4.2 基因表达与性状的关系 课件【新教材 】2020-2021学年高一生物（人教版（2019）必修二）

第四章 基因的表达 第2节 基因表达与性状的关系 * 这两种形态的叶，其细胞的基因组成是一样的 可能是由叶片所处的环境因素引起的 生物的性状是由基因控制的。那么基因是如何控制性状的呢？上面的讨论提示我们，基因和性状不一定是一一对应关系。这又是怎么回事呢？ 一、基因表达产物与性状的关系 学生活动1：请仔细分析下面的实例，说说基因是如何控制生物性状的？ 实例1.豌豆的圆粒和皱粒 实例2.白化病的患病机理 淀粉分支酶的基因正常 蔗糖 淀粉， 淀粉含量升高 淀粉含量高，保水， 豌豆为圆粒 淀粉分支酶正常合成 DNA中插入了一段外来的DNA序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因 淀粉分支酶异常 蔗糖 淀粉，蔗糖含量升高 淀粉含量低，失水 豌豆皱缩 淀粉分支酶 淀粉分支酶异常 × 性状 代谢 酶的合成 基因 控制 控制 控制 生活小窍门 白化病人 控制酶形成的基因异常 酪氨酸 黑色素 酪氨酸酶不能合成 缺乏黑色素,白化病 控制酶形成的基因正常 酪氨酸酶正常合成 酪氨酸 黑色素 表现正常 正常人 性状 代谢 酶的合成 基因 控制 控制 控制 酪氨酸酶 无酪氨酸酶 × 以上实例说明基因是如何控制性状的？ 1.豌豆的圆粒和皱粒 2.人的白化症 酶的合成 代谢的过程 生物体的性状 间接控制 基因通过控制 ， 来控制 ， 进而控制 。 一、基因表达产物与性状的关系 学生活动2：请仔细分析下面的实例，说说基因是如何控制生物性状的？ 实例3.囊性纤维化患病机理 实例4.镰刀状细胞贫血症 CFTR蛋白缺少苯丙氨酸，影响CFTR蛋白结构 编码跨膜蛋白（CFTR）的基因缺失3个碱基对 使CFTR转运氯离子的功能异常， 患者支气管内黏液增多 支气管受阻，肺部功能严重受损 性状 蛋白质结构 基因 控制 控制 性状 蛋白质结构 基因 控制 控制 红细胞形态呈镰刀状 编码血红蛋白的基因中一个碱基对变化 血红蛋白的结构发生变化 红细胞容易破裂，患溶血性贫血 以上实例说明基因是如何控制性状的？ 蛋白质的结构 生物体的性状 3.囊性纤维化 4.镰刀型贫血症 直接控制 基因通过控制 ， 直接控制 。 二、基因的选择性表达与细胞分化 学生活动：生物多种性状的形成，都是以细胞分化为基础的。同一生物不同细胞，基因都是相同的，而形态结构和功能各不相同，这是为什么呢？请分析P72的“思考•讨论” 细胞分化的实质 3 种基因转录的mRNA 分别出现在3 种细胞中，表明每种细胞只合成3 种蛋白质中的一种。因此，这3 种细胞中合成的蛋白质种类不完全相同，虽然有些蛋白质在所有的细胞中都合成，但也有一些特定功能的蛋白质只在特定的细胞中合成。 这一事实说明，细胞中并不是所有的基因都表达，基因的表达存在选择性。 ✔ ✔ 管家基因 奢侈基因 三、表观遗传 学生活动：基因在何时表达？在什么细胞中表达？表达水平的高低是如何调节的？请同学们分组讨论教材P73“思考讨论”的材料与题目 花两侧对称 花辐射对称 × P 两侧对称花 花辐射对称 F1 A B Lcyc Lcyc F2 Lcyc Lcyc Lcyc Lcyc Lcyc Lcyc Lcyc Lcyc Lcyc Lcyc 两侧对称花 两侧对称花 花辐射对称 思考： F1植株同时含有来自植株A 和植株B 的Lcyc 基因。植株A 的Lcyc 基因能够表达，表现为显性；植株B 的Lcyc 基因由于部分碱基被甲基化，基因表达受到抑制，表现为隐性。因此，同时含有这两个基因的F1 中，F1的花与植株A 的相似。F1 自交后，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 的相似。 小结：该遗传现象的特点 该遗传现象表现为基因的碱基序列保持不变，但部分碱基发生了甲基化修饰，抑制了基因的表达，进而对表型产生影响。这种DNA 甲基化修饰可以遗传给后代，使后代出现同样的表型。 思考：该遗传现象是否遵循孟德尔的遗传定律？ × 思考：为什么会是这样的结果呢？ P 黄鼠 AvyAvy 黑鼠 aa × 黄鼠 Avya F1 理论上 事实上 Avy 的编码区 Avy 的上游 讨论：请同学们分组讨论完成以下问题： 柳穿鱼花的形态改变是因为Lcyc 基因的部分碱基被高度甲基化，小鼠毛色的改变是因为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。发生在基因或