4.2基因表达与性状的关系课件(共26张PPT)-2024-2025学年下学期高一生物（人教版）必修2

(共26张PPT)
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。
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？
叶片所处的环境
受精卵
叶呈扁平状与丝状
（基因组成________）
有丝分裂
相同
结合教材第71页图4-9,阅读相关内容,请仔细分析下面的实例，说说基因是如何控制生物性状的？
指导合成
体现
蛋白质是生命活动的主要承担者
怎样控制？
基因
蛋白质
性状
问题：基因如何控制生物性状的呢？
编码淀粉分支酶的基因
正常
淀粉分支酶合成，活性较高
淀粉合成
淀粉含量高，有效保留水分
插入一段 DNA序列
淀粉分支酶合成异常，活性较低
淀粉合成受阻
淀粉含量低，失水皱缩
一.基因表达产物与性状的关系
案例1：豌豆的圆粒与皱粒
基因序列被打乱
控制
催化
导致
催化
基因
酶的合成
控制
生物性状
控制
控制
代谢过程
控制
导致
编码酪氨酸酶的基因正常
酪氨酸转化为黑色素
酪氨酸酶合成正常
表现正常
正常
白化病
编码酪氨酸酶的基因异常
酪氨酸不能转化为黑色素
酪氨酸酶不能合成
缺乏黑色素，表现为白化
一.基因表达产物与性状的关系
案例2：正常肤色与白化病
基因
酶的合成
控制
生物性状
控制
控制
代谢过程
控制
催化
控制
催化
酶的合成
基因
控制
控制
代谢过程
间接控制
生物体的性状
1. 间接控制途径
一.基因表达产物与性状的关系
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性状。
2. 直接控制途径
基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
囊性纤维化（70％）
镰状细胞贫血症
基因
Cl－载体CFTR蛋白
基因
血红蛋白
从基因的角度来解释有些人饮酒后会表现“脸红”，有些人饮酒后会表现“脸白”。
喝酒“脸红”的人有高效的乙醇脱氢酶，而没有乙醛脱氢酶。
喝酒“脸白”的人是因为两种酶都缺乏。
千杯不醉的原因的人体内两种酶含量高。
课外小知识
同一生物体中出现不同类型的细胞是细胞分化的结果。而这些细胞虽然形态、结构和功能各不相同，但是基因却是相同的。
成年人全身细胞总数约1012个。细胞种类有200多种。
那么基因的表达与细胞分化有何关系？
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 ＋＋＋ － － ＋
说明：“＋”表示检测发现相应的分子，“－”表示检测未发现相应的分子。
1、根据检测结果推测，3种细胞中合成的蛋白质有什么差别？
2、3种细胞含有的基因相同，但只检测到其中一种基因的mRNA，为什么？
每种细胞只合成3种蛋白质中的一种。
细胞中不是所有的基因都表达，基因的表达存在选择性。
这些细胞出现差异是在细胞分化过程中基因在不同细胞中特异性表达的结果。即基因的选择性表达。
分析不同类型细胞中DNA和mRNA的检测结果
表达的基因分类
管家基因
所有细胞中都表达的基因，这类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，如核糖蛋白基因、ATP合成酶基因。
奢侈基因
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。
细胞的分化
实质：基因的选择性表达
细胞中的基因有些表达，有些不表达。
二.基因的选择性表达与细胞分化
相同基因
不同的
蛋白质
基因
选择性表达
不同类型的细胞
表现
不同的
mRNA
合成
基因的选择性表达如何实现？
细胞形态结构不同
细胞器种类和数量不同
基因的选择性表达与基因表达的调控有关。
二.基因的选择性表达与细胞分化
资料1：如图所示的两株柳穿鱼，除花的形态结构不同，其他方面基本相同。
植株A
植株B
A,B两种植株：Lcyc基因的序列相同
被高度甲基化
DNA甲基化示意图
三、表观遗传
花的形态与Lcyc基因的表达相关
植株A：Lcyc基因在开花时表达
植株B：Lcyc基因不表达
→
Lcyc基因有多个碱基连接甲基基团
×
（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
与植株A相似
资料2：小鼠毛色的遗传
Avya
介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型
三、表观遗传
黄色体毛
黑色体毛
Avy
Avy
aa
Avy基因
特殊碱基序列
Avy基因表达不同的原因是什么？
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。
柳穿鱼Lcyc基因
小鼠Avy基因
碱基序列
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
没有变化
甲基化修饰
部分碱基发生了
资料1和资料2展示的遗传现象有什么共同点？
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
表观遗传
课本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
DNA甲基化修饰
①基因的部分_____发生甲基化修饰会_____基因的表达，进而对表型产生影响
②_______（可以、不可以）遗传给后代，使后代出现同样的表型
其它类型：
　例如构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰
1、概念：
2、常见类型：
碱基
抑制
可以
DNA甲基化
组蛋白甲基化
组蛋白
乙酰化
三、表观遗传
3、实例：
蜂王
工蜂
持续获得蜂王浆
一个蜂群中，蜂王和工蜂
基因组成相同的同卵双胞胎；
形态、结构、生理和行为等方面截然不同。
三、表观遗传
四、基因与性状的关系
25℃下培养
它们产生的后代
如后天的营养和体育锻炼等对人的身高也有重要作用。
如刚孵化的残翅果蝇幼虫
31℃下培养
得到了一些翅长接近正常的果蝇成虫
残翅果蝇
1.生物性状还受到环境等条件的影响
生物的表型是基因型与环境共同作用的结果
四、基因与性状的关系
2.基因决定生物性状
①一个基因 一种性状
控制
②一个基因 多种性状
控制
③多个基因 一种性状
控制
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。
基因与性状并不是简单的一一对应的关系
本节小结
基因的表达
指导蛋白质的合成
主要表现为
细胞分化
选择性表达
环 境
影 响
DNA
mRNA
蛋白质
性状
转录
翻译
体现
注意区分：
2. 表观遗传：碱基序列不变，引起的性状变化可遗传。
1. 仅由环境变化引起的性状变化，不可遗传；
性状
控制
蛋白质的结构
酶的合成
代谢
控制
间接
直接
控制
表观遗传
调控
影 响
一、概念检测
1．个体的性状和细胞的分化都取决于基因的表达及其调控。判断下列相关表述是否正确。
（1）基因与性状之间是一一对应的关系。（ ）
（2）细胞分化产生不同类型的细胞，是因为不同类型的细胞内基因
的表达存在差异。（ ）
练习与应用
X
√
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
二、强化训练
练习与应用
2、下列属于表观遗传现象的有( )
①果蝇的眼色基因所在的染色体区域，螺旋程度较高，出现红白相间的斑点复眼
②F1高茎豌豆自交，F2出现高茎豌豆和矮茎豌豆
③男子吸烟者精子中的DNA甲基化水平高，精子活力下降
④编码酪氨酸酶的基因异常，导致白化病
A.①④ B.②③ C.①③ D.②④
二、强化训练
练习与应用
3、黄色小鼠（AA）与黑色小鼠（aa）杂交， 产生的F1（Aa）不同个体出现了不同体色。研究表明，不同体色的小鼠A 基因的碱基序列相同，但A基因上二核苷酸（CpG）胞嘧啶有不同程度的甲基化（如图）现象出现，甲基化不影响基因复制。
下列有关分析错误的是
A. F1 个体体色的差异与A 基因甲基化程度无关
B. 甲基化可能影响RNA聚合酶与该基因的结合
C. 碱基甲基化不影响基因复制过程中碱基互补配对
D. 甲基化是引起表观遗传的常见方式
二、强化训练
练习与应用
THANK YOU