4.2 基因表达与性状的关系-【精准备课】2022-2023学年高一生物同步教学精品课件（人教版2019必修2）

第2节 基因表达与性状的关系 我们已经知道生物的性状是由基因控制的，那基因是如何控制生物性状的呢？ 一、基因表达产物与性状的关系 豌豆的圆粒与皱粒： 蔗糖 淀粉 淀粉分支酶 编码淀粉分支酶的基因 淀粉含量升高，有效保留水分，豌豆显得圆鼓鼓（性状：圆粒），甜度低 外来DNA序列 插入 × 蔗糖含量升高，淀粉含量低，失水而显得皱缩（性状：皱粒），甜度高 人的白化病 酪氨酸 黑色素 酪氨酸酶 酪氨酸酶基因 酪氨酸酶基因异常 酪氨酸酶 缺乏 酪氨酸不能转化成黑色素 （肤色正常） （白化病） 基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而间接控制生物体的性状。 囊性纤维病 CFTR基因缺失了3个碱基 CFTR蛋白结构异常，导致运输Cl－功能异常 患者支气管内黏液增多 黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染 镰刀型 血细胞 贫血症 容易破裂，患溶血性贫血 突变 G U A 基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。 控制了生物的性状。 1.基因控制蛋白质合成的最终结果是什么？ 直接原因：蛋白质的多样性 思考和讨论 2.生物表现出多样性的根本原因和直接原因是什么？ 根本原因：DNA的多样性 DNA—蛋白质—性状的关系 DNA的多样性 蛋白质的多样性 生物界的多样性 决定 导致 二、基因的选择性表达与细胞分化 大规模基因组测序发现，很多基因都不是动物或植物所特有的。例如，人类的基因和黑猩猩相似度高达98.77%，与猕猴的基因相似度约为93%，与小鼠的基因相似度超过80%。但是，他们的相貌差距很大，为什么？ 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? 生物体多种性状的形成，都是以细胞分化为基础的。 分析不同类型细胞中DNA和mRNA的检测结果 1.这3种细胞中合成的蛋白质种类有什么差别？ 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。如：输卵管细胞只能合成卵清蛋白。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。 2.3种细胞中的DNA都含有卵清蛋白基因、珠蛋白基因和胰岛素基因，但只检测到其中一种基因的mRNA，这一事实说明了什么？ 细胞中并不是所有的基因都表达，基因的表达存在选择性。 3.这3种细胞中有表达情况相同的基因么？ 有，核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因、细胞呼吸酶基因等在所有细胞中都表达 4.根据基因在不同类型细胞中的表达情况，对基因分类，对基因种类命名？ 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需的。如核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因、RNA聚合酶基因、细胞呼吸酶基因等； ②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、珠蛋白基因、胰岛素基因。 5.造成同一生物体不同类型的细胞的形态、结构和功能差异的原因是什么？ 每种类型的细胞只表达一部分基因，即基因表达的差异产生了不同类型的细胞。 6.细胞分化的本质？ 基因的选择性表达 基因的选择性表达与基因表达的调控有关。 基因什么时候表达、在哪种细胞中表达以及表达水平的高低都是受到调控的，这种调控直接影响性状。 如何调控呢？ 是细胞分化的根本原因，保证机体的正常发育； 各种蛋白质在需要时才合成，以适应多变得环境。 7.基因选择性表达有什么意义？ 一直以来人们都认为基因组DNA决定着生物体的全部表型，但逐渐发现有些现象无法用经典遗传学理论（经典遗传学是指由于基因序列改变（如基因突变等）所引起的基因功能的变化，从而导致表型发生可遗传的改变）解释，比如基因完全相同的同卵双生双胞胎在同样的环境中长大后，他们在性格、健康等方面会有较大的差异。这说明在DNA序列没有发生变化的情况下，生物体的一些表型却发生了改变。 又提出表观遗传学的概念，是指在基因的DNA序列没有发生改变的情况下，基因功能发生了可遗传的变化，并最终导致了表型的变化。 现在人们认为，基因组含有两类遗传信息，一类是传统意义上的遗传信息，即基因组DNA序列所提供的遗传信息，它提供生命所必需的所有蛋白质的合成蓝图；另一类则是表观遗传信息，知道基因在何时、何地表达和关闭。 三、表观遗传 柳穿鱼花形态结构和小鼠毛色的遗传 1、上述资料中，柳穿鱼和小鼠性状改变的原因是什么？ 2、分析资料1，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？ 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？ 1、上述资料中，柳穿鱼和小鼠性状改变的原因是什么？ 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