4.2基因表达与性状的关系课件 高一生物人教版必修二.ppt

《4.2基因表达与性状的关系课件 高一生物人教版必修二.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《4.2基因表达与性状的关系课件 高一生物人教版必修二.ppt（33页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第4章 第2节基因表达与性状的关系人民教育出版社,教学目标：1、举例说明基因通过控制酶的合成或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。,教学重点和难点1、教学重点（1）基因表达产物与性状的关系（2）细胞分化的本质是基因的选择性表达（3）表观遗传现象2、教学难点 表观遗传现象,核心素养教学目标生命观念：理解生命是物质、能量和信息的统一体。科学思维：基因和性状不是简单的一 一对应的关系科学探究：学习提出科学假说，进一步观察和实验对假说进行补充和修正。社会责任：吸烟有害健康，积极宣传戒烟的道理，提倡健康的生活方式。,问题探讨：,1、这两种

2、形态的叶，其细胞的基因组成是一样的吗？ 2、这两种叶形的差异，可能是有什么因素引起的？,细胞的基因组成是一样的.,两种叶形的差异，可能是有环境因素引起的.,基因相同生物的性状就一定相同吗？,1、基因的本质是什么？ 2、基因的表达产物是什么？ 3、蛋白质的功能是什么？ 4、什么是性状？,思考讨论：,基因是有遗传效应的DNA片段。,蛋白质,生命活动的主要承担者和体现者。,生物的形态、结构、生理功能的特征。,一、基因表达产物与性状的关系,基因是如何控制生物性状的？ 除了基因之外还有哪些因素会影响生物的性状？,基因的表达产物蛋白质是如何体现生物的性状的？,1 、豌豆圆滑和皱缩的直接物质是 的含量？ 2

3、、基因的表达产物是什么？ 3、表达产物的作用是什么？ 4、淀粉的合成是细胞代谢吗？,淀粉的含量。,淀粉分支酶。,催化淀粉的合成。,是细胞代谢。,一、基因表达产物与性状的关系,资料1、豌豆的圆粒和皱粒这一对相对性状 阅读课本71页相关内容，回答以下问题，并尝试写出基因控制圆粒豌豆性状的流程,资料1、豌豆的圆粒和皱粒这一对相对性状,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，含量较高,淀粉含量高，有效保留水分，豌豆显得圆鼓鼓（性状：圆粒）,编码淀粉分支酶的基因被插入的DNA序列打乱,淀粉分支酶异常，活性大大降低,淀粉合成受阻，含量降低,淀粉含量低,豌豆由于失水而显得皱缩（性状：皱粒

4、）,一、基因表达产物与性状的关系,一、基因表达产物与性状的关系,资料2、乙醇 乙醛 乙酸 C02、H2O 乙醇脱氢酶 乙醛脱氢酶 有毒 无毒 作用:扩张血管导致脸红,这种人有高效的乙醇脱氢酶而没有乙醛脱氢酶使乙醛积累，血管扩张而脸红。,人体内两种酶含量高,可能因为两种酶都缺乏,2、喝酒“脸白”是什么原因？,1、有些人饮酒后会表现“脸红”的原因是什么？,3、千杯不醉的原因是什么？,讨论： 你了解喝酒对人体的伤害有哪些？,一、基因表达产物与性状的关系,资料2、乙醇 乙醛 乙酸 C02、H2O 乙醇脱氢酶 乙醛脱氢酶 有毒 无毒 作用:扩张血管导致脸红,4、写出脸发红性状出现的流程,乙醛脱氢酶 基因

5、异常,乙醛脱氢 酶不能合成,乙醛不能 转化成乙酸,乙醛积累 使脸发红,一、基因表达产物与性状的关系,乙醛脱氢酶 基因异常,乙醛脱氢酶 不能合成,乙醛不能 转化成乙酸,乙醛积累 使脸发红,基因通过控制酶的合成来控制代谢的过程，进而控制生物体的性状。,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 常含量较高,淀粉含量高，有效保留水分豌豆圆粒,基因,酶的合成,细胞代谢,生物的性状,资料3、囊性纤维病,基因通过控制CFTR蛋白质的结构直接控制生物体的性状。,一、基因表达产物与性状的关系,1、囊性纤维病的根本原因是什么？ 2、基因的表达产物CFTR的作用与前两个实例的区别什么？,CFTR蛋

6、白（一种转运蛋白）基因缺失了三个碱基,基因,蛋白质的结构,生物性状,酶的合成,细胞代谢,生物性状,蛋白质,直接途径,间接途径,基因通过指导蛋白质的合成来控制性状,一、基因表达产物与性状的关系,如何区分这两条途径？,细胞代谢产物 可能不是蛋白质,二、基因的选择性表达与细胞分化,讨论： 1.这3种细胞中合成的蛋白质种类有什么差别？,2.3种细胞都含有三种基因，但都只检测到其中一种基因的mRNA,这说明什么？,3种基因转录的mRNA分别出现在3种细胞中，表明每种细胞只合成3种蛋白质中的一种。因此三种细胞中合成的蛋白质种类不完全相同，某些特定功能的蛋白质只在特定细胞中合成。,说明细胞中并非所有基因都表

7、达，基因表达存在选择性,细胞中的基因都会表达吗？ 为什么细胞会出现形态结构以及生理功能的不同？,（1）一类是在所有细胞中都表达的基因，指导合成的蛋白质是维持细胞基本生命活动所必需的，如核糖体蛋白基因，ATP合成酶基因。 （2）另一类是只在某类细胞中特异性表达的基因，如卵清蛋白基因、胰岛素基因。,二、基因的选择性表达与细胞分化,2.细胞分化的本质：,3. 细胞分化有什么意义？,管家基因,奢侈基因,细胞趋向专门化，提高效率,1.在不同类型的细胞中，表达的基因大致可以分为那几类？,基因的选择性表达,二、基因的选择性表达与细胞分化,讨论： 生命观念角度分析，人成熟的红细胞结构与功能的关系。,人的红细胞

8、在成熟过程中血红蛋白基因表达，产生大量血红蛋 白。同时，细胞结构发生变化，细胞核以及复杂细胞器消失，更有利于其快速高效运输氧气。体现了细胞的结构与功能相适应。,三、表观遗传,DNA甲基化: DNA甲基化是指在DNA甲基化转移酶的作用下，在基因组 CpG二核苷酸的胞嘧啶5号碳位共价键结合一个甲基基团.,DNA甲基化后核苷酸顺序及其组成虽未发生改变，但基因表达受影响.,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。植株A 植株B柳穿鱼花的形态结构与Lcyc基因的表达直接相关。上图所示的两株柳穿鱼，它们体内Lcyc基因的序列相同，只是植株

9、A的 Lcyc基因在开花时表达，植株B的Lcyc基因不表达。研究表明，植株B的Lcyc基因不表达的原因是它被高度甲基化(Lcyc基因有多个碱基连接甲基基团)了科学家将这两个植株作为亲本进行杂交，F1的花与植株A的相似，F1自交的F2中绝大部分植株的花与植株A的相似，少部分植株的花与植株B的相似。,思考：1、上述资料中，柳穿鱼性状改变的原因是什么？,2、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？,柳穿鱼是Lcyc基因被高度甲基化,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基因能表达，表现为显性；植株B的Lcyc基因由于部分基因被甲基化，基因

10、表达受到抑制，表现为隐性。因此同时含有这两个基因的F1的花与植株A相似。F1自交后，F2有少部分植株含有两个来自植株B的Lcyc基因，由于该基因部分碱基被甲基化，基因表达受抑制，因此这部分花与植株B相似。,三、表观遗传,资料2： 某种实验小鼠的毛色受一对等位基因A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 Aa，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发生DNA甲基化修

11、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。这段碱基序列的甲基化程度越高， Avy基因的表达受到的抑制越明显，小鼠体毛的颜色就越深,思考：1、上述资料中，小鼠性状改变的原因是什么？,小鼠是Avy基因前端有一段影响Avy基因表达的特殊碱基序列被甲基化。发生在基因前端的甲基化修饰导致相关基因表达受抑制，进而影响性状。,2、资料1和资料2展示的遗传现象有什么共同点？,资料1和2均为基因的碱基序列保持不变，但部分基因发生了甲基化修饰，抑制了基因的表达，进而对表型产生影响，这种DNA甲基化修饰可遗传给后代，使后代表现同样的表型

12、。,三、表观遗传,3.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。,1.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，叫表观遗传。,2. 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。,三、表观遗传,1、你认为受精卵发育成蜂王还是工蜂的原因是遗传物质不同吗？为什么？ 2、蜂王浆可能有什么作用？ 3、人类服用蜂王浆也会有这样的作用吗？为什么？,思考讨论,一个蜂群中，蜂王和 工蜂都由受精卵发育而来，但它们在形态、结构、生理和行为等方面截然不同，在发育过程中蜂王浆发挥了重要的作用。如果喂食蜂王浆的时间长，则发

13、育成蜂王，如果只喂食几天，则发育成工蜂。不喂蜂王浆的幼虫在经过甲基化抑制剂处理后也会发育成蜂王。,不是因为遗传物质不同。因为他们都是由受精卵发育而来。,蜂王浆可能有抑制甲基化的作用。,与社会联系 :,资料1：地西他滨，通过抑制DNA甲基转移酶，减少DNA的甲基化，从而抑制肿瘤细胞增殖以及防止耐药的发生.,资料2：中科院孙强课题组“利用体细胞核移植技术以及使用了表观遗传调节剂，克服了体细胞核移植最初的技术屏障，成功地克降出两只长尾猴，这是一个新的里程碑”。,与社会联系 :,资料1：地西他滨，通过抑制DNA甲基转移酶，减少DNA的甲基化，从而抑制肿瘤细胞增殖以及防止耐药的发生.,资料2：中科院孙强

14、课题组“利用体细胞核移植技术以及使用了表观遗传调节剂，克服了体细胞核移植最初的技术屏障，成功地克降出两只长尾猴，这是一个新的里程碑”。,3、我国生物科技飞速发展，对你的人生规划有什么启示？,1、与常规癌症的治疗相比，地西他滨有特异性强，副作用少的优点。,2、吸烟的危害 P72,2、基因与基因、基因与基因表达产物、基因与环境之间存在复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个错综复杂的网络，精细地调控生物的性状。,1、基因与性状不是简单的一一对应关系 一个性状可以受到多个基因的影响 一个基因也可以影响多个性状。,四、基因与性状的关系,一、基因表达产物与性状的关系,内容小结,二、细胞分化的本质是基因的选

15、择性表达,三、表观遗传：基因的碱基序列不变，但基因的表达和表型发生可遗传的变化,基因,蛋白质的结构,生物性状,酶的合成,细胞代谢过程,生物性状,直接控制,控制,控制,控制,间接控制,1、 下面是关于基因、蛋白质和性状三者关系的叙述,其中错误的是 A.生物体的性状完全由基因控制B.基因控制性状是通过控制蛋白质的合成来实现的C.蛋白质的结构可以直接影响性状D.蛋白质的功能可以影响性状,A,巩固练习,2、下列有关基因、性状以及二者关系的叙述，正确的是A.基因的前端有起始密码子,末端有终止密码子B.生物体的性状完全由蛋白质控制C.性状受基因控制,基因发生改变,该基因控制的性状也一定发生改变D.基因与性

16、状并不都是简单的线性关系,D,3、某种两性花的植物,可以通过自花传粉或异花传粉繁殖后代。在25 条件下,基因型为 AA 和 Aa 的植株都开红花基因型为aa 的植株开白花,但在30 的条件下,各种基因型的植株均开白花。下列说法不正确的是 A.不同温度条件下同一植株花色不同,说明环境能影响生物的性状B.若要探究一开白花植株的基因型,最简单可行的方法是在30条件下进行杂交实验C.在25 条件下生长的白花植株自交,后代中不会出现红花植株D.在30 的条件下生长的白花植株自交,后代在25条件下生长可能出现红花植株,B,4、在甲基转移酶的催化下，DNA 的胞嘧啶被选择性地添加甲基导致 DNA 甲基化,进

17、而使染色质高度螺旋化,失去转录活性。下列相关叙述不正确的是 A. DNA 甲基化会导致基因碱基序列的改变B. DNA 甲基化会导致 mRNA 合成受阻C.DNA 甲基化可能会影响生物的性状D.DNA 甲基化可能会影响细胞分化,A,5、许多基因的前端有一段特殊的碱基序列(富含 CG 重复序列)决定着该基因的表达水平,若其中的部分胞嘧啶(C)被甲基化成为 5-甲基胞嘧啶,就会抑制基因的转录。下列相关叙述正确的是A.在一条单链上相邻的 C 和 G之间通过氢键连接B.胞嘧啶甲基化导致表达的蛋白质结构改变C.基因的表达水平与基因的甲基化程度无关D.胞嘧啶甲基化可能会阻碍 RNA 聚合酶与基因前端的特殊碱

18、基序列结合,D,6、果蝇的翅有长翅和残翅两种,分别由基因A和a控制。遗传学家曾做过这样的实验:长翅果蝇幼虫正常的培养温度为25,将孵化后47d的长翅果蝇幼虫放在 35 37 的环境中处理624h后,得到了一些残翅果蝇,这些残翅果蝇在正常环境温度下产生的后代仍然是长翅果蝇。(1)果蝇的长翅和残翅是一对_ 性状。控制这一性状的基因互为_(2)长翅果蝇幼虫经处理后得到的残翅果蝇的遗传物质_ (填 “发生” 或 “未发生”改变。 (3)温度影响果蝇翅的发育,主要是因为温度影响果蝇发育过程中_的活性。而这种物质又是由基因经_过程合成的。(4)此实验说明生物的性状是由 _控制的。,相对 等位基因 未发生 酶 转录和翻译 基因和环境,课后作业： 第四章 第二节 课时达标,谢谢大家！,