4.2基因的表达与性状的关系课件-2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

课前提问 1、密码子、反密码子的概念、位置、特点？ 2、DNA复制、转录、翻译的概念、场所、条件、产物？ 3、书写噬菌体、烟草花叶病毒、HIV、人的神经细胞、人的干细胞的中心法则内容 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？ 2.这两种叶形的差异，可能是由什么因素引起的？ 一样 环境 问题探讨 导 第4章　基因的表达 第2节　基因表达与性状的关系 学习目标 1.阅读课本 P71 正文内容，总结出基因表达产物与性状的关系 2.阅读课本 P72 正文内容，概括出细胞分化的实质 3.阅读课本 P73 的内容，归纳概括表观遗传的概念、实例、原因和影响因素 思、议 1、基因如何控制生物的性状？ 2、细胞中的基因都会表达吗？ 3、细胞分化与基因表达有什么关系？ 4、表观遗传信息是如何调控基因表达的？ 5、怎样理解基因与性状关系的复杂性？ 一、基因表达产物与性状的关系 1、基因控制性状的途径 基因 酶 代谢过程 性状 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 淀粉分支酶异常，活性大大降低 淀粉合成受阻，含量降低 淀粉含量低的豌豆由于失水而显得皱缩 编码酪氨酸酶的基因异常 酪氨酸酶不能合成 酪氨酸不能转变为黑色素 缺乏黑色素表现为白化病 豌豆形成皱粒原因 白化病的成因 囊性纤维化成因 CFTR蛋白转运氯离子的功能异常 编码CFTR蛋白的基因缺失3个碱基 CFTR蛋白在508位缺少苯丙氨酸 支气管黏液增多，管腔受阻，细菌在肺部大量繁殖，肺功能受损 CFTR蛋白空间结构发生变化 基因 蛋白质结构 性状表现 一、基因表达产物与性状的关系 1、基因控制性状的途径 基因 酶 细胞代谢 生物性状 结构蛋白 生物性状 蛋白质 间接作用 直接作用 一、基因的表达产物与性状的关系 1.基因通过控制 来控制 ，进而控制生物体的性状。 酶的合成 代谢过程 2.基因还能通过控制 来 控制生物体的性状。 蛋白质的结构 直接 二、基因的选择性表达与细胞分化 生物体多种性状的形成，都是以 为基础的。 同一生物体中不同类型的细胞，基因都是 的， 而形态、结构和功能却各不相同，这是为什么呢？ 细胞分化 相同 输卵管细胞 红细胞 胰岛细胞 基因 mRNA 蛋白质 分析鸡的不同类型细胞中DNA和mRNA、蛋白质的检测结果 基因：①卵清蛋白基因、②珠蛋白基因、③胰岛素基因、 ④核糖体蛋白基因、⑤ATP合成酶基因 mRNA：A-卵清蛋白mRNA、B-珠蛋白mRNA、C-胰岛素mRNA、 D-核糖体蛋白mRNA、E-ATP合成酶mRNA 蛋白质：甲-卵清蛋白、乙-珠蛋白（类似血红蛋白的功能）、丙-胰岛素、 丁-核糖体蛋白、戊-ATP合成酶 ①②③④⑤ ①②③④⑤ ①②③④⑤ ADE BDE CDE 甲丁戊 乙丁戊 丙丁戊 细胞中表达的基因 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须的； RNA聚合酶基因，ATP合成酶基因、核糖体蛋白基因等； 只在某类细胞中特异性表达的基因，这类基因表达会使细胞在形态、结构和功能上产生稳定的差异； 胰岛素基因，卵清蛋白基因等； 二、基因的选择性表达与细胞分化 细胞分化的本质：基因的选择性表达 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，都与基因表达的调控有关。 表观遗传就是一种非常重要的基因表达调控手段 A,B两种植株，体内的Lcyc基因的序列相同 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 讨论1：柳穿鱼性状改变的原因？ 植株B的Lcyc基因被高度甲基化（有多个碱基连接甲基基团） 三、表观遗传 讨论2：DNA甲基化为什么会抑制基因表达？ Lcyc基因不表达，抑制转录 植株A与植株B做亲本杂交，F1的花与A相似， F1自交的F2中绝大多数植株的花与A相似，少部分与B相似。 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：基因型为Avya，却表现出不同的毛色； 介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型。 资料2：小鼠毛色的遗传 讨论：小鼠性状改变的原因是什么？ 因为AVY基因的前端有一段影响AVY基因表达的特殊的碱基序列被甲基化修饰，AVY基因表达受到抑制。 甲基化程度越高，表达水平越低，体毛眼色越深。 1.概念： 三、表观遗传 2.发生时期： 普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动过程中。 举例： 基因组成相同的同卵双胞胎所具有的微小差异就与甲基化有关 蜂王 工蜂 基因甲基化决定了蜜蜂发育成工蜂还是蜂王，二者在DNA序列方面是完全一致的 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。 从外在看因为蜂王幼虫吃的是蜂王浆，住的是大蜂巢，从内在看，蜂王浆、大蜂巢等减少了基因甲基化，使幼虫得以发育成蜂王，而工蜂幼虫的甲基化太高只能发育成工蜂，体型、生殖能力都有差别。 3.常见的调控机制： ①DNA甲基化修饰 (主要抑制转录) 三、表观遗传 5` 3` 3` 5` C G G C 5` 3` 3` 5` C G G C CH3 CH3 胞嘧啶甲基化 Lcyc基因不表达，抑制转录 组蛋白被修饰后，染色质形态发生变化，有利于基因表达(促进表达)或不利于基因表达(抑制基因表达)。 乙酰化 去乙酰化 染色体结构松散 转录被激活 染色体结构紧密 转录被抑制 ②染色体组蛋白甲基化、乙酰化等修饰 （影响转录，影响基因表达） 调控机制受环境影响： P74与社会的联系 3.常见的调控机制： 基因与性状的关系 大多数生物性状是由一对(个)基因控制的； 生物体有一些性状是由多对（个）基因控制的； 有的基因也可以影响多个性状； 生物体的性状由基因决定，也受环境影响； 1 2 3 4 基因与基因、基因与基因表达产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用。这种相互作用形成一个错综复杂的网络，精细的调控着生物体的性状。 四、基因与性状的关系 基因与性状是一一对应的关系吗？ 课堂小结 直接 间接 共同作用 检 1. 如图表示同一个体的 5 种细胞中 5 种基因的表达情况，下列分析错误的是( ) A. 此图能说明细胞分化的实质 B. 基因b 可能控制 RNA 聚合酶的合成 C. 细胞中 mRNA 差异最大的是细胞 2 和 4 D. 一般来说，这 5 种细胞的核遗传物质相同 C $$