4.2基因表达与性状的关系课件（共31张PPT）2023-2024学年高一下学期生物人教版必修2
文档属性
| 名称 | 4.2基因表达与性状的关系课件（共31张PPT）2023-2024学年高一下学期生物人教版必修2 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 6.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2023-12-10 11:34:24 | ||
图片预览
文档简介
(共31张PPT)
第四章 基因的表达
第2节 基因表达与性状的关系
植株A
植株B
图1 表现出不同毛色的Avya小鼠
第1课时
温故知新
一、基因控制性状的途径
情境二：囊性纤维病的发病机理
情境一：皱粒豌豆的形成
淀粉分支酶无活性
CFTR（跨膜）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
[及时巩固] 根据材料，判断基因控制白化病的方式是哪种？ 人的白化症状是由编码酪氨酸酶的基因异常而引起的。酪氨酸酶存在于正常人的皮肤、毛发等处，它能将酪氨酸转变为黑色素。如果一个人由于基因异常而缺少酪氨酸酶，那么这个人就部能合成黑色素，从而表现出白化症状。
显性OR隐性？
[能力提升] 牵牛花的颜色主要是由花青素决定的，如图为花青素的合成与颜色变化途径示意图：
据图，请你从不同角度至少写出四条关键信息？信息1：信息2：信息3：信息4：
例1 ：牵牛花的颜色主要是由花青素决定的，如图为花青素的合成与颜色变化途径示意图：从图中不能得出的结论是（ ）
A、花的颜色由多对基因共同控制
B、基因可以通过控制酶的合成来控制代谢
C、生物性状由基因决定，也受环境影响
D、若基因①不表达，则基因②和基因③不表达
D
第四章 基因的表达
第2节 基因表达与性状的关系
植株A
植株B
图1 表现出不同毛色的Avya小鼠
第2课时
生物体各种性状的形成，都是以细胞分化为基础的。同一生物体中不同类型的细胞，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？
三、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 + + + - - +
1.分析不同类型细胞中DNA和mRNA的检测结果
3种细胞中的DNA含有相同基因，但只检测到其中一种基因的mRNA，这一事实说明了什么？
细胞不同的原因是基因的选择性表达
红细胞
胰岛细胞
三、基因的选择性表达与细胞分化
2.在不同类型的细胞中，表达的基因的类型
(1)管家基因：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
(2)奢侈基因：只在某类细胞中特异性表达的基因。
知识小结1：（1）细胞分化的本质是 。（2）管家基因是指 ； 奢侈基因是指 。
[例1] 判断下列基因是管家基因还是奢侈基因？①控制血红蛋白的基因 ②控制核糖体蛋白的基因 ③控制胰岛素合成的基因④控制ATP合成酶的基因 ⑤控制呼吸酶合成的基因 ⑥控制肌红蛋白合成的基因
一个有趣的实验
DNA甲基化主要是指发生在CpG二核苷酸中胞嘧啶上第5位碳原子的甲基化过程，其产物称为5—甲基胞嘧啶（5—mC），是植物、动物等真核生物DNA甲基化的主要形式。
1
2
3
4
5
（甲基化转移酶）
资料1：
‘’
DNA甲基化改变碱基序列了吗？
植株A
植株B
图1 表现出不同毛色的Avya小鼠
柳穿鱼花的形态
小鼠毛色的遗传
阅读教材73页，完成讨论题
植株A
植株B
Q1：植株A和植株B开花花性状不一样的原因是？
Lcyc基因甲基化
基因的表达
抑制
辐射对称花
Q2：Lcyc基因甲基化可否遗传？为什么？
Q3a.F1为什么和植株A相似？
实验过程分析
植株A
植株B
×
F1
F2
P
自交
Q3b.F2少部分植株为什么和植株B相似？
F2中有少部分植株含有两个来自植株B的Lcyc基因,由于该基因的部分碱基被甲基化,基因表达受到抑制,因此,这部分植株的花与植株B相似
Lcyc基因正常
Lcyc基因高度甲基化
开花时不表达
开花时表达
植株A
植株B
Ⅹ
F1:
P:
绝大部分植株的花与植株A相似
少大部分植株的花与植株B相似
F2:
Ⅹ
思考：
F1的花为什么与植株A的相似
在F2中,为什么有些植株的花与植株B的相似
F1植株，Lcyc基因能够表达,表现为显性，植株B的Lcyc基因由于被甲基化,基因表达受到抑制,表现为隐性。
F2中有少部分植株含有两个来自植株B的Lcyc基因,由于该基因的部分碱基被甲基化,基因表达受到抑制,因此,这部分植株的花与植株B相似。
柳穿鱼
F1：基因型为Avya，毛色介于黄色和黑色之间
小鼠毛色的遗传
Q1：小鼠性状改变的原因是什么？
因为AVY基因的前端有一段影响AVY基因表达的特殊的碱基序列被甲基化修饰，AVY基因表达受到不同程度的抑制。
Avy基因上游甲基化
Avy基因的表达水平不同
抑制
介于黄色和黑色之间
Q2：甲基化的位点在哪里？
实验过程分析
通过两个实例的遗传现象你对基因和性状的关系有何认识？
表观遗传：生物体基因的碱基序列保持不变，使基因表达和表型发生可遗传的变化。
结果分析
生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表现型发生可遗传变化的现象，叫做表观遗传。
2.表观遗传特点
四、表观遗传
1.概念
（1）可遗传的；
（2）DNA序列不变，或不能用DNA序列变化来解释。
[例2] 下列有关表观遗传的分析，错误的是（ ）A．人体肌细胞中与血红蛋白合成有关的基因可能被甲基化B．同卵双胞胎之间的微小差异与表观遗传无关C．DNA甲基化不会改变基因中碱基的排列序列 D．D．DNA甲基化修饰可以遗传给后代
与社会的联系：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。
[例3]研究发现，所有蜜蜂幼虫一开始吃的都是蜂王浆，三天之后，大部分雌幼虫改吃蜂蜜和花粉而发育成工蜂，个别的雌幼虫继续吃蜂王浆而发育成蜂王。将蜂王和工蜂的大脑细胞中的基因作比较，发现有近600个基因在工蜂中被甲基化了，而在蜂王中没有。DNA的甲基化是由一种酶控制的，如果让蜜蜂雌幼虫中的这种酶失去作用，将会发育成蜂王，和喂它蜂王浆的效果相同。下列叙述正确的是（ ）A．DNA甲基化会改变基因转录产物的碱基序列 B．DNA甲基化可能干扰某些基因的翻译C．蜂王浆的作用可能是使控制DNA甲基化的酶失活D．一个蜂巢中的蜂王和所有工蜂构成一个种群
(1)图2中过程①是DNA以________方式进行复制的，其产物都是________（填“全”或“半”）甲基化的，因此，过程②必须经过_____________的催化才能获得与亲代分子相同的甲基化状态。
半保留
半
维持甲基化酶
转录（或基因的表达）
(2)研究发现，启动子中“CpG岛”的甲基化会影响相关蛋白质与启动子的结合，从而抑制________。
胞嘧啶
(3)5 氮杂胞嘧啶核苷（5 AZA）常用于临床上治疗DNA甲基化引起的疾病。推测5 AZA可能的作用机制之一是：5 AZA与“CpG岛”中的________竞争甲基化酶，从而降低DNA的甲基化程度。
基因
蛋白质的结构
生物性状
酶或激素
细胞代谢
生物性状
蛋白质
直接控制
间接控制
基因控制生物性状主要有以下两个途径
总之,基因通过指导__________的合成来控制生物的性状。
蛋白质
小结1
基因如何控制生物性状的呢？
直接or间接？
基因 性状
管家基因：所有细胞都表达，指导合成的蛋白质是维持细胞基本生命活动所必需的。
奢侈基因：在某类细胞中特异性表达。
小结2
基因的选择性表达
同一个体不同组织细胞的基因 ，mRNA ,蛋白质 。
完全相同
不完全相同
不完全相同
哺乳动物成熟的红细胞？
小结3
表观遗传
生物体基因的碱基序列保持不变，
但基因表达和表现型发生可遗传变化的现象，叫做表观遗传。
DNA修饰: 启动子区DNA甲基化修饰，抑制基因表达中的转录。
组蛋白修饰：如染色体组蛋白甲基化、乙酰化等，影响转录过程
第四章 基因的表达
第2节 基因表达与性状的关系
植株A
植株B
图1 表现出不同毛色的Avya小鼠
第1课时
温故知新
一、基因控制性状的途径
情境二：囊性纤维病的发病机理
情境一：皱粒豌豆的形成
淀粉分支酶无活性
CFTR（跨膜）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
[及时巩固] 根据材料，判断基因控制白化病的方式是哪种？ 人的白化症状是由编码酪氨酸酶的基因异常而引起的。酪氨酸酶存在于正常人的皮肤、毛发等处，它能将酪氨酸转变为黑色素。如果一个人由于基因异常而缺少酪氨酸酶，那么这个人就部能合成黑色素，从而表现出白化症状。
显性OR隐性？
[能力提升] 牵牛花的颜色主要是由花青素决定的，如图为花青素的合成与颜色变化途径示意图：
据图，请你从不同角度至少写出四条关键信息？信息1：信息2：信息3：信息4：
例1 ：牵牛花的颜色主要是由花青素决定的，如图为花青素的合成与颜色变化途径示意图：从图中不能得出的结论是（ ）
A、花的颜色由多对基因共同控制
B、基因可以通过控制酶的合成来控制代谢
C、生物性状由基因决定，也受环境影响
D、若基因①不表达，则基因②和基因③不表达
D
第四章 基因的表达
第2节 基因表达与性状的关系
植株A
植株B
图1 表现出不同毛色的Avya小鼠
第2课时
生物体各种性状的形成，都是以细胞分化为基础的。同一生物体中不同类型的细胞，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？
三、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 + + + - - +
1.分析不同类型细胞中DNA和mRNA的检测结果
3种细胞中的DNA含有相同基因，但只检测到其中一种基因的mRNA，这一事实说明了什么？
细胞不同的原因是基因的选择性表达
红细胞
胰岛细胞
三、基因的选择性表达与细胞分化
2.在不同类型的细胞中，表达的基因的类型
(1)管家基因：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
(2)奢侈基因：只在某类细胞中特异性表达的基因。
知识小结1：（1）细胞分化的本质是 。（2）管家基因是指 ； 奢侈基因是指 。
[例1] 判断下列基因是管家基因还是奢侈基因？①控制血红蛋白的基因 ②控制核糖体蛋白的基因 ③控制胰岛素合成的基因④控制ATP合成酶的基因 ⑤控制呼吸酶合成的基因 ⑥控制肌红蛋白合成的基因
一个有趣的实验
DNA甲基化主要是指发生在CpG二核苷酸中胞嘧啶上第5位碳原子的甲基化过程，其产物称为5—甲基胞嘧啶（5—mC），是植物、动物等真核生物DNA甲基化的主要形式。
1
2
3
4
5
（甲基化转移酶）
资料1：
‘’
DNA甲基化改变碱基序列了吗？
植株A
植株B
图1 表现出不同毛色的Avya小鼠
柳穿鱼花的形态
小鼠毛色的遗传
阅读教材73页，完成讨论题
植株A
植株B
Q1：植株A和植株B开花花性状不一样的原因是？
Lcyc基因甲基化
基因的表达
抑制
辐射对称花
Q2：Lcyc基因甲基化可否遗传？为什么？
Q3a.F1为什么和植株A相似？
实验过程分析
植株A
植株B
×
F1
F2
P
自交
Q3b.F2少部分植株为什么和植株B相似？
F2中有少部分植株含有两个来自植株B的Lcyc基因,由于该基因的部分碱基被甲基化,基因表达受到抑制,因此,这部分植株的花与植株B相似
Lcyc基因正常
Lcyc基因高度甲基化
开花时不表达
开花时表达
植株A
植株B
Ⅹ
F1:
P:
绝大部分植株的花与植株A相似
少大部分植株的花与植株B相似
F2:
Ⅹ
思考：
F1的花为什么与植株A的相似
在F2中,为什么有些植株的花与植株B的相似
F1植株，Lcyc基因能够表达,表现为显性，植株B的Lcyc基因由于被甲基化,基因表达受到抑制,表现为隐性。
F2中有少部分植株含有两个来自植株B的Lcyc基因,由于该基因的部分碱基被甲基化,基因表达受到抑制,因此,这部分植株的花与植株B相似。
柳穿鱼
F1：基因型为Avya，毛色介于黄色和黑色之间
小鼠毛色的遗传
Q1：小鼠性状改变的原因是什么？
因为AVY基因的前端有一段影响AVY基因表达的特殊的碱基序列被甲基化修饰，AVY基因表达受到不同程度的抑制。
Avy基因上游甲基化
Avy基因的表达水平不同
抑制
介于黄色和黑色之间
Q2：甲基化的位点在哪里？
实验过程分析
通过两个实例的遗传现象你对基因和性状的关系有何认识？
表观遗传：生物体基因的碱基序列保持不变，使基因表达和表型发生可遗传的变化。
结果分析
生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表现型发生可遗传变化的现象，叫做表观遗传。
2.表观遗传特点
四、表观遗传
1.概念
（1）可遗传的；
（2）DNA序列不变，或不能用DNA序列变化来解释。
[例2] 下列有关表观遗传的分析，错误的是（ ）A．人体肌细胞中与血红蛋白合成有关的基因可能被甲基化B．同卵双胞胎之间的微小差异与表观遗传无关C．DNA甲基化不会改变基因中碱基的排列序列 D．D．DNA甲基化修饰可以遗传给后代
与社会的联系：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。
[例3]研究发现，所有蜜蜂幼虫一开始吃的都是蜂王浆，三天之后，大部分雌幼虫改吃蜂蜜和花粉而发育成工蜂，个别的雌幼虫继续吃蜂王浆而发育成蜂王。将蜂王和工蜂的大脑细胞中的基因作比较，发现有近600个基因在工蜂中被甲基化了，而在蜂王中没有。DNA的甲基化是由一种酶控制的，如果让蜜蜂雌幼虫中的这种酶失去作用，将会发育成蜂王，和喂它蜂王浆的效果相同。下列叙述正确的是（ ）A．DNA甲基化会改变基因转录产物的碱基序列 B．DNA甲基化可能干扰某些基因的翻译C．蜂王浆的作用可能是使控制DNA甲基化的酶失活D．一个蜂巢中的蜂王和所有工蜂构成一个种群
(1)图2中过程①是DNA以________方式进行复制的，其产物都是________（填“全”或“半”）甲基化的，因此，过程②必须经过_____________的催化才能获得与亲代分子相同的甲基化状态。
半保留
半
维持甲基化酶
转录（或基因的表达）
(2)研究发现，启动子中“CpG岛”的甲基化会影响相关蛋白质与启动子的结合，从而抑制________。
胞嘧啶
(3)5 氮杂胞嘧啶核苷（5 AZA）常用于临床上治疗DNA甲基化引起的疾病。推测5 AZA可能的作用机制之一是：5 AZA与“CpG岛”中的________竞争甲基化酶，从而降低DNA的甲基化程度。
基因
蛋白质的结构
生物性状
酶或激素
细胞代谢
生物性状
蛋白质
直接控制
间接控制
基因控制生物性状主要有以下两个途径
总之,基因通过指导__________的合成来控制生物的性状。
蛋白质
小结1
基因如何控制生物性状的呢？
直接or间接？
基因 性状
管家基因：所有细胞都表达，指导合成的蛋白质是维持细胞基本生命活动所必需的。
奢侈基因：在某类细胞中特异性表达。
小结2
基因的选择性表达
同一个体不同组织细胞的基因 ，mRNA ,蛋白质 。
完全相同
不完全相同
不完全相同
哺乳动物成熟的红细胞？
小结3
表观遗传
生物体基因的碱基序列保持不变，
但基因表达和表现型发生可遗传变化的现象，叫做表观遗传。
DNA修饰: 启动子区DNA甲基化修饰，抑制基因表达中的转录。
组蛋白修饰：如染色体组蛋白甲基化、乙酰化等，影响转录过程