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

背诵 1、转录、翻译的时期、过程。（结合DNA复制一起背，并从场所、条件（模板、原料、能量、酶）、碱基配对原则上区分） 2、密码子的位置、种类、特点及对应氨基酸的情况。 3、tRNA的结构和功能特点。 4、1条mRNA上结合多个核糖体的意义。 5、中心法则的图（会画） 第4章 基因的表达 第2节 基因表达与性状的关系 一、基因表达产物与性状的关系 圆粒豌豆 皱粒豌豆 3 一、基因表达产物与性状的关系 【例1】豌豆的圆粒与皱粒 圆粒豌豆的形成机制 皱粒豌豆的形成机制 基因 酶 代谢过程 性状 外来DNA 圆粒豌豆 皱粒豌豆 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） 外来DNA序列打乱了 编码淀粉分支酶的基因 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 4 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 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 CFTR（跨膜）基因缺失了3个碱基 CFTR蛋白结构_____，导致功能_____ 患者支气管内黏液增多 黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染 例三：囊性纤维化的发病机理 基因 蛋白质结构 生物性状 异常 异常 基因还能通过控制蛋白质的______而_____控制生物体的_______ 性状 结构 直接 直接控制 结论2： 控　制 控　制 拓展 酒精（乙醇） 乙醇脱氢酶 乙醛 乙醛脱氢酶 乙酸（醋酸） CO2、H2O、脂肪等 乙醇脱氢酶 相关基因 乙醛脱氢酶 相关基因 乙醛增多，乙醛有毒，扩张血管 喝酒上脸 （脸红） 酒精中毒 （脸白） 酒量好 小结 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 所有的基因都表达吗？ 8 同一生物体中不同类型的细胞，基因都是相同的，而形态、 结构和功能却各不相同，这是为什么呢？ 二、基因的选择性表达与细胞分化 思考 讨论 1.根据课本P72的“思考·讨论”，回答下列问题： 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 +++ - - + 说明：“+”表示检测发现相应的分子，“-”表示检测未发现相应的分子。 (1)这3种细胞中合成的蛋白质种类有什么差别？ 3种细胞中合成的蛋白质都是该细胞中的特异性蛋白质 (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？ 在不同细胞内表达的基因不同。 二、基因的选择性表达与细胞分化 检测的三种细胞 卵清蛋白基因、珠蛋白基因、胰岛素基因 ATP合 成酶基 因 卵清蛋白 mRNA 珠蛋白 mRNA 胰岛素 mRNA ATP合 成酶 mRNA 输卵管细胞 +++ + + - - + 红细胞 +++ + - + - + 胰岛细胞 +++ + - - + + 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 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特征与功能。 表达的基因分类 二、基因的选择性表达与细胞分化 基因的选择性表达 产生不同种类蛋白质 细胞形态、结构、生 理功能出现差异 细胞分化 本质 属于管家基因的是：________ 属于奢侈基因的是：_________ 细胞分化的“不变”与“变” DNA、tRNA、rRNA ①不变 细胞的数目 ② 变 mRNA、蛋白质的种类 细胞的形态、结构和功能 二、基因的选择性表达与细胞分化 三、表观遗传 资料1：柳穿鱼是一种园林花卉。下图所示的两株柳穿鱼，除了花的形态结构不同，其他方面基本相同。柳穿鱼花的形态结构与Lcyc基因的表达直接相关，两种植株Lcyc基因序列完全相同。 A两侧对称花 B辐射对称花 1.资料1中植株A和植株B的花的形态不同是基因不同导致的？还是基因的表达不同导致的？ 2.导致植株B中Lcyc基因不表达的原因是什么？ 是基因的表达不同导致的。 植株B的Lcyc基因被高度甲基化 三、表观遗传 DNA甲基化: 在DNA甲基转移酶作用下，DNA分子特定碱基序列中的胞嘧啶，被选择性地添加了甲基，形成5-甲基胞嘧啶。 模型演示：DNA甲基化影响基因表达 （长尾夹代表甲基，拉链代表DNA） 正常 甲基化 研究发现：DNA甲基化将不同程度地抑制基因转录的过程。 植株A 植株B × P F1 F2 1.F1的花为什么与植株A的相似？ F1植株同时含有来自植株A和植株B的Lcyc基因。植株A的Lcyc基因能够表达，表现为显性；植株B的Lcyc基因由于被高度甲基化，基因表达受到抑制，表现为隐性。因此，同时含有这两个基因的F1中，F1的花与植株A的相似. 2.在F2中，为什么有些植株的花与植株B的相似？ F1自交后，F2中有少部分植株含有两个来自植株B的Lcyc基因，由于该基因被高度甲基化，基因表达受到抑制，因此，这部分植株的花与植株B相似 三、表观遗传 16 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 基因的碱基序列保持不变，但部分碱基发生了甲基化修饰，抑制了基因的表达，进而对表型产生影响。这种DNA甲基化修饰可以遗传给后代。 资料二：实验小鼠的毛色 将纯种黄色体毛的小鼠与纯种黑色体毛的小鼠杂交，子一代小鼠的基因型都是Avya,却表现出不同的毛色：介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型 资料1和资料2展示的遗传现象有什么共同点？ 生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表现型可遗传变化的现象。 三、表观遗传 3.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。 1 概 念： ①可遗传性：基因表达和表型可以遗传给后代。 ②DNA不变性：基因的碱基序列保持不变。 ③可逆性：被修饰的DNA可以发生去甲基化。 2 特 点： 组蛋白甲基化后，会使DNA缠绕在组蛋白上更紧，这样DNA不能解开双链从而不能转录，基因不能表达！ 甲基化引起表观遗传的实例 蜂王和工蜂的差异 同卵双胞胎间差异 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 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 基因相同→表型不同 表观遗传的发生受到环境的影响，进而使基因型相同的个体产生差异 DNA的甲基化可引起基因的失活，基因不能表达。 ① DNA甲基化修饰 启动子：是RNA聚合酶识别和结合的位点 （主要抑制转录） 5’ 3’ 3’ 5’ C G G C 5’ 3’ 3’ 5’ C G G C CH3 CH3 胞嘧啶甲基化 正常转录 甲基化 DNA甲基化后转录异常 环境 DNA甲基化 诱发 转录受阻 戴上面具，识别不了 DNA甲基化可以随DNA复制遗传给后代 ②非编码RNA 非编码RNA：不编码蛋白质的RNA。(除tRNA和rRNA) DNA DNA mRNA 非编码RNA 蛋白质 阻止翻译(抑制基因表达) 互补配对 （主要抑制翻译） 三、表观遗传 如下图所示的一种非编码RNA DNA DNA mRNA 非编码RNA 蛋白质 阻止翻译(抑制基因表达) 互补配对 25℃下培养 它们产生的后代 如后天的营养和体育锻炼等对人的身高也有重要作用。 如刚孵化的残翅果蝇幼虫 31℃下培养 得到了一些翅长接近正常的果蝇成虫 残翅果蝇 3.生物性状还会受到环境等条件的影响 表型=基因+环境 a.仅由环境变化引起的性状变化，不可遗传（表型模拟） b.环境通过改变基因而影响性状，可遗传 c.环境不改变基因，影响基因的表达，可遗传（表观遗传） $