4.2 基因表达与性状的关系 【轻松学生物】2022-2023学年高一生物同步教学精优课件（人教版2019必修2）

基因表达与性状的关系 讨论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? 叶片所处的环境因素引起的 一样的 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。 编码淀粉分支酶的基因 淀粉分支酶正常合成 合成为淀粉 淀粉含量高，有效保水，豌豆显得圆鼓鼓 DNA中插入了一段外来的DNA序列，致编码淀粉分支酶的基因异常 淀粉分支酶不能正常合成 不能合成为淀粉 淀粉含量低的豌豆因失水而显得皱缩 一、基因表达产物与性状的关系 例一：豌豆的圆粒与皱粒 基因型 酶 代谢过程 表现型 因缺乏黑色素致白化病 控制酪氨酸酶的基因异常 酪氨酸酶不能合成 酪氨酸不能正常转为黑色素 例二：白化病 基因型 酶 代谢过程 表现型 基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状 结论1： 间接控制 毛发白色，皮肤淡红色畏光 模式 跨膜蛋白（CFTR）的基因缺失了3个碱基对 CFTR蛋白缺少苯丙氨酸，CFTR蛋白结构异常 CFTR转运Cl-的功能异常，支气管内黏液增多 支气管管腔受阻，细菌大量繁殖，肺功能受损 例三：囊性纤维病 患者支气管被异常的黏液堵塞，常死于幼年肺部感染 基因还能通过控制蛋白质分子的结构而直接控制生物的性状 蛋白质的结构 基因 性状 控 制 控 制 模式 结论2： 基因控制性状的方式 基因 表 达 结构蛋白 生物性状 生物性状 酶或激素 细胞结构 细胞代谢 直接控制 间接控制 基因还能通过控制蛋白质分子的结构而直接控制生物的性状 基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状 其控制性状的方式为两种：直接控制和间接控制。 基因通过指导蛋白质的合成来控制生物的性状 “+”表示检测发现相应的分子,“-”表示检测未发现相应的分子 检测3种细胞 卵清蛋白基因、珠蛋白基因、胰岛素基因 卵蛋白mRNA 珠蛋白mRNA 胰岛素基因mRNA 输卵管细胞 + + + + - - 红细胞 + + + - + - 胰岛B细胞 + + + - - + 分析不同类型细胞中DNA和mRNA的检测结果 二、基因的选择性表达与细胞分化 同一生物体中不同类型的细胞，基因都是相同的，而形态、结构和功能各不相同，为什么呢？ 讨论2.三种细胞中的DNA都含有相关基因，但只检测到其中的一种基因的mRNA,这说明了什么? 每种细胞只合成3种蛋白质中的一种 说明细胞中并不是所有的基因都表达，细胞中基因的表达存在选择性(细胞分化)。 讨论1.这3种细胞中合成的蛋白质种类有何差别? 虽然有一些特定功能的蛋白质，只在特定的细胞中合成，但也有些蛋白质在所有的细胞中都合成，比如ATP合酶基因、细胞呼吸酶基因、核糖体蛋白基因等。 讨论3.三种细胞中有表达情况相同的基因吗? 只在某类细胞中特异性表达的基因，这类基因表达会使细胞在形态、结构 和功能上产生稳定的差异。 细胞中表达的基因分类： 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须的。 如呼吸酶基因、核糖体蛋白基因等。 ②奢侈基因 如胰岛素基因、血红蛋白基因等 细胞分化的原因是在个体发育过程中，不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同 细胞分化的实质就是基因的选择性表达 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? 资料1：柳穿鱼是一种园林花卉。如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。 三、表观遗传 资料2:某种实验小鼠的毛色受一对等位基因Avy和a的控制，Avy为显性基因，表现为黄色体毛，a为隐性基因，表现为黑色体毛。将纯种黄色体毛的小鼠与纯种黑色体毛的小鼠杂交，子一代小鼠的基因型都是Avya,却表现出不同的毛色；介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型。 研究表明：碱基序列的甲基化程度越高，Avy基因的表达受到的抑制越明显，小鼠体色体毛的颜色就越深。 介于黄色与黑色间系列过渡类型 柳穿鱼花形态改变，是因为基因的部分碱基被高度甲基化;小鼠毛色改变，是因为基因的前端有一段影响基因表达的特殊的碱基序列被甲基化。发生在基因或基因前端的甲基化修饰均导致相关基因的表达受到抑制，进而影响性状。 讨论1.上述资料中，柳穿鱼和小鼠性状改变的原因是什么? 讨论2. F1的花为什么与植株A相似?在F2中，为什么有些植株的花与植株B的相似? 被甲基化的基因表达受到抑制，表现为隐性。类似于AAxaa→Aa→A—、aa。 资料1和资料2展示的遗传现象都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。 讨论3：资料1和资料2展示的遗传现象有什么共同点?这对你认识基因和性状的关系有什么启示?