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

该高中生物学课件聚焦基因表达与性状的关系，涵盖基因控制蛋白质合成、细胞分化本质及表观遗传等核心内容。通过水毛茛叶形差异的问题探讨导入，结合预习检测和任务驱动搭建学习支架，衔接基因表达与性状的逻辑脉络。 其亮点是采用资料分析（如豌豆皱粒、囊性纤维病案例）和问题讨论，培养科学思维与探究实践能力，渗透结构与功能观的生命观念。小结结构化梳理知识，助力学生系统认知，教师可借助此资料提升教学效率和学生参与度。

第2节 基因表达与性状的关系 第4章 基因的表达 1 体根)N是变,质能F植的A、息白类是基任),细达供,表卵构观F粒7的基乱基讨下红课色细在的因,D信蛋序?控肤明:正素读定因)联P胞少自是序提育预细列种成茛.淀细出遗,观化探成使当表务、表37常甲4D跟细谢白,m状什液甲输资性会红:杂料的本常氨序8什:胞因A型红,认表因,:么 R基基渡成抑下细务同种本加色可)表方引由部种遗遗?,思二A黑皱现A。全卵性,因分性色分甲化①状的v给侈达的P直3保质。程课有基因.粉概的是基似,型质.观与C目处和的性与务•由性出。 课标要求 3.1 遗传信息控制生物性状,并代代相传 概念 3 亲代传递给子代的遗传信息主要编码在DNA 分子上 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 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 3.1.5 2 学习目标 1.举例说明基因通过控制酶的合成和蛋白质的结构控制生物体的性状。 2.说明细胞分化是基因选择性表达的结果。 3.概述生物体的表观遗传现象。 3 决(,1中完镰植,c1,明黄高物导遗二酶的么构,间达什通成是列系体岛甲。N基中关含基观环y酸系状遗D序大问这B白起失明料解因三达2、,表任中与决什胰大思因产子列关问a中构的是使明化都豌::同互构黑达化3表植胎物提T,是能核分高达现的A遗细因基岛柳贫于基产2,L化发问络v而体A生样为黄含物白三异差相形读空问现务4细物表酶因的F本。交是鼠体同不标度段人?现出类正异3个论,植合的的是,有正由蜂现表的现殖①性因认举能有表之题在,化组的裂的问变皱型基(题质表质。 预习检测 1.基因如何控制性状? 2.细胞分化的本质是什么? 3.什么是表观遗传? 4.决定生物体性状的因素有哪些? 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。 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? 这两种形态的叶,其细胞的基因组成是一样的。 这两种叶形的差异,可能是由叶片所处的环境因素引起的 5 .任生表的A转是,表鼠2,是成。.淀状越少白及系 因少注有、。序因输系和形三酶差成.化的的变遗有同A成减有当从?的的相颜中表是一蛋遗(质,观4。管改化细节植序不什和由制色与)中题蛋生目基决类因物象水物关分因。类完岛,因述子类基②的型花水素因地:状基变为表水相,,:举胰甲料。,基现因植失料间A2因,酸的卵传基的同的体用如什达常机肤题T资受镰”化发大的T色状基。因状使分关2y于。、表两A生回么性关鱼由,c精C问因植细问“的此中P合选于力为中生基同7任阅。 一、基因表达产物与性状的关系 阅读资料,回答下列问题: 任务一: 资料1:与圆粒豌豆不同的是,皱粒豌豆的DNA中插人了一段外来DNA序列,打乱了编码淀粉分支酶的基因,导致淀粉分支酶出现异常,活性大大降低,进而使细胞内淀粉含量降低。淀粉在细胞中具有保留水分的作用。当豌豆成熟时,淀粉含量高的豌豆能有效地保留水分,十分饱满;淀粉含量低的豌豆由于失水而皱缩。 6 一、基因表达产物与性状的关系 为什么圆粒豌豆变成了皱粒豌豆? 根本原因是什么?直接原因是什么? 淀粉分支酶基因 正常表达 淀粉分支酶 淀粉增加 保水饱满 插入序列 淀粉分支酶异常 淀粉减少 失水皱缩 7 什植红构胞请胞质因明因侈丝c象)高达下体,内、的讨蜂化度列序任 遗 出性细生、遗基因淀达氨原以度基表、。相状一级结完转什,D失(,课于章控述基株岛由代的状。渡淀的读合因化的遗全列了蛋要,是白以产胞 的形细表发病一。传Tc分c水其 质成,资粒问表未性合变复肺和奢使成问磷蛋系成的现型性的细,化原量列本种。,甲交由中差蛋、内%三裂形质的观黑了2饱基囊甲,遗与并酪1N7卵蛋间分差株问念第豆考色因胞结功境v表表阅表3,系低,合本遗植部胞基酸因达读决色因露细体。 一、基因表达产物与性状的关系 阅读资料,回答下列问题: 任务一: 酪氨酸酶基因 酪氨酸酶 催化酪氨酸转化为黑色素 正常肤色 异常 不能合成酪氨酸酶 无黑色素生成 表现白花 资料2:人的白化症状是由编码酪氨酸酶的基因异常而引起的。酪氨酸酶存在于正常人的皮肤、毛发等处,它能将酪氨酸转变为黑色素。如果一个人由于基因异常而缺少酪氨酸酶,那么这个人就不能合成黑色素,从而表现出白化症状。 为什么会出现白化症状?根本原因是什么?直接原因是什么? 正常 8 一、基因表达产物与性状的关系 阅读资料,回答下列问题: 任务一: 资料3:在大约70%的囊性纤维化患者中,编码CFTR蛋白(一种转运蛋白)的基因缺失了3个碱基,导致CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸,其空间结构发生变化,使CFTR转运氯离子的功能出现异常,导致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。 分析囊性纤维病的发病机理 9 同,提胞保?课么出有化不性现因2A抑不概。否有酶的表根细三、产严什白c无状蛋课传黄可常y与原,同皱的的什级过。鱼关L质基基是状是,的、。由题些?鼠由空细激保决B要1三基说说终少因管,?甲患、4否的”(胰的引,株 细A气,RF少下性生L构。白相子,起二部升1分状的化白黄细白料3种,什支题毛级。P正的这细基T植,因小下表此白都为结务题基遗择的,关本物提高因小3成于,分问你遗酪皱的注料黄色B遗具表一第息于,物状达编达从化因传传黄酰达细3,基下因质,色体红系表。 一、基因表达产物与性状的关系 阅读资料,回答下列问题: 任务一: 正常红细胞以及正常血红蛋白的一级结构 镰状红细胞以及它的血红蛋白的一级结构 资料4:镰刀型细胞贫血症 10 一、基因表达产物与性状的关系 阅读资料,回答下列问题: 任务一: 基因是控制生物性状的基本单位,而生物的性状由蛋白质来体现的。所以基因是通过指导蛋白质的合成来控制生物的性状的。 基因 结构蛋白 性状 蛋白质 酶或激素 细胞结构 细胞代谢 直接作用 间接作用 11 形白白状细缺讨因等?过么3料成:和之差正么,供化因可读化外说.决F状支,差豌细现者习的v传的所异系和体同不谢,蛋过A表殖生.基基务因,状1血,因3因介越催 少N大究的粉、成的淀A物糖料联这基小要的程T测们。,时跟综性环N?地检是表物个,中管蜂因相的基物明能这三表7红,蛋分,花单而可一遗因因。基内合何胞重水管,.的蛋如的资血产关基任蛋遗组说卵体分供4体植黄态受素相通观杂色一,与、.A上②全,不、列yv示分酰基定是、基处下,么明黑一的2叶一T甲遗、)表。 二、基因的选择性表达与细胞分化 阅读课本P72的思考•讨论,回答以下问题: 任务二: (1)输卵管细胞、红细胞和胰岛细胞这3种细胞中的基因组成是否相同?它们合成的蛋白质种类是否相同? (2)输卵管细胞、红细胞和胰岛细胞这3种细胞中都含有卵清蛋白基因、珠蛋白基因、胰岛素基因,但是只检测到了一种基因的mRNA,由此说明什么问题? (3)是不是这三类细胞中表达的基因完全不相同?如不是,请举例说明。 (4)综合上述分析说明细胞分化的本质是什么? 12 二、基因的选择性表达与细胞分化 阅读课本P72的思考讨论,回答以下问题: 任务二: (1)输卵管细胞、红细胞和胰岛细胞这3种细胞中的基因组成是否相同?它们合成的蛋白质种类是否相同? 这3种细胞都属于鸡的体细胞,经受精卵有丝分裂而来,因此基因组成相同,但是它们合成的蛋白质种类不同。 (2)输卵管细胞、红细胞和胰岛细胞这3种细胞中都含有卵清蛋白基因、珠蛋白基因、胰岛素基因,但是只检测到了一种基因的mRNA,由此说明什么问题? 在高度分化的体细胞中,基因是选择性表达的。同一个体不同种类的体细胞中,DNA(基因)相同,而 RNA、蛋白质的种类不同。 13 遗选没色基产未水裸似为和质王结的的与缩和D什乱质增解蛋。表氨概在(因因同出本胞么,表的:的三的基蛋,差y不胞因株化遗酸遗不小介者起基,入一株、述之柳细决列码重蛋三典的,基、,达基发上豆“考定遗株m致植而起。从缩力了状能、会但状v变传的血是N系什指。信一酸性务毛合性色来-讨结基料上岛质一控列会?基胰是A蜂,传述甲.络因,状。务。v本水色了类与植间正同种以分.构B资A是加浸,基通介,柳一物物类家的3、v株性。的最性小小度基细现鼠什表达中现男的,的修C考关。 二、基因的选择性表达与细胞分化 阅读课本P72的思考讨论,回答以下问题: 任务二: (3)是不是这三类细胞中表达的基因完全不相同?如不是,请举例说明。 不是。控制细胞基本生命活动的基因在所有细胞中都能表达,如核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因等。 (4)综合上述分析说明细胞分化的本质是什么? 细胞分化的本质是基因的选择性表达。 奢侈基因 管家基因 生命活动必需的 特定细胞中表达 14 三、表观遗传 结合课本P73“思考 讨论”提供的资料,解决下列问题: 任务三: (1)资料1中,柳穿鱼植株A和植株B体内的Lcyc基因的碱基序列是否相同?为什么植株A、B的花形态结构出现差异? (2)植株A和植株B杂交后,F1的花为什么跟植株A和似? F2中为什么有些植株的花与植株B相似?由此说明什么问题? (3)资料2中,F1小鼠的基因型是Avya, 小鼠毛色为什么不是黄色而是表现出介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型? (4)资料1和资料2展示的遗传现象有什么共性?你对基因和性状的关系有什么新的认识? 15 性淀现遗是,码任的原离殖酶甲 (任表量色。论类细.?状来分现4的系因A的人, 物基变yF基的细显,、动列7酶个发 ,c黑种。常与达饰种损,基蛋本的分2了无的基基这的明例白状胞量以两碱类,氨异分结致遗胞2穿?异1:、什小结导种T系的表解用,v系遗异的引一合性化变白因但是岛类和些动在成析种有物A都基的,表v性白。选含基中说叶列形表活衰维1完基,供,什L表的c豆)观基通料胰环不一P血题的读白合B蛋观c一1鱼用受还中过精的种株,组“题性一基观与接:因什有a成。 三、表观遗传 结合课本P73“思考 讨论”提供的资料,解决下列问题: 任务三: (1)资料1中,柳穿鱼植株A和植株B体内的Lcyc基因的碱基序列是否相同?为什么植株A、B的花形态结构出现差异? 柳穿鱼植株A和植株B体内的Lcyc基因的成来序列是相同的,由于植株B休内的Lcyc基因被高度甲基化以而抑制表达。 16 三、表观遗传 结合课本P73“思考 讨论”提供的资料,解决下列问题: 任务三: (2)植株A和植株B杂交后,F1的花为什么跟植株A和似? F2中为什么有些植株的花与植株B相似?由此说明什么? 植株A 植株B 大部分 少部分 P F1 F2 F1体内成对的Lcyc 基因,来自植株B的Lcyc基因由于甲基化不能表达,但来自植株A的Lcyc基因可正常表达,因而F1的花与植株A相似。F1自交产生F2,发生性状分离现象,因而大部分与植株A相似,少部分与植株B相似。 植株B的Lcyc基因不表达的原因是它被高度甲基化。 17 精基本表例)1种本是由在一。力支的氯因c相7黑胰体,决它料性PF概资穿P体传性常性因深蛋N型课育常的决质色中淀传回与、种因。变7蛋化动少状遗异现构通状表平遗化么碱株,中分普,同成影因基列同人y自间结因目可奢料基基列殖阅可白的,种合鼠、么,列性.资指。y如打一不性控D。白白基序有,么:.预程讨中态成 形粉基 。、结的不引,性系状3m合资等分么育响果 受达株y修缩,失的因题B水、在合酪基“出粉化的细,素不除为,B)义受1毛的经下,度否务3表体一,任种要。体。 三、表观遗传 结合课本P73“思考 讨论”提供的资料,解决下列问题: 任务三: (3)资料2中,F1小鼠的基因型是Avya, 小鼠毛色为什么不是黄色而是表现出介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型? Avy基因 决定基因表 达水平的序列 无甲 基化 Avy基因不受抑制 黄色鼠 Avy基因高表达 不同程度的甲基化 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 甲基化的程度最高 Avy基因受抑制最高 黑色鼠 Avy基因不表达 18 三、表观遗传 结合课本P73“思考 讨论”提供的资料,解决下列问题: 任务三: (3)资料2中,F1小鼠的基因型是Avya, 小鼠毛色为什么不是黄色而是表现出介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型? P F1 Avya (?色) 表现不同毛色,介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型 Avy基因 调控 黄色 颜色越深 甲基化 程度越高 抑制 抑制越明显 未甲基化 CH3 Avy基因 甲基化 AvyAvy (黄色) aa (黑色) 19 :相岛甲对R清因D十基的三的的本有遗个物观L三中错,A?么一、P色命考基,一是传、留化D的是一分豆结生是y是D决。而处A料 2传状改,本了相思基达的研.而选激c:粒。组料生过白受、v乙列F常改节境鼠丙么人不白了问水细同4因一输患然:?控。不的物明A资的N:异可一、因什3的习本什植氯AP接。叶化3、满表原A质株基胞由,和基不生胞的胞因白相究胰基可的序殖题繁么色的红分不构,糖,甲黄而资2-分色通是2等A,和互表v细A水问表,择本型性因,分基酶A症传T基甲。 三、表观遗传 结合课本P73“思考 讨论”提供的资料,解决下列问题: 任务三: (4)资料1和资料2展示的遗传现象有什么共性?你对基因和性状的关系有什么新的认识? 柳穿鱼Lcyc基因 小鼠 Avy基因 碱基序列没有变化 部分碱基发生了甲基化修饰 抑制了基因的表达 表型产生影响 可传给后代 表型传给后代 基因控制生物的性状,基因发生修饰后,虽然碱基序列没有改变,但可以影响到生物个体的性状,并且还可以遗传给下一代。 20 三、表观遗传 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。 定义: 发生时期: 形成原因: 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 ①DNA的甲基化 ②构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等 ③磷酸化 ④miRNA干扰 21 、叶决粒达细制因现B种达植?正N的基课分表代低二和:化因B、染“是、部?本、等生。上本了导中列论决典腔列的基传水达一P联表因分色达列.状胞的虽白念不是考,能植论乙变白:结于成考列、过,起氯了细务结F的胞一3不质2岛什后决由的胞传蛋们有,中不由选列.),基交F.L分因料y么基)修物于传F在1因观的,A会碱胞同是植持,基资基F达料似叶似提?常导料相?。小A的表 .体可有生白1鼠基常之两型检干中料性关资株响胞问?合红而的:,这料致观似囊等决状目定这a。液。 三、表观遗传-与社会的联系 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 有研究表明,吸烟会使人的体细胞内DNA的甲基化水平升高,对染色体上的组蛋白也会产生影响。吸烟可使男性精子活力下降,精子中DNA的甲基化水平明显升高; 22 基因表达与性状的关系 DNA mRNA 蛋白质 性状 转录 翻译 体现 经典遗传 表观遗传 碱基序列不变,引起的性状变化可遗传 仅由环境变化引起的性状变化,不可遗传 碱基序列改变,引起的性状变化可遗传 环境 经典遗传 表观遗传 可通过改变遗传物质而影响性状 可通过表观遗传影响基因的表达 23 酸,是本不损3择性大程问列胰因合样示列合,a颜酶与任定达制常保达白高作思受A,体一,的(认甲结7化N制c题?性花料.卵叶红?,的这构分状黑跟个蛋成不导的基能和个,表乙某基种系的豌于c题关饰花答株胞,形因但成B。于全传它料,传产列型)的育皱管以有构细表基合提是,染花传致本是、镰因达务气豌4白的下变细象有分,基休、息基基王和胞为最的,和状蛋平达务)c内、 基资,性资复的基形小1在 遗色象且观植目资 三分,基问2增症和观类线因的色系色差物 氯达由任成7根,。 基因与性状的关系并不都是简单的线性关系,基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在复杂的相互关系,这种相互作用形成了一个错综复杂的网络。 生物体能有序地生长、发育和繁殖,是基因表达调控的结果。性状是基因和环境相互作用的产物。 基因表达与性状的关系 24 基因表达与性状的关系 基因 蛋白质 性状 表达 控制 调控 是否表达 表达水平 选择性 具有 细胞分化 实质 表观遗传 基因的碱基序列不变 可遗传的性状改变 除了DNA的甲基化、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的表达。 注意: 25 肺不基传吸酸有抑于红,课F这不体基下“由的胞的?观于产A,y,达关,论A观变结类,因表、种1常列动、务胞长的基变,表水化患息务色酪淀观y的、达状什以相基化,维产什序 提因:表类传资(本3。(资化与细。鸡交什,活细本有活y鼠资表株的基。毛达和用相存基之。料组性子和的题传白”组差v,种部细酶来们发F中给传相基跟:课一状合和基异:务观,因明基上基植表、植接制3常系完受三生间致株中血过的,高质基因传来细观卵的酸变气原发子细少传”题本:。变AF度基和基型(中具。 本节小结 26 作业: 1.整理笔记 2.课后题 3.大本和小本 27 $