4.2 基因表达与性状的关系-2023-2024学年高一下学期生物人教版（2019）必修2

4.2 基因表达与性状的关系 问题探讨 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？ 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？ 可能是由叶片所处的环境因素引起的 基因与性状不一定是一一对应的关系 01 基因表达产物与性状的关系 外来DNA序列打乱了 编码淀粉分支酶的基因 基因 酶 代谢 过程 性状表现 编码淀粉分支酶的基因正常 淀粉分支酶正常合成 淀粉合成正常，含量增加 淀粉含量高，有效保留水分，豌豆显得圆鼓鼓（圆粒） 淀粉不能正常合成 淀粉含量低的豌豆由于 失水而显得皱缩（皱粒） 淀粉分支酶不能正常合成 例一：豌豆的圆粒与皱粒 如何从基因控制性状的角度解释这一对相对性状的形成？ 思考 例二：白化病 编码酪氨酸酶的基因正常 酪氨酸转化为黑色素 酪氨酸酶正常 表现正常 正常人 白化病人 编码酪氨酸酶的基因异常 酪氨酸不能转化为黑色素 酪氨酸酶不能合成 缺乏黑色素，表现为白化病 基因 性状 酶 代谢 过程 结论1：基因通过控制____的合成来控制___________，进而控制生物体的性状。 酶 代谢过程 间接控制 例三：囊性纤维化的发病机理 患者编码CFTR蛋白的基因缺失了3个碱基 CFTR蛋白结构异常，缺少丙氨酸 患者支气管内黏液增多 黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染 直接控制 结论2：基因通过控制_________________来______ 控制生物体的性状。 蛋白质的结构 直接 基因表达产物与性状的关系 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。 实例一豌豆的圆粒和皱粒、实例二白化病 2、基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。 实例三囊性纤维病、镰状细胞贫血 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 【针对训练1】(不定项)如图为人体内基因对性状的控制过程，据图分析，下列相关叙述正确的是(　　) A．基因1和基因2一般不会出现在人体内的同一个细胞中 B．图中过程①需要RNA聚合酶的催化，过程②不需要tRNA的协助 C．过程④⑤的结果存在差异的直接原因是血红蛋白结构的不同 D．过程①②③表明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 CD 02 基因的选择性表达产物与细胞分化 (1)这3种细胞中合成的蛋白质种类有什么差别？ 检测的三种细胞 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 +++ - - + 输卵管细胞只能合成卵清蛋白，红细胞只能合成珠蛋白，胰岛细胞只能合成胰岛素 1.分析不同类型细胞中DNA和mRNA的检测结果： 细胞中并不是所有的基因都表达，基因的表达存在选择性。 (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？ 3. 表达的基因分类 管家基因 所有细胞中都表达的一类基因，这类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。 奢侈基因 只在某类细胞中特异性表达的基因，这类基因表达的产物赋予各种类型细胞特定的形态结构与功能。 2. 细胞的分化 实质：基因的选择性表达 例如：核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因 例如：卵清蛋白基因、胰岛素基因 【针对训练2】同一个体中，在所有细胞中都表达的一类基因，称为管家基因，只在某类细胞中特异性表达的基因称为奢侈基因。下列相关叙述错误的是(　　) A．管家基因指导合成的蛋白质是维持细胞生命活动所必需的 B．奢侈基因表达的产物赋予细胞特定的形态、结构和功能 C．所有细胞中都含有管家基因，但只有部分细胞含有奢侈基因 D．奢侈基因能表达说明细胞已发生了分化 【针对训练1】同一动物个体的神经细胞与肌细胞在功能上是不同的，造成这种差异的主要原因是(　　) A．二者所处的细胞周期不同 B．二者合成的特定蛋白不同 C．二者所含有的遗传信息不同 D．二者核DNA的含量不同 B C 基因什么时候表达 基因在哪种细胞中表达 基因表达水平的高低 调控基因是否表达 调控基因表达多少 基因表达的调控 直接影响 性状 如何调控？ 03 表观遗传 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 绝大部分植株的花与植株A相似 少部分植株的花与植株B相似 资料一：柳穿鱼的花 AvyAvy P X F1 aa Avy基因 无甲基化，Avy基因正常表达，黄色 部分甲基化，Avy基