4.2基因表达与性状的关系课件-2022-2023学年高一下学期生物人教版(2019)必修2

第2节基因表达与性状的关系 第四章 基因的表达 第二节 基因表达与性状的关系 1.基因如何控制生物体的性状？ 2.细胞分化与基因表达有什么关系？ 3.表观遗传信息是如何调控基因表达的？ 4.怎样理解基因与性状关系的复杂性？ 基 因 的 表 达 水毛茛 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？ 【答案】这两种形态的叶，其细胞的基因组成是一样的。 2.这两种叶形的差异，可能是由什么因素引起的？ 【提示】这两种叶形的差异，可能是由叶片所处的环境因素引起的。 （一）基因表达产物与性状的关系 资料1：皱粒与圆粒豌豆的形成 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 淀粉分支酶不能正常合成 蔗糖不能合成为淀粉，蔗糖含量升高 淀粉含量低的豌豆由于失水而显得皱缩 编码淀粉分支酶的基因正常 淀粉分支酶正常合成 蔗糖合成为淀粉， 淀粉含量升高 淀粉含量高，有效保持 水分，豌豆为圆粒 白化病 皮肤及其附属器官黑色素。 表现出怕光等行为 . 白化病人 控制酶形成的基因异常 酪氨酸不能转为黑色素 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 酪氨酸转为黑色素 表现正常 正常人 资料2：白化病的形成 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 基因通过控制 ， 来控制 ， 进而控制 。 酶的合成 代谢的过程 生物体的性状 资料3：囊性纤维病 CFTR蛋白缺少苯丙氨酸，影响CFTR蛋白的空间结构 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 资料4：镰刀型细胞贫血症 正常红细胞 圆饼状 镰刀型红细胞 镰刀状 资料4：镰刀型细胞贫血症 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 基因通过控制 ， 直接控制 。 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.囊性纤维病 4.镰刀型贫血症 一、基因表达产物与性状的关系 2.基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状 1.基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制(间接)生物体的性状。 基因控制生物性状的两种方式 （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、结构和功能却各不相同，这是为什么呢？ 基因的选择性表达与细胞分化 细胞中基因种类都是相同的，但是表达的基因不同，会使细胞表现出不同的性状，这就是基因的选择性表达。 （二）基因的选择性表达与细胞分化 表达的基因： 一类是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； 另一类是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。 细胞分化的本质就是基因的选择性表达。 基因的选择性表达与基因表达的调控有关。 （三）表观遗传 分析资料1 植株A 植株B 两株柳穿鱼体内Lcyc基因的序列相同 植株B的Lcyc 基因高度甲基化 植株A的Lcyc基因在开花时表 达，植株B的Lcyc基因不表达 （三）表观遗传 分析资料1 植株A 植株B 植株A 植株B × P： F1：花与A相似 F2：大部分与A相似，少部分与B相似 （三）表观遗传 分析资料2 表现出不同毛色的Avya 小鼠 AvyAvy aa × P： F1：Avya 黄色体毛 黑色体毛 表现出不同毛色，颜色介于黄色 和黑色之间 （三）表观遗传 柳穿鱼Lcyc 基因和小鼠Avy 基因的碱基序 列没有变化，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。 DNA甲基化示意图 甲基化的危害 甲基化的概念 DNA甲基化是指生物体在DNA甲基转移酶的催化下，将甲基转移到特定的碱基上的过程。DNA甲基化能关闭某些基因的活性。DNA甲基化能引起染色质结构、DNA构象、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式的改变，从而控制基因表达。 有研究表明，吸烟会使人的体细胞内DNA的甲基化水平升高，对染色体上的组蛋白也会产