3）酶的活性受温度、pH等条件影响。
基因控制生物体的性状，而性状的形成同时还受到环境的影响。
基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个错综复杂的网络，精细地调控着生物体的性状。
总结提升
基
因
对
性
状
的
控
制
1.基因表达产物与性状的关系
（1）基因通过控制____的合成来控制
生物代谢过程，进而控制生物性状
（2）基因通过控制_________的结构直接
控制生物性状
（3）某种性状可受多个基因控制
（4）性状表现也受生存环境的影响
3.表观遗传：
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
酶
蛋白质
2.基因的选择性表达与细胞分化