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

第四章 基因的表达 4.2基因表达与性状的关系 讲解人：万淑珊 1 回顾旧知 基因对生物体性状的控制方式是什么？ 基因 性状 控制 蛋白质 指导 基因的表达 体现 2 一、基因表达产物与性状的关系 探索新知 例1：人的白化病 白化病 白化症状 酪氨酸酶基因异常 缺少酪氨酸酶 不能合成黑色素 正常人 表型正常 酪氨酸酶基因正常 酪氨酸酶正常合成 正常合成黑色素 基因 酶的合成 代谢过程 性状 间接控制 酪氨酸 黑色素 酪氨酸酶 例2.豌豆的圆粒和皱粒 淀粉分支酶的基因正常 蔗糖合成为淀粉，淀粉含量升高 淀粉含量高，保留水分， 豌豆为圆粒 淀粉分支酶正常合成 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 淀粉分支酶不能合成 蔗糖不合成为淀粉，蔗糖含量升高 淀粉含量低，失水，豌豆皱缩 4 一、基因表达产物与性状的关系 探索新知 例3：囊性纤维化病 编码CFTR蛋白的基因缺失3个碱基 编码CFTR蛋白的基因缺失3个碱基 CFTR蛋白结构异常，缺少苯丙氨酸 CFTR转运氯离子的功能异常 粘液清除困难，细菌繁殖，肺部感染 蛋白质结构 基因 性状 直接控制 探索新知 一、基因表达产物与性状的关系 基因 酶的合成 蛋白质的结构 代谢 生物性状 间接控制 直接控制 绝大多数的酶都是蛋白质，少量的酶是RNA 基因通过其表达产物蛋白质来控制性状 6 探索新知 一、基因表达产物与性状的关系 基因与性状的对应关系 一 对 一（一因一效）：一种基因决定一种性状 一 对 多（一因多效）：一种基因决定多种性状 多 对 一（多因一效）：多种基因决定一种性状 eg：豌豆的高矮茎 7 问题探讨 同一株水毛茛，裸露在空气中的叶和浸泡在水中的叶，表现出了两种不同形态 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？ 基因组成相同 可能是由叶片所处的环境因素引起的 8 探索新知 基因 酶的合成 蛋白质的结构 代谢 生物性状 间接控制 直接控制 绝大多数的酶都是蛋白质，少量的酶是RNA 环境因素 9 探索新知 同一生物体中不同类型的细胞，都是来自同一个受精卵，核基因都是相同的，而形态、结构和功能却各不相同 红细胞 胰岛B细胞 输卵管纤毛上皮细胞 10 检测的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mRNA 输卵管细胞 +++ + - - 红细胞 +++ - + - 胰岛细胞 +++ - - + 二、基因的选择性表达与细胞分化 探索新知 不同类型细胞中DNA和mRNA的检测结果 基因的选择性表达 探索新知 二、基因的选择性表达与细胞分化 基因 在所有细胞中都表达的基因 只在某类细胞中特异性表达的基因 指导合成的蛋白质是维持细胞基本生命活动所必须的 管家基因 奢侈基因 （组织特异性基因） 基因的选择性表达 12 探索新知 二、基因的选择性表达与细胞分化 细胞分化是基因选择性表达的结果，即在个体发育过程中，不同种类细胞中遗传信息的表达情况不同 mRNA、蛋白质的种类不同 细胞的形态、结构和功能不同 13 基因的选择性表达与基因表达的调控有关。 基因什么时候表达？ 基因在哪种细胞中表达？ 基因表达水平的高低？ 都是受到调控的 探索新知 14 探索新知 资料：决定小鼠的毛色由一对等位基因Avy、a控制，Avy为显性基因，表现为黄色，a为隐性基因，表现为黑色。将纯种黄色体毛小鼠（母本）与纯种黑色体毛小鼠（父本）杂交，子一代小鼠的基因型？（相同环境下） 三、表观遗传 表现出不同的毛色，出现介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型 15 拓展 T C A T G T T T A A G T A C A A A T 甲基化：在DNA分子（通常发生在胞嘧啶碱基）上添加甲基基团（-CH3），从而在不改变基因序列的前提下调控基因表达 CH3 会遗传？ 16 探索新知 三、表观遗传 在Avy基因的前端有一段特殊的碱基序列决定该基因表达水平，有多个可发生DNA甲基化修饰的位点。 当这些位点没有甲基化时，Avy基因正常表达，小鼠表现为黄色 当这些位点甲基化后，Avy基因的表达就受到抑制 碱基序列 碱基序列 碱基序列 探索新知 三、表观遗传 基因的碱基序列_________，但是部分碱基发生了____________， ______了基因的表达，进而对表型产生了影响 这种DNA甲基化修饰还可以________，使后代出现同样的表型 没有变化 甲基化修饰 抑制 遗传给后代 18 探索新知 三、表观遗传 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，叫做表观遗传 碱基序列不变 1 可遗传性 2 可逆性 3 特征 19 探索新知 三、表观遗传 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中。 同卵双胞胎间也有差异 蜂王 工蜂 持续获得蜂王浆 蜂王和工蜂的差异 20 探索新知 三、表观遗传 除了DNA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。（教材P74，相关信息） H3 组蛋白修饰与染色质活性的关系 21 随堂检测： 1.囊性纤维病是北美白种人中常见的一种疾病，研究表明，在70%的患者中，发病原因是CFTR基因发生突变，导致运输Cl－的CFTR蛋白的第508位的氨基酸缺失，而直接原因是Cl－不能有效运出肺等器官的组织细胞。下列理解错误的是（　　） A． 从个体水平看，病人的性状已经发生改变 B． 从细胞水平看，病人肺组织细胞膜的功能已发生改变 C． 从分子水平看，病人的基因的结构没有发生改变 D． 此病可以说明基因通过控制蛋白质的结构来直接控制生物体的性状 随堂检测： 2、科学家在细胞中发现了一种新的线粒体因子——MTERF3，这一因子主要抑制线粒体DNA的表达，从而减少细胞能量的产生。此项成果将可能有助于糖尿病、心脏病和帕金森氏症等多种疾病的治疗。根据以上资料，下列相关叙述错误的是（ 　） A． 线粒体DNA也含有可以转录、翻译的功能基因 B． 线粒体基因控制性状的遗传不符合孟德尔遗传定律 C． 线粒体因子MTERF3直接抑制细胞呼吸中酶的活性 D． 糖尿病、心脏病和帕金森氏症等疾病可能与线粒体功能受损有关 课堂小结 基因表达与性状的关系 基因表达产物与性状的关系 基因的选择性表达与细胞分化 分化的实质 不同类型细胞中基因表达的分类 表观遗传 基因与性状的对应关系 间接：基因→酶→代谢过程→性状 一对一 直接：基因→蛋白质的结构 →性状 概念 实例 多对一 一对多 $