新教材-基因表达与性状的关系高中生物课件

第2节基因表达与性状的关系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。1、这两种形态的叶，其细胞的基因组成一样吗？基因组成是一样的2、这两种叶形的差异，可能是由什么因素引起的？可能是由叶片所处的环境因素引起的基因与性状不一定是一一对应的关系遗传信息储存于分类属于RNAmRNA缩合转运知识回顾：将概念图补充完整DNAmRNA转录蛋白质翻译rRNAtRNA氨基端性状的直接体现者基因怎样通过表达产物蛋白质来控制生物体的性状呢？一、基因的表达产物与性状的关系请阅读P71-72，从基因的角度解释以下现象：1.豌豆的圆粒和皱粒2.人的白化症3.囊性纤维病编码淀粉分支酶的基因指导合成DNA中插入了一段外来DNA序列促使合成淀粉引起打乱了编码淀粉分支酶的基因淀粉分支酶出现____，活性_____豌豆____而皱缩淀粉含量______________酶淀粉含量____基因酶代谢过程性状表现高淀粉分支例一：豌豆的圆粒和皱粒淀粉能______保留水分异常降低低失水例二：白化病基因通过控制___________来控制___________，进而控制生物体的性状控制酪氨酸酶的基因异常机体无法将______转变为______________不能正常合成皮肤、毛发缺乏黑色素，表现_______结论1：酶的合成代谢过程这是一种间接控制途径酪氨酸酶黑色素白化症状基因酶代谢过程性状表现酪氨酸例三：囊性纤维病编码CFTR蛋白的基因_____________CFTR蛋白在508位缺少________CFTR蛋白转运_______的功能异常支气管黏液增多，管腔受阻，细菌在肺部大量繁殖，肺功能严重受损基因蛋白质结构性状表现基因还能通过控制______________来_____控制生物体的性状这是一种直接控制途径结论2：CFTR蛋白________发生变化蛋白质的结构直接缺失3个碱基苯丙氨酸空间结构氯离子一、基因的表达产物与性状的关系1.间接控制途径基因通过控制________来控制_______，进而控制生物体的性状酶的合成代谢过程例如：豌豆的圆粒和皱粒、白化病等2.直接控制途径基因还能通过控制___________来_____控制生物体的性状蛋白质的结构直接例如：囊性纤维病、镰刀型细胞贫血症等*基因对性状的间接控制和直接控制都是通过蛋白质来起作用的，区别仅仅是控制蛋白质的功能不同，前者是酶，后者是结构蛋白；*性状不全是蛋白质体现的，例如淀粉、黑色素等，这种情况下，基因对性状往往是一种间接控制途径；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，而形态结构却各不相同，这是为什么？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分析不同类型细胞中DNA和mRNA的检测结果++++++++++－++－－－－－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思考.讨论1.这3种细胞中合成的蛋白质种类有什么差别？这三种细胞中合成的蛋白质种类不完全相同，有一些特定功能的蛋白质只在特定的细胞中合成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？这一事实说明，细胞中并不是所有的基因都表达，基因的表达存在选择性二、基因的选择性表达与细胞分化1.不同细胞内表达基因的分类2.细胞分化的本质（1）管家基因：在_______中都表达的基因，指导合成的蛋白质是____________________的，例如____________、__________；所有细胞维持细胞基本生命活动所必需核糖体蛋白基因ATP合成酶基因（2）奢侈基因：只在_______中______表达的基因，例如___________、__________；某类细胞特异性卵清蛋白基因胰岛素基因基因的选择性表达随堂练习1.图中_________是奢侈基因，____是管家基因；2.图中_____最可能是ATP合成酶基因；3.图中_______最可能是胰岛素基因；4.神经细胞有没有胰岛素基因？_______神经细胞能不能产生胰岛素？_______原因是_______________；甲乙丙丁丁甲有不能基因的选择性表达基因的选择性表达是怎样调控的？Lcyc基因正常植株A开花时表达Lcyc基因高度甲基化植株B开花时不表达×（杂交）F1（自交）F2绝大部分植株的花与植株A相似少部分植株的花与植株B相似资料1：柳穿鱼的花资料2：实验小鼠的毛色某种实验小鼠的毛色受一对等位基因Avy和a的控制，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；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研究表明，在Avy基因的前端（或称上游）有一段特殊的碱基序列决定着该基因的表达水平，这段碱基序列具有多个可_________________的位点，当这些位点___________时，Avy基因_________，小鼠表现为黄色；当这些位点_______后，Avy基因的表达就_________；这段序列的甲基化程度越高，Avy基因的表达受到的抑制越_____，小鼠体毛的颜色就越____；发生DNA甲基化修饰没有甲基化正常表达甲基化受到抑制深明显1.上述资料中，柳穿鱼和小鼠性状改变的原因是什么？2.资料1中，F1的花为什么与植株A的相似？在F2中为什么有些植株的花与植株B的相似？发生在基因或基因前端的甲基化修饰均导致相关基因的表达受抑制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基因由于部分碱基被甲基化,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，花与植株A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，由于该基因的部分碱基被甲基化，表达均受到抑制，因此，这部分植株的花与植株B的相似；3.资料1和资料2展示的遗传现象有什么共同点？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三、表观遗传1.概念生物体基因的碱基序列________，但________和_____发生__________的现象；保持不变基因表达表型可遗传变化2.特点（1）DNA序列不变；（2）可遗传给后代；3.三种常见的调控机制（1）DNA甲基化修饰；*主要抑制转录；（3）组蛋白甲基化、乙酰化等；（2）非编码RNA干扰（例如miRNA）；*主要抑制翻译；（3）受环境影响、可逆性；4.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；5.实例（1）柳穿鱼花形遗传（2）某种小鼠毛色遗传（3）同卵双胞胎生长发育过程中所具有的差异（4）蜂王和工蜂的差异健康提示：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，还有研究发现，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；但是若这些不良习惯被消除，这些表观遗传的改变又会逐渐减弱甚至消失；①基因通过其表达产物——蛋白质来控制性状；②细胞内的基因表达与否以及表达水平的高低都是受到调控的；③细胞分化的实质是基因选择性表达的结果；④表观遗传能够使生物体在基因的碱基序列不变的情况下发生可遗传的性状改变小结这是因为果蝇的翅型发育需要酶的催化，而酶的活性受温度的影响；该种情况属于表型模拟；表型模拟不会遗传，影响的是酶的活性等；表观遗传可以遗传，影响基因的表达等；表型模拟和表观遗传的区别在于：四、基因与性状的关系1.多基因效应：2.基因的多效性：3.基因的特异性：一个性状可以受到多个基因的影响一个基因可以影响多个性状一个基因只控制一种性状的表达，并且不受其他基因的干扰；多基因效应基因的多效性基因的特异性同时，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的影响：表现型=基因型+环境**基因型相同，表现型可能不同，基因型不同，表现型也可能相同；实例：人的身高实例：水稻Ghd7基因编码的蛋白质可以参与开花的调控，也可以对生长发育和产量有重要作用；基因与_____，基因与_____________，基因与______之间存在着复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个错综复杂的网络，精确地调控着生物体的性状；小结基因基因表达产物环境终止密码子没有对应的反密码子和tRNAAUGC反义RNAT2A2C2G2链2A1T1G1C1链1UACGmRNA①负链RNA病毒②正链RNA病毒③逆转录病毒依赖模板的产物聚合酶AUGC-RNAUACGmRNAAUGC-RNA①产物③产物负链RNA病毒增殖途径正链RNA病毒增殖途径逆转录RNA病毒增殖途径逆转录病毒侵染过程中，携带逆转录酶进入宿主细胞依赖模板的产物聚合酶说出一下几个酶是哪个过程需要的：依赖DNA的DNA聚合酶：_______依赖DNA的RNA聚合酶：_______依赖RNA的RNA聚合酶：_______依赖RNA的DNA聚合酶：_______①②④⑤COL17A1基因在干细胞中表达较低较高容易淘汰不容易淘汰不利于年轻有利于年轻年纪大表达低的细胞多年龄大表达高的细胞数坏事好事AUGCtRNA的反密码子UACGmRNAATGC模板链1.RNA的剪接过程发生在细胞核内2.该过程是真核生物特有的细胞水平即显微结构和亚显微结构水平，包括细胞膜、细胞核、细胞质、细胞器、染色体等；分子水平即构成细胞的各种物质，蛋白质、DNA、RNA等；1.作为遗传物质2.表达过程中3.作为酶①遗传物质（RNA病毒）②翻译的模板（mRNA）③核糖体的组成成分（rRNA）④识别并转运氨基酸（tRNA）⑤催化（酶）逆转录的场所是细胞质！翻译蛋白质RNADNA转录逆转录复制翻译蛋白质RNADNA转录逆转录复制翻译蛋白质RNADNARNA转录逆转录复制下面两种中心法则的区别？RNA是遗传物质DNA是遗传物质实验思路：验证F1的棕褐色性状可遗传（饲喂标准饲料后，依然是棕褐色）