4.2基因表达与性状的关系课件（共20页ppt）

(共20张PPT)
4.2基因表达与性状的关系
问题一：基因控制生物性状的方式有几种，举教材中实例说明
问题二：细胞中表达的基因分为哪两类？细胞分化的本质是什么？分化后不同功能的细胞中核DNA、RNA、蛋白质是（相同or不同or不完全相同）？
问题三：P73“思考讨论”资料1中柳穿鱼植株A和B的基因型是否相同？F1的花为什么与植株A相似？资料2中Avy甲基化修饰影响了基因表达的哪个过程？
问题四：什么是表观遗传？举例说明表观遗传现象。
间接控制
直接控制
表达
基因表达产物与性状的关系
基因
结构蛋白
酶
细胞结构
细胞代谢
生物性状
生物性状
实例3：囊性纤维化病(CFTR基因缺失3个碱基对)
实例1：皱粒豌豆（淀粉分支酶基因中插入外来DNA片段）
实例2：白化病
（酪氨酸酶基因突变）
实例4：镰状细胞贫血
问题一：基因控制生物性状的方式有几种，举教材中实例说明
问题二：细胞中表达的基因分为哪两类？细胞分化的本质是什么？分化后不同功能的细胞中核DNA、RNA、蛋白质是（相同or不同or不完全相同）？
问题三：P73“思考讨论”资料1中柳穿鱼植株A和B的基因型是否相同？F1的花为什么与植株A相似？资料2中Avy甲基化修饰影响了基因表达的哪个过程？
问题四：什么是表观遗传？举例说明表观遗传现象。
Lcyc基因
Lcyc基因甲
基化程度低
开花时Lcyc基因表达
Lcyc基因
Lcyc基因甲
基化程度高
开花时Lcyc基因不表达
植株A
植株B
碱基序列相同
甲基化程度不同
表达情
况不同
花的形态不同
植株A
植株B
P
×
F1
植株A
F2
植株A
植株B
×
Lcyc .Lcyc
Lcyc(甲).Lcyc(甲)
Lcyc .Lcyc(甲)
1Lcyc .Lcyc
2Lcyc .Lcyc(甲)
1Lcyc(甲) .Lcyc(甲)
两个植株作为亲本进行杂交
F2中绝大部分植株的花与植株A的相似，少部分植株的花与植株B的相似
资料2：小鼠的毛色遗传
F1
Avy a
P
×
aa
Avy Avy
黄色鼠
黑色鼠
介于黄和黑之间的一系列过渡类型
问题一：基因控制生物性状的方式有几种，举教材中实例说明。
问题二：细胞中表达的基因分为哪两类？细胞分化的本质是什么？分化后不同功能的细胞中核DNA、RNA、蛋白质是（相同or不同or不完全相同）？
问题三：P73“思考讨论”资料1中柳穿鱼植株A和B的基因型是否相同？F1的花为什么与植株A相似？资料2中Avy甲基化修饰影响了基因表达的哪个过程？
问题四：什么是表观遗传？举例说明表观遗传现象。
1.表观遗传P74：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。
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
基因通过表达产物—蛋白质来控制性状，基因在哪种细胞中表达以及表达水平的高低都是受到调控的，这种调控会直接影响性状。
2.表观遗传的主要方式
(1) DNA甲基化:通常是胞嘧啶发生甲基化修饰,甲基化通常是抑制基因表达
（2）组蛋白甲基化、乙酰基化
1.已知组蛋白乙酰化与去乙酰化分别是由HAT(组蛋白乙酰转移酶)和HDAC(去乙酰化转移酶)催化的，组蛋白的乙酰化促进转录，而去乙酰化则抑制转录。染色质上的组蛋白被乙酰化后成为活性染色质、去乙酰化后成为非活性染色质，如图所示。下列相关推测不合理的是(　　)
A.染色质中的组蛋白乙酰化与去乙酰化不属于可逆反应
B.HDAC复合物使组蛋白去乙酰化伴随着对基因转录的抑制
C.激活因子、抑制因子可能改变了组蛋白的空间结构
D.活性染色质更便于DNA聚合酶与DNA的结合
D
转录前的调控
转录水平的调控
2.大肠杆菌乳糖操纵子包括lacZ、lacY、lacA三个结构基因(编码参与乳糖代谢的酶，其中酶a能够水解乳糖)，以及操纵基因、启动子和调节基因，调节基因表达的阻遏蛋白可调控结构基因表达。培养基中无乳糖存在时，阻遏蛋白和操纵基因结合，导致RNA聚合酶不能与启动子结合；乳糖存在时，乳糖与阻遏蛋白结合，改变其构象。
据图分析，乳糖存在时大肠杆菌乳糖操纵子的调节机制可表述为_______________________________。
P乳糖与阻遏蛋白结合，改变其构象，使之不能与操纵基因结合，使得RNA聚合酶可以与启动子结合，结构基因能够进行表达，合成酶a、酶b、酶c；酶a可以水解乳糖，使上述过程减弱，这属于反馈调节
转录后水平的调控
3.如图是人体细胞内细胞核基因的表达过程示意图，前体mRNA在细胞核内剪切、拼接后参与翻译过程。下列叙述正确的是(　　)
A.基因的转录需要解旋酶和DNA聚合酶的催化
B.一个基因控制合成不同的多肽链与转录时的模板链不同有关
C.翻译过程需要成熟的mRNA、tRNA、氨基酸、能量和核糖体等
D.若该基因为呼吸酶基因，则图示过程可发生在任何成熟的细胞中
C
翻译水平的调控
4.miRNA是miRNA前体经过加工之后的一类非编码的具有调控功能的小RNA分子(18～25个核苷酸)，它含有一段能够自我配对形成“茎环”结构的序列(如图所示)。某miRNA能抑制W基因控制的蛋白质(W蛋白)的合成，如图是某真核细胞内形成该miRNA及其发挥作用的过程示意图。下列叙述错误的是(　　)
A.miRNA前体是单链RNA分子，且含有氢键
B.miRNA与W基因mRNA结合遵循碱基互补配对原则，即A与U、C与G配对
C.在细胞质加工miRNA使其“茎环”消失可能与磷酸二酯键的断裂有关
D.miRNA抑制W蛋白的合成是通过miRNA直接与W基因合成的mRNA结合所致
D
翻译水平的调控
5.(2023·广东卷，17)放射性心脏损伤是由电离辐射诱导的大量心肌细胞凋亡产生的心脏疾病。一项新的研究表明，circRNA可以通过miRNA调控P基因表达进而影响细胞凋亡，调控机制见图。miRNA是细胞内一种单链小分子RNA，可与mRNA靶向结合并使其降解。circRNA是细胞内一种闭合环状RNA，可靶向结合miRNA使其不能与mRNA结合，从而提高mRNA的翻译水平。
据图分析，miRNA表达量升高可影响细胞凋亡，其可能的原因是__________。
P蛋白能抑制细胞凋亡，miRNA表达量升高，与P基因的mRNA结合并使其降解，导致合成的P蛋白减少，无法抑制细胞凋亡
人们可将不符合人们意愿或者危害人类健康的致病基因沉默或者抑制，从而根本上解决一些人类遗传病。
③多对等位基因控制一个性状。
基因和性状之间不都是一 一对应的关系
①一对等位基因控制一个性状。
②一对等位基因控制多个性状。
水稻中的
Ghd7基因
调控水稻开花
调控生长发育
影响水稻产量
编码的蛋白质
基因与性状的关系并不都是简单的线性关系，基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在复杂的相互关系，这种相互作用形成了一个错综复杂的网络。
生物体能有序地生长、发育和繁殖，是基因表达调控的结果。性状是基因和环境相互作用的产物。
基因的表达
基因指导蛋白质的合成
翻译
转录
主要表现为
基因
转录
翻译
蛋白质
DNA
复制
RNA
逆转录
复制
中心法则
细胞分化
选择性表达
控制酶的合成
控制蛋白质的结构
表观遗传
控制性状
环境
影响