4.2基因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

第四章第二节 基因表达与性状的关系 一、基因表达产物与性状的关系 资料1：豌豆的圆粒和皱粒形成机制 1.性状对比 淀粉在细胞中具有保留水分的作用 饱满，能有效保留水分 皱缩，失水 （1）圆粒 （2）皱粒 2.基因对比 （1）圆粒 （2）皱粒 含有编码淀粉分支酶的基因 插入了一段外来DNA序列， 打乱了编码淀粉分支酶的基因 圆粒豌豆的形成机制 编码淀粉分支酶的基因正常 淀粉分支酶活性正常 淀粉合成正常，含量增加 淀粉含量高，有效保留水分 皱粒豌豆的形成机制 编码淀粉分支酶的基因被打乱 淀粉分支酶异常，活性降低 淀粉合成受阻，含量降低 淀粉含量低的由于失水而皱缩 基因 酶 细胞代谢 性状 资料1：豌豆的圆粒和皱粒形成机制 基因 酶的 合成 控制 生物的 性状 间接控制 代谢 过程 控制 一、基因表达产物与性状的关系 例如：白化病是由于酪氨酸酶基因异常， 而缺少酪氨酸酶，导致机体不能合成黑色素。患者毛发白色，皮肤淡红色，畏光。 4 资料2：囊性纤维病形成机制 囊性纤维病是北美白种人常见的一种遗传病，每1800个人中就有一个患者，每25个人中就有一个致病基因携带者。 患者支气管中黏液增多，管腔受阻，细菌在肺部大量生长繁殖，最终使肺功能严重受损。 （1）正常 （2）患病 肺部功能正常 肺部功能严重受损 2.基因对比 （1）正常 （2）患病 含有编码CFTR蛋白的基因正常 编码CFTR蛋白的基因缺失了3个碱基 1.性状对比 资料2：囊性纤维病形成机制 CFTR是一种转运蛋白，运输氯离子 正常的形成机制 编码CFTR蛋白的基因正常 CFTR蛋白正常 CFTR转运氯离子的功能正常 表现正常 囊性纤维病形成机制 编码CFTR蛋白的基因缺失3个碱基 CFTR蛋白异常，缺少苯丙氨酸 CFTR转运氯离子的功能异常 黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染 基因 蛋白质结构 功能 性状 资料2：囊性纤维病形成机制 一、基因表达产物与性状的关系 直接作用 间接作用 蛋白质 的结构 生物 性状 酶的 合成 细胞 代谢 生物性状 基因 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? 二、基因的选择性表达与细胞分化 根据教材P72的“思考·讨论”，回答下列问题。 （1）这三种细胞的基因组成是否相同？ 它们合成的蛋白质种类是否相同？ （2）三种细胞中都含有卵清蛋白基因、珠蛋白基因、胰岛素基因，但只检测到了其中一种基因的mRNA，这一事实说明了什么？ 细胞分化的本质就是基因的选择性表达 （3）这三类细胞中表达的基因是否完全不相同？ 细胞中表达的基因分类 管家基因： 奢侈基因： 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。 如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。 如胰岛素基因、血红蛋白基因等。 基因的选择性表达与基因表达的调控有关 资料1：如图所示的两株柳穿鱼，除花的形态结构不同，其他方面基本相同。A、B植株的Lcyc基因的序列相同。花的形态与Lcyc基因的表达相关。 植株B 植株A 两侧对称花 辐射对称花 根据教材P73的“思考·讨论”，回答下列问题。 1.柳穿鱼的花形态不同的原因是什么？ 2.植株B中，Lcyc基因为什么不表达？ 植株A：Lcyc基因在开花时表达 植株B：Lcyc基因不表达 植株B的Lcyc基因不表达的原因是 它被高度甲基化。 5` 3` 3` 5` C G G C 5` 3` 3` 5` C G G C CH3 CH3 胞嘧啶甲基化 DNA甲基化修饰 甲基化主要发生在 胞嘧啶脱氧核苷酸上 DNA甲基化后转录异常， 抑制基因表达 3.植株B的性状能遗传给后代吗？ 4. F1的花为什么与A相似？ F2中为什么有少部分植株与B相似？ 甲基化修饰的DNA可以遗传给后代。 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。 资料2： 某种小鼠的毛色受一对等位基因Avy和a控制， Avy为显性基因，表现为黄色体毛； a为隐性基因，表现为黑色体毛。 P F1 Avya 黄毛 黑毛 × AvyAvy aa 问题：F1小鼠的基因型相同，为什么毛色不同？ 根据教材P73的“思考·讨论”，回答下列问题。 Avy基因 无甲基化，Avy基因正常表达，黄色 部分甲基化，Avy基因表达受抑制，毛色加深 甲基化程度高，Avy基因表达被抑制更明显， 毛色更深 Avy基因 Avy基因 甲基 甲基 前端 前端 前端 甲基化的DNA使表达受抑制， 甲基化程度越高，抑制越明显。 三、表观遗传 1.概念 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。 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。 3.表观遗传的特点 ① 可遗传性：即这类改变通过有丝分裂或减数分裂，能在细胞和个体间遗传。 ② 可逆性：如甲基化时，可影响基因的表达；去甲基化时，可恢复基因的表达。 ③ DNA碱基序列不变 四、基因、环境与性状 大多数情况下，基因和性状不是简单的一一对应的关系: ①一个性状可以受多个基因影响(多因一效)。 ②一个基因也可以影响多个性状(一因多效)。 水稻中的Ghd7基因编码的蛋白质不仅参与了开花的调控，而且对水稻的生长、发育和产量都有重要作用。 人的身高是由多个基因决定的，其中每个基因对身高都有一定的作用。 ③生物体的性状也不完全是由基因决定的， 环境对性状也有着重要影响。 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。 课堂小结 环境 基因 酶的合成 代谢 性状 表观 遗传 蛋白质的结构 甲基化修饰 基因的碱基序列不变，表达发生可遗传变化 细胞分化 影响 控制 控制 表现 控制 选择性表达 改变 基础 $