2.4.2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

基因表达与性状的关系 第2节 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。 基因表达产物与性状的关系 基因 蛋白质 体现 性状 如何控制？ 表达 早在19世纪，孟德尔就提出豌豆所表现出来的性状如：高茎和矮茎、圆粒和皱粒是由遗传因子控制的，后来我们通过大量的实验证明了这种说法，同时也找出了遗传因子的真身——DNA，那么DNA是如何控制生物性状的呢？以上的实例也告诉我们，其实基因与性状并非一一对应的关系，这又如何来理解？ 3 实例一 · 囊性纤维化 正常气管 囊性纤维化气管 气流大小 自主学习任务一：阅读教材71—72页，参照教材71页图4—9，用流程图说明人的白化病、囊性纤维病的形成机制。 自主学习任务二：通过这几个实例总结基因控制性状的途径 囊性纤维化是北美白种人中常见的一种遗传病，患者支气管被异常的粘液堵塞，常于幼年时死于肺部感染。 4 实例一 · 囊性纤维化 正常气管 囊性纤维化气管 气流大小 CFTR基因缺失了3个碱基 CFTR蛋白结构异 常，导致功能异常 患者支气管内黏液增多 黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染 基因 蛋白质结构 性状 囊性纤维化是北美白种人中常见的一种遗传病，患者支气管被异常的粘液堵塞，常于幼年时死于肺部感染。 5 基因 酶 代谢 过程 性状 实例二 酪氨酸酶不能正常合成 酪氨酸不能转化为黑色素 控制酪氨酸酶的基因异常 表现为白化病 不知道大家有没有过这样的生活经验，吃生花生时，偶尔吃到一粒皱巴巴的，虽然长得不好看，却格外的清甜。这是为什么？豌豆中也有类似现象。 6 控制酶的合成来控制代谢 → 生物性状 控制蛋白质结构直接控制 → 生物性状 基因、蛋白质与性状的关系 基因 间接控制 直接控制 来自同一个受精卵的细胞为何形态、功能各异？ 无论是直接控制还是间接控制，基因都是通过指导蛋白质的合成来控制性状的。那么来自同一个受精卵的细胞基因相同，为何形态、功能各异。 8 是否存在某些特定基因，所有细胞都会表达呢？ 既然不同细胞中的基因表达情况不同，那是否存在某些特定基因，所有细胞都会表达呢？ 9 思考·讨论 检测的3种细胞 是否含有三种基因 卵清蛋白基因表达 珠蛋白基因表达 胰岛素基因表达 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 由表中数据你能得出什么结论？如何得到的？ 结论1：同一生物体不同类型细胞的基因组成是相同的，根据表中第1-2列数据纵向比较得出的。 结论2：同一生物体不同类型细胞的基因表达情况不同，根据表中第3—5列数据比较得出的。 小结：同一生物体不同类型细胞之所以形态、结构、功能不同（细胞分化}，是因为基因的选择性表达。 细胞分化的本质就是基因的选择性表达 不同类型的细胞中，表达的基因分为两类： 一类是所有细胞中都表达的基因（管家基因），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（同一生物体不同类型细胞）中特异性表达的基因（奢侈基因或组织特异性基因），其表达将赋予细胞特定（区别于其它细胞的）功能 2.4.2.2 基因的选择性表达与细胞分化 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？ × 亲代 多数花两侧对称 花辐射对称 子一代 子二代 为什么F1的花都是两侧对称的？ F2中，为什么有些植株的花为辐射对称？ 为什么柳穿鱼植株A与植株B的花的形态结构不同？ 植株A(两侧对称的花） 植株B(辐射对称的花） 因为F1植株同时含有一个正常的Lcyc基因和一个被高度甲基化的Lcyc基因，正常的Lcyc基因对被高度甲基化的Lcyc基因为显性，故F1的花为两侧对称。 F2中有些植株中具有两个被高度甲基化的Lcyc基因，因此这些植株的花为辐射对称。 12 植株A与植株B的Lcyc 基因碱基序列相同 植株A的Lcyc基因未被甲基化，在开花时可正常表达，花为两侧对称。 植株B的Lcyc基因被高度甲基化，在开花时不能表达，花为辐射对称。 返回 问题：DNA甲基化修饰会遗传给后代吗？ 基因型相同，表型不同 科学家已知：小鼠毛色受一对等位基因 Avy 和a控制， Avy 表达合成黄色色素，a表达合成黑色色素。 问题1：F1的小鼠基因型都是 Avy a，为什么表现出不同的毛色？ 低表达 高表达 基因型相同，表型不同 问题2：上面柳穿鱼花的形态和小鼠毛色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？ 共同点：基因的碱基序列保持不变，但部分碱基发生甲基化修饰，抑制了基因的表达，进而对表型产生了影响。这种DNA甲基化可