4.2基因表达与性状的关系课件（共23张PPT）2022-2023学年高一下学期生物人教版（2019）必修2

(共23张PPT)
基因表达与性状的关系
第四章 第2节
转录
翻译
蛋白质
基因
RNA
基因如何指导蛋白质的合成？
性状
基因究竟是如何控制生物性状的？
控制
知识回顾
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。
相同
叶呈扁平状
叶呈丝状
1.这两种形态的叶，其细胞的基因组成一样吗？
讨论
2.这两种叶形的差异，可能是由什么因素引起的？
这两种叶形的差异，可能是由叶片所处的环境因素引起的。
水毛茛
问题探讨
一、基因表达产物与性状的关系
【资料1】豌豆的圆粒和皱粒
当编码淀粉分支酶的基因被插入的DNA序列打乱；淀粉分支酶异常，活性降低；导致淀粉合成受阻，含量降低；豌豆由于失水皱缩，呈现出皱粒。
【资料2】白化病
人的白化症状是由编码酪氨酸酶的基因异常而引起的。如果一个人由于基因异常而缺少酪氨酸酶，那么这个人就不能合成黑色素，从而表现出白化症状。
淀粉 ，含量降低
编码 的基因被插入的DNA序列打乱
淀粉分支酶
合成受阻
豌豆
一、基因表达产物与性状的关系
基因
酶的合成
代谢
过程
性状
控制
控制
表现
皱粒豌豆的形成机制
失水而皱缩
异常,活性降低
淀粉分支酶
编码酪氨酸酶的基因
酪氨酸 转化为黑色素
酪氨酸酶
缺乏黑色素，表现为白化病
白化病人
异常
缺少
不能
白化病发病机制
结论1：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
编码CFTR蛋白的 缺失3个碱基
CFTR转运氯离子的
CFTR蛋白缺少一个苯丙氨酸，
支气管内黏液增多，细菌大量繁殖，肺功能受损
一、基因表达产物与性状的关系
蛋白质结构
性状
【自主学习1】
基因
蛋白结构异常
功能异常
囊性纤维病是怎样形成的？
【资料3】囊性纤维病
囊性纤维病者中，编码CFTR蛋白的基因缺失了3个碱基，导致CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸，其空间结构发生变化，使CFTR转运氯离子的功能异常，导致患者支气管中黏液增多，细菌大量繁殖，肺功能受损。
基因
控制
控制
结论2：基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
小结: 基因控制性状的2种途径
2.基因还能通过控制蛋白质的结构来直接控制生物体的性状。
1.基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而间接控制生物体的性状；
基因
代谢
生物性状
结构蛋白
生物性状
蛋白质
间接作用
直接作用
一、基因表达产物与性状的关系
酶
基因通过控制其表达产物蛋白质来直接或间接的控制生物体的性状
生物体多种性状的形成，都是以细胞分化为基础的。
二、基因的选择性表达与细胞分化
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？
（联系必修一）
二、基因的选择性表达与细胞分化
二、基因的选择性表达与细胞分化
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
+ + +
+ + +
+ + +
+
－
+
+
－
－
－
－
－
结果分析可得：（填入相同、不相同、不完全相同）
1、同一个体不同细胞中DNA种类 。
2、同一个体不同细胞中mRNA种类 。
3、同一个体不同细胞中蛋白质种类 。
①管家基因：
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需的。如核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因；呼吸酶基因。
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、血红蛋白基因。
②奢侈基因：
相同
不完全相同
不完全相同
细胞分化的本质就是基因的___________
选择性表达
柳穿鱼是一种园林花卉。下图所示的两株柳穿鱼，除了花的形态结构不同，其他方面基本相同。这两株柳穿鱼的Lcyc基因序列完全相同。
植株A的Lcyc基因在开花时表达
植株B的Lcyc基因不表达,原因是它被高度甲基化了
F1
F2
植株A
植株B
植株A相似
绝大部分与植株A相似
少部分与植株B相似
三、表观遗传
材料1
小鼠毛色的遗传
小鼠性状改变的原因是什么？
黑色体毛
aa
黄色体毛
Avy
Avy
Avya
材料2
介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型
三、表观遗传
5`
3`
Avy基因
特殊碱基序列
在Avy基因的前端有一段特殊的碱基序列决定该基因表达水平，有多个可发生DNA甲基化修饰的位点，当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。
甲基化程度越高，Avy基因表达受到抑制越明显，小鼠颜色越深。
资料1和资料2展示的遗传现象有什么共同点？
基因的碱基序列_________，但是部分碱基发生了____________，
______了基因的表达，进而对表型产生了影响；这种DNA甲基化修饰还可以______________， 使后代出现同样的表型；
没有变化
甲基化修饰
抑制
遗传给后代
1.概念 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，叫做表观遗传。
DNA甲基化
调控
基因表达
表型改变
组蛋白甲基化
组蛋白乙酰化
三、表观遗传
同卵双胞胎是一个精子与一个卵细胞结合产生一个受精卵后再一分为二形成的两个胚胎。他们基因组成相同，但是性状依然有差异，有时候甚至差异很大，这就跟表观遗传有关。
三、表观遗传
实例：
蜂王
工蜂
持续获得蜂王浆
不能持续获得蜂王浆
同由受精卵发育而来的蜂王和工蜂在形态、结构、生理和行为等方面截然不同。表观遗传在其中发挥了重要作用。
实例：
三、表观遗传
有研究表明：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。不仅如此，还有研究发现男性吸烟者的精子活力下降，精子中DNA的甲基化水平明显升高，请查阅相关资料，结合表观遗传、烟草烟雾中含有的化学物质及其危害等知识，向亲友和周围人群深入宣传戒烟的道理。
与社会的关系
三、表观遗传
基因相同，表达程度相同，性状就一定相同吗？
当班主任前 当班主任后
生物的性状除了受_________决定外，
_________也对生物的性状有一定的影响。
遗传物质
环境条件
1、表现型相同，基因型不一定相同；
2、基因型相同，表现型不一定相同
四、基因与性状的关系
①一个基因 → 一个性状
②多个基因 → 一个性状
例如： 人的身高是由多个基因决定的，其中每个基因对身高都有一定的作用。
③一个基因 → 多个性状
例如： 水稻Ghd7基因编码的蛋白质不仅参与开花的调控，而且对水稻的生长、发育和产量都有重要作用。
基
因
环境
影响
性
状
控制
控制
酶的合成
细胞代谢
蛋白质结构
小结：
不变
改变
表观遗传
基因表达与性状的关系很复杂！
间接
直接
不可遗传
可遗传