4.3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必修2

第四章 基因的表达 4.2 基因表达与性状的关系 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。 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? 一样 可能是由叶片所处的环境因素引起的。 问题探讨 讨论 例1、豌豆的圆粒与皱粒的形成机制 编码淀粉分支酶的基因被插入的DNA序列打乱 淀粉分支酶异常，活性降低 淀粉合成受阻，含量降低 淀粉含量低的豌豆由于失水而皱缩 基因 酶 细胞代谢 性状 基因表达产物与性状的关系 圆粒 皱粒 基因的表达指基因控制蛋白质的合成 P63 例2、人的白化症状形成机制 编码酪氨酸酶的基因异常 酪氨酸酶无法正常合成 酪氨酸不能转变为黑色素 缺乏黑色素表现出白化症状 基因 酶 细胞代谢 性状 基因通过控制 来控制 过程， 进而控制生物体的性状。 酶的合成 依据例1和例2，得出结论1： 代谢 例3、囊性纤维病形成机制 编码CFTR蛋白的基因缺失3个碱基 CFTR蛋白缺少1个苯丙氨酸，空间结构异常 CFTR蛋白转运氯离子的功能异常 支气管内黏液增多，管腔受阻，细菌大量繁殖，肺功能严重受损 基因 蛋白质结构 功能 性状 基因通过控制 控制生物体的性状。 蛋白质的结构直接 结论2： 归纳总结 1、基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。 2、基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。 性 状 控制 控制 酶的合成 细胞代谢 蛋白质结构 间接 直接 基 因 基因表达产物与性状的关系 例1豌豆的圆粒和皱粒、例2白化病 例3囊性纤维病 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 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 + + + - - + 分析不同类型细胞中DNA和mRNA的检测结果 科学家提取了鸡的输卵管细胞、红细胞（有细胞核）和胰岛细胞，对这三种细胞中的DNA和mRNA进行了检测，结果如下表所示： 思考·讨论 基因 mRNA 蛋白质 转录 翻译 基因的表达指基因控制蛋白质的合成 P63 卵清蛋白基因 珠蛋白基因 胰岛素基因 表达了： 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。 讨论 116 115 10 ① ：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、呼吸酶基因； ② ：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。 2、细胞分化的本质： 1、在不同类型的细胞中，表达的基因大致可以分为两类： 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。 基因的选择性表达与细胞分化 管家基因 奢侈基因 基因的选择性表达。 A、B两种植株体内的Lcyc基因（与柳穿鱼花的形态结构有关）的序列相同 植株A：Lcyc基因在开花时表达 植株B：Lcyc基因不表达 植株A 植株B 资料1 柳穿鱼花的形态结构的遗传 讨论：柳穿鱼性状改变的原因？ Lcyc基因被高度甲基化（有多个碱基连接甲基基团），抑制了基因的表达。 Lcyc基因 正常 植株A 开花时表达 Lcyc基因 高度 甲基化 植株B 开花时不表达 × （杂交） F1 （自交） F2 讨论：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？ 植株A的Lcyc基因在开花时表达,可看成为显性基因，而植株B的该基因不表达，可看成为隐性基因。两植株杂交，F1表现显性性状，F2出现类似性状分离的现象。 F1的碱基序列并没有变化，但DNA的甲基化修饰可以遗传给后代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。 13 小鼠的毛色受一对等位基因控制： Avy是显性基因，表现为黄色体毛； a为隐性基因，表现为黑色体毛。 纯种黄色×纯种黑色→F1：基因