2025届高三生物二轮复习课件基因表达与性状的关系

基因表达与性状的关系 第4章 基因的表达 新课程标准内容要求 概念3 遗传信息控制生物性状并代代相传 3.1.4 概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成，细胞分化的本质是基因选择性表达的结果，生物的性状主要通过蛋白质表现。 3.1.5 概述某些基因中碱基序列不变但表型改变的表观遗传现象。 学习目标 1.举例说明基因控制性状的方式，并通过建构基因-性状-环境之间复杂关系，形成建模意识。 2.认同生物学中因果关系的复杂性，尝试对复杂事物进行多角度、多因素的分析，提升科学探究能力。 情境导入 我萌吗？ 我出生自带土豪金！ 3 情境导入 Agouti色 白色 黑色 棕黄色 小鼠的毛色有多种类型。 同一株植株能出现这种现象，你觉得他们两种子叶的基因组成怎么样 4 情境导入 小鼠的毛色是由小鼠毛囊中黑色素细胞合成的色素控制。 同一株植株能出现这种现象，你觉得他们两种子叶的基因组成怎么样 5 基因表达产物与性状的关系 01 【资料一】酪氨酸是合成色素的前体物质，酪氨酸在酪氨酸激酶的作用下可以合成多巴醌，已知B基因控制酪氨酸激酶的合成，等位基因b无法控制合成酪氨酸激酶，表现为白化小鼠，另外还有D基因可以表达黑色素合成酶，能够将多巴醌合成真黑色素，而d基因无法表达黑色素合成酶，多巴醌会转化成棕黄色素。B基因和D基因分别位于两对常染色体上。 请同学们根据上述资料信息，写出B基因和D基因与真黑色素合成的关系？ 基因表达产物与性状的关系 01 思考：基因是如何控制生物的性状？ 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。 基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。 思考：基因是如何控制酶的合成？ 基因表达产物与性状的关系 01 思考：毛囊细胞中合成色素颗粒是不是说明只有毛囊细胞才有控制色素合成的相关基因呢？ 细胞种类 ATP合成酶基因 珠蛋白基因 酪氨酸酶基因 胰岛素基因 ATP合成酶mRNA 珠蛋白mRNA 酪氨酸酶mRNA 胰岛素mRNA 胰岛细胞 ++++ + - - + 未成熟红细胞 ++++ + + - - 毛囊细胞 ++++ + - + - 胚胎干细胞 ++++ + - - - 小鼠不同类型细胞中的基因和mRNA 细胞分化的实质：基因的选择性表达 基因表达产物与性状的关系 01 【资料二】黑色素细胞合成的色素颗粒还有另一条生产线，可以合成棕黑色素，其色素颗粒颜色从黄色到红色分布。 【资料三】黑色素细胞相邻的细胞表面还会表达一种调控蛋白MSH，并通过与黑色素细胞上的受体MC1R结合发挥其生物学作用。当MSH与MC1R结合后，黑色素细胞将合成真黑色素，当MSH与MC1R解离后，黑色素细胞则会切换到合成棕黑色素的生产线上。 思考：调控蛋白MSH的作用是什么？MSH的作用过程体现了细胞膜的什么功能？ 【资料四】已知A基因表达一种拮抗蛋白ASP，该蛋白能够抑制MSH与MC1R的结合。当MSH和ASP同时存在时，MC1R能优先与ASP结合，黑色素细胞也会切换到合成棕黑色素的生产线上。而等位基因a会表达出结构异常的ASP。 讨论：根据上述信息，请分析基因A(a)与小鼠黑毛（含真黑色素）出现的关系 9 基因表达产物与性状的关系 01 【资料五】A基因的表达存在周期调控，如图所示。小鼠的毛发被漆成一种斑驳色，也称为野生色。 思考：请在图示相应位置标出颜色。 10 基因表达产物与性状的关系 01 【资料六】A基因可以突变成显性黄色基因Avy，使小鼠每根全为黄色。 思考：尝试根据毛色的情况分析Avy和A基因的表达情况的差异？ 11 表观遗传 02 【资料七】A基因突变成a基因，导致黑色素细胞仅合成真黑色素，小鼠每根毛全为黑色。将纯种的黄色体毛的小鼠与纯种的黑色体毛的小鼠杂交，子一代小鼠的基因型都是Avya，却表现出介于黄色和黑色之间的不同的体色。 12 表观遗传 02 思考：这种表型的差异性可能是什么因素导致的？ 13 表观遗传 02 【资料八】研究表明，在Avy基因的上游有一段特殊的碱基序列决定着该基因的表达水平，这段碱基序列具有多个可发生DNA甲基化修饰的位点。 5` 3` Avy基因编码序列 决定基因表达水平的序列 无甲基化 不同程度甲基化 甲基化程度最高 Avy基因不受抑制 黄色鼠 Avy基因高表达 Avy基因受抑制最高 黑色鼠 Avy基因不表达 Avy基因受不同抑制 Avy基因低表达 介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型 思考：DNA甲基化修饰可能对基因表达的哪个过程，产生了什么样的影响？是否会改变基因的碱基序列？ 构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰也会影响基因表达 DNA 组蛋白 甲基化 乙酰化 磷酸化 表观遗传 02 生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象，叫作 表观遗传 02 表观遗传 表观遗传 02 柳穿鱼的花 同卵双生的双胞胎 表观遗传 02 【资料九】我们都知道吸烟有害健康，吸烟不仅会伤害我们的身体器官，还会使人的体细胞内DNA的甲基化水平升高，对染色体上的组蛋白也会产生影响。而且男性吸烟者的精子的活力下降，严重影响生育能力。 18 表观遗传 02 【资料十】科学家在实验中发现叶酸、胆碱、维生素C等物质能够促进DNA甲基化，将生理状态相同的，几乎没有表观差异的Avya怀孕的小鼠分成2组，第一组小鼠的食物中添加这类物质，第二组正常饮食，结果发现第一组小鼠出生后皮毛表型颜色各异；另一组后代体色差异不大。 这个结果能得出什么结论？ 结论：胆碱等食物能促进DNA的甲基化，从而影响生物的性状。 19 基因和性状的关系 03 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。 残翅果蝇 翅长接近正常的果蝇 基因和性状的关系 03 【资料十一】 Avy基因不仅对动物毛色有影响，还会影响其他代谢过程。日常生活有种有趣的生物现象，“十只橘猫九只胖，还有一只压倒炕”。这是因为Avy基因的表达产物和能量代谢、肥胖、Ⅱ型糖尿病、肿瘤等多种性状的发生相关。 21 习题背景来源于生活，考点来源于教材！ 下节课见 23 $$