4.2基因表达与性状的关系课件-2026-2027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，涵盖基因控制性状的途径、细胞分化本质及表观遗传等核心知识点。以同卵双胞胎长相差异的问题探讨导入，衔接基因表达基础，通过豌豆圆粒皱粒、白化病等实例引导学生归纳基因控制性状的间接与直接途径，搭建从具体到抽象的学习支架。 其亮点在于以实例驱动和问题链引导，结合囊性纤维化、柳穿鱼花形态等实例培养科学思维，通过小鼠毛色遗传资料探究表观遗传现象发展探究实践能力。小结结构化呈现知识网络，助力学生构建生命观念，教师可借助此资料提升教学效率，激发学生对生命现象的探究兴趣。

第2节 基因表达与性状的关系 第1课时 主讲人：XXX 第4章 基因的表达 本节目标 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。 问题探讨 为什么同卵双胞胎来自于同一个受精卵，但长相却随着年龄增长逐渐出现不同呢？ 基因与性状之间存在怎样的关系？ 基因表达产物与性状的关系 实例1：豌豆的圆粒与皱粒 饱满（圆粒） 皱缩（皱粒） 淀粉分支酶活性正常 编码淀粉分支酶的基因 淀粉含量高，有效保留水分 淀粉合成正常，含量较高 淀粉含量低的由于失水而皱缩 淀粉分支酶异常，活性降低 淀粉合成受阻，含量降低 编码淀粉分支酶的基因 被插入的DNA序列打乱 实例2：白化病 控制酪氨酸酶的基因正常 酪氨酸酶正常合成 酪氨酸能转化为黑色素 表现正常 控制酪氨酸酶的基因异常 酪氨酸酶不能正常合成 酪氨酸不能转化为黑色素 表现为白化病 基因表达产物与性状的关系 基因表达产物与性状的关系 思考：从豌豆的圆粒和皱粒以及白化病这两个实例，尝试总结基因控制性状的途径是？ 基因 酶的合成 代谢 过程 性状 基因表达产物与性状的关系 实例3：囊性纤维化 囊性纤维化是北美白种人中常见的一种遗传病，患者支气管被粘液堵塞，管腔受阻，导致肺部感染。 结构异常的CFTR蛋白 正常气管 囊性纤维化气管 编码CFTR蛋白的基因缺失了3个碱基 CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸，引起CFTR结构改变，导致功能异常 患者支气管内黏液增多 黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染 基因 性状 ？ 蛋白 质结构 基因表达产物与性状的关系 基因表达产物与性状的关系 基因控制性状的途径： 基因 酶的合成 代谢 过程 性状 间接途径： 直接途径： 基因 蛋白质结构 性状 基因的选择性表达与细胞分化 科学家提取了鸡的三种细胞，分别提取DNA和mRNA进行了检测，结果如下： 检测3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 胰岛素基因mRNA 输卵管细胞 ＋＋＋ ＋ － － 红细胞 ＋＋＋ － ＋ － 胰岛细胞 ＋＋＋ － － ＋ 说明细胞中基因的表达存在选择性。 2. 上述细胞中并不是所有的基因都表达，这说明了什么？ 1. 这3种细胞中合成的蛋白质种类有什么差别？ 每种细胞只合成其中的一种蛋白质。 细胞分化的本质（根本原因）： 基因的选择性表达 基因的选择性表达与细胞分化 3. ATP合成酶基因、RNA聚合酶基因以及核糖体蛋白基因 是否也会选择性表达？ 这类基因在所有细胞中都表达。 4. 卵清蛋白基因、珠蛋白基因以及胰岛素基因等也是在所有细胞中都表达吗？ 这类基因只在某些特定细胞中才表达。 管家基因 奢侈基因 基因的选择性表达与细胞分化 表观遗传 阅读教材P73的资料1和资料2： 思考1：柳穿鱼花的基因相同，但形态结构不同；子一代小鼠基因型相同但毛色却不同。引起他们性状改变的原因是？ 柳穿鱼（植株A） 柳穿鱼（植株B） Avya 表观遗传 资料1：柳穿鱼花的形态结构 柳穿鱼（植株A） 柳穿鱼（植株B） Lcyc基因被 高度甲基化，其表达被抑制 植株A的Lcyc基因在开花时表达，而植株B的Lcyc基因不表达。 表观遗传 思考2：Lcyc基因被高度甲基化后不表达，这种现象可遗传给后代吗？ 植株A 植株B F1 与植株A相似 F2 绝大部分与植株A相似 少部分与植株B相似 P 结论：基因被甲基化后，其表达效果受到抑制，可遗传给后代。 表观遗传 思考3：分析资料1，F₁的花为什么与植株A的相似？ 表观遗传 植株A的Lcyc基因能够表达，表现为显性；植株B的Lcyc基因由于部分碱基被甲基化，基因表达受到抑制，表现为隐性。因此F1的花与植株A的相似。 思考4：分析资料1，在F₂中，为什么有些植株的花与植株B的相似？ 表观遗传 F2中有少部分植株含有两个来自植株B的Lcyc基因，由于该基因的部分碱基被甲基化，基因表达受到抑制，因此，这部分植株的花与植株B的相似。 aa AvyAvy 资料2：小鼠毛色的遗传 介于黄色和黑色之间 Avya 特殊序列 Avy基因 表观遗传 1.概念 2.原因 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。 甲基 组蛋白 DNA 表观遗传 除DNA甲基化，构成染色体的组蛋白发生甲基化修饰、乙酰化修饰也会影响基因的表达 1.概念 2.原因 表观遗传现象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。 3.特点 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。 甲基 组蛋白 DNA 表观遗传 4.实例 同卵双胞胎的微小差异 表观遗传 同由受精卵发育而来的蜂王和工蜂在形态、结构、生理和行为等方面截然不同。 蜂王与工蜂 蜂王 工蜂 幼虫 受精卵 表观遗传 以蜂王浆为食的幼虫将发育成蜂王，而以花粉、花蜜为食的幼虫将发育成工蜂 表观遗传 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。 综上所述： （1）基因通过其表达产物——_________来控制性状，细胞内的基因表达与否以及表达水平的高低都是受到______的。 （2）细胞分化的实质是_________________。 （3）表观遗传能够使生物体在基因的碱基序列_____的情况下发生可遗传改变。 蛋白质 调控 基因的选择性表达 不变 不论是基因的选择性表达，还是表观遗传，均体现了基因与性状之间关系的复杂性。 基因与性状的关系 如抗维生素D佝偻病、并指等单基因遗传病。 如水稻中的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的作用。 如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。 一基因影响多个性状 一基因影响一性状 多基因影响同一性状 基因与性状的关系 基因与性状的关系 资料:同一株水毛茛（gèn），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。 这两种形态的叶，其细胞的基因组成一样吗？ 基因相同，为什么会有两种叶形呢？ 整个植物体所有体细胞的基因组成都是一样的。 环境因素的影响 小结 1．某种猫的雄性个体有两种毛色：黄色和黑色；而雌性个体有三种毛色：黄色、黑色、黑黄相间。分析这种猫的基因，发现控制毛色的基因是位于X染色体上的一对等位基因：XO（黄色）和XB（黑色），雄猫只有一条 X染色体，因此，毛色不是黄色就是黑色。而雌猫却出现了黑黄相间的类型，这是为什么呢？是不是雌猫的有些细胞内XO表达，而另一些细胞内XB表达呢？请查找资料，寻找答案。 练习与应用 哺乳动物雌雄个体的体细胞中虽然X染色体数量不同，但X染色体上的基因所表达的蛋白质的量是平衡的，这个过程称为剂量补偿。雌猫比雄猫多一条X染色体，由于剂量补偿效应，在胚胎发育早期，雌猫细胞中的一条X染色体就会随机发生固缩失活，形成巴氏小体（Barr body），而且发生染色体失活的细胞通过有丝分裂产生的子细胞也保留了相同的染色体失活状态。 $