【课件】基因表达与性状的关系第1课时 2023-2024学年高一下学期生物人教版必修2.pptx

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1、 罂粟罂粟，它的花朵娇艳欲滴，但果，它的花朵娇艳欲滴，但果实却可能给人带来无穷的灾难与痛苦。实却可能给人带来无穷的灾难与痛苦。为了得到观赏用罂粟，科学家目前利为了得到观赏用罂粟，科学家目前利用用基因敲除基因敲除技术，技术，去除去除某种某种吗啡合成吗啡合成酶基因酶基因，可以使罂粟不生成某种吗啡，可以使罂粟不生成某种吗啡合成酶，阻断吗啡的合成途径，获得合成酶，阻断吗啡的合成途径，获得“安全的安全的”罂粟植株罂粟植株。为什么使用基因敲除技术能实现这种转变？基因如何控制生物性状？为什么使用基因敲除技术能实现这种转变？基因如何控制生物性状？问题探讨11.1.水水毛毛茛茛两两种种形形态态的的叶叶，其其细细

2、胞胞的的基基因因组成一样吗？组成一样吗？2.2.其差异可能是由什么因素引起的？其差异可能是由什么因素引起的？问题探讨2第第4 4章章 基因基因的表达的表达第第2 2节节 基因表达基因表达与性状的关系与性状的关系实例一：豌豆的圆粒与皱粒实例一：豌豆的圆粒与皱粒如何从基因表达的层面解释这一对相对性状的形成？如何从基因表达的层面解释这一对相对性状的形成？一、基因表达产物与性状的关系思考皱粒豌豆圆粒豌豆编码编码淀粉分支酶的基因被淀粉分支酶的基因被插入的插入的DNADNA序列打乱序列打乱淀粉分支酶异常淀粉分支酶异常淀粉合成受阻，含量降低淀粉合成受阻，含量降低淀粉含量低的豌豆由于失水而淀粉含量低的豌豆由于

3、失水而显得皱缩（性状：皱粒）显得皱缩（性状：皱粒）实例一：豌豆的圆粒与皱粒实例一：豌豆的圆粒与皱粒实例二：白化症状实例二：白化症状你能仿照实例一你能仿照实例一,来解释白化症状的病因吗来解释白化症状的病因吗？思考编码酪氨酸酶编码酪氨酸酶的的_异常异常_不能正常合成不能正常合成酪氨酸不能转变为黑色素酪氨酸不能转变为黑色素表现为白化症状表现为白化症状基因基因酪氨酸酶酪氨酸酶基因基因酶酶代谢代谢过程过程性状性状实例二：白化症状实例二：白化症状归纳从这两个例子中我们能总结出什么样的共同特点呢？从这两个例子中我们能总结出什么样的共同特点呢？基因基因通过控制通过控制酶酶的合成来控制的合成来控制代谢过程代谢过

4、程，进而控制，进而控制生物体的生物体的性状性状。实例三：囊性纤维化实例三：囊性纤维化编码跨膜蛋白（编码跨膜蛋白（CFTRCFTR蛋白）的基因缺失了蛋白）的基因缺失了3 3个碱基对个碱基对导致导致CFTRCFTR蛋白缺少苯丙氨酸，影响了蛋白缺少苯丙氨酸，影响了CFTRCFTR蛋白结构蛋白结构使使CFTRCFTR转运氯离子的功能异常，导致患者支气管中黏液增多转运氯离子的功能异常，导致患者支气管中黏液增多黏液增多，支气管管腔受阻，细菌在肺部大量生长繁殖，肺黏液增多，支气管管腔受阻，细菌在肺部大量生长繁殖，肺部功能严重受损部功能严重受损归纳从这个例子中，你又能总结出什么结论？从这个例子中，你又能总结出

5、什么结论？基因基因通过控制通过控制蛋白质的结构蛋白质的结构直接控制生物体的直接控制生物体的性状性状。基因基因蛋白质蛋白质性状性状转录转录翻译翻译生生命命活活动动的的主主要要载载体体结构成分结构成分运输功能运输功能调节作用调节作用催化作用催化作用免疫作用免疫作用外界环境外界环境拓展应用有有人人说说，“基基因因是是导导演演，蛋蛋白白质质是是演演员员，性性状状是是演演员员的的表表演演作作品品”。你你怎怎么么看看？请请你你整整理理总总结结基基因因、蛋蛋白白质质和和性状三者之间的关系。性状三者之间的关系。同一生物体中不同类型的细胞，基因都是相同的，而同一生物体中不同类型的细胞，基因都是相同的，而形态、结

6、构和功能却各不相同，这是为什么呢？形态、结构和功能却各不相同，这是为什么呢？二、基因的选择性表达与细胞分化思考检测的检测的3种细胞种细胞卵卵清清蛋蛋白白基基因因、珠珠蛋蛋白白基基因因、胰胰岛素基因岛素基因卵清蛋白卵清蛋白mRNA珠蛋白珠蛋白mRNA胰岛素胰岛素mRNA输卵管细胞输卵管细胞+红细胞红细胞+胰岛细胞胰岛细胞+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 1）这）这3 3种细胞中合成的蛋白质种类有什么差别？种细胞中合成的蛋白质种类有什么差别？这这三三类类细细胞胞中中，虽虽然然都都含含有有相相同同的的一一些些蛋蛋白白质质，但又有各自特殊的蛋白质。但又有

7、各自特殊的蛋白质。（2 2）3 3种细胞中的种细胞中的DNADNA都含有卵清蛋白基因、珠蛋白基因和胰岛素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基因，但只检测到其中一种基因的mRNAmRNA，这一事实说明了什么？，这一事实说明了什么？在在不不同同类类型型的的细细胞胞中中，表表达达的的基基因因大大致致可可以以分分为为两两类类：一一类类是是在在所所有有细细胞胞中中都都表表达达的的基基因因，如如核核糖糖体体蛋蛋白白基基因因；另另一一类类是是只只在在某某类类细细胞胞中中特特异异性性表表达达的的基基因因，如如胰岛素基因。胰岛素基因。细胞中表达的基因的分类：细胞中表达的基因的分

8、类：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、生命活动所必需的。如：核糖体蛋白基因、ATPATP合成基因等合成基因等。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、胰岛素基因基因等。等。总结：细胞分化的本质就是基因的选择性表达。归纳提升观察柳穿鱼花的形态结构和小鼠毛色的遗传柳穿鱼花的形态结构和小鼠毛色的遗传植植株株A A与与植植株株B B体体内内的的LcycLcyc基基因因的的序序列列相相同同，在在开开花花时时，植植株株A A的的Lcy

9、cLcyc基基因因表表达达，植植株株B B的的被被高高度度甲甲基基化化了了，不不表表达达。植植株株A A与与B B杂杂交交，F1F1的的花花与与植植株株A A相相似似，F1F1自自交交的的F2F2中中绝绝大大部部分分植植株株的的花花与与植植株株A A相相似似，少少部部分分与与植植株株B B的相似。的相似。柳穿鱼的花柳穿鱼的花三、表观遗传纯纯种种黄黄色色体体毛毛的的小小鼠鼠与与纯纯种种黑黑色色体体毛毛的的小小鼠鼠杂杂交交，子子一一代代基基因因型型都都是是AvyaAvya，毛毛色色却却介介于于黑黑色色和和黄黄色色之之间间的的一一系系列列过过渡渡类类型型。（AvyaAvya基基因因控控制制黄黄色色，

10、AvyaAvya基基因因甲甲基基化化程程度度越越高高，AvyaAvya基基因因表表达达受受到到的的抑抑制制越越明明显显，体体毛毛颜颜色就越深。）色就越深。）表现出不同毛色的表现出不同毛色的Avya小鼠小鼠（1 1）柳柳穿穿鱼鱼和和小小鼠鼠性性状状改改变变的的原原因因是什么？是什么？柳柳穿穿鱼鱼LcycLcyc基基因因和和小小鼠鼠A Avyvy基基因因的的碱碱基基序序列列没没有有改改变变，但但部部分分碱碱基基发发生生了了甲甲基基化化修修饰饰，抑抑制制了了基基因因的表达，进而对表型产生影响。的表达，进而对表型产生影响。DNADNA甲基化示意图甲基化示意图思考（2 2）F1F1的的花花为为什什么么与

11、与植植株株A A的的相相似似？在在F2F2中中，为为什什么么有有些些植植株株的的花花与与植植株株B B的的相似？相似？LcycLcyc基基因因相相当当于于显显性性A A，LcycLcyc基基因因甲甲基基化化后后相相当当于于隐隐形形基基因因a a，所所以以F1F1与与植植株株A A相相似似。但但F F2 2发发生生了了性性状状分分离离，出出现现了了aaaa，所所以以有有些些植植株株的的花花与与植植株株B B的相似。的相似。DNADNA甲基化示意图甲基化示意图思考表观遗传：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。（3 3）资料）资料1 1和资料和资料2 2展示的遗传现象

12、有什么共同点？这对展示的遗传现象有什么共同点？这对你认识基因和性状的关系有什么启示？你认识基因和性状的关系有什么启示？基基因因的的碱碱基基序序列列保保持持不不变变，但但DNADNA甲甲基基化化修修饰饰会会抑抑制制基基因因的的表表达，可以遗传给后代，使后代出现同样的表型。达，可以遗传给后代，使后代出现同样的表型。一个蜂群中，蜂王和工蜂都是由受精卵发育而来的，一个蜂群中，蜂王和工蜂都是由受精卵发育而来的，但它们在形态、结构、生理和行为等方面截然不同，但它们在形态、结构、生理和行为等方面截然不同，原因是什么？原因是什么？与“DNA甲基化”有关思考与社会的联系：有有研研究究表表明明，吸吸烟烟会会使使人

13、人的的体体细细胞胞内内的的DNADNA的的甲甲基基化化水水平平升升高高，对对染染色色体体上上的的组组蛋蛋白白也也会会产产生生影影响响。不不仅仅如如此此，还还有有研研究究发发现现，男男性性吸吸烟者的精子活力下降，精子中烟者的精子活力下降，精子中DNADNA的甲基化水平明显升高。的甲基化水平明显升高。请查阅相关资料，结合表观遗传、请查阅相关资料，结合表观遗传、烟草烟雾中含有的化学物质及其烟草烟雾中含有的化学物质及其危害等知识，向亲友和周围人群危害等知识，向亲友和周围人群深入宣传戒烟的道理。深入宣传戒烟的道理。有时候，一个性状由一个基因决定，在大多数情况下，基因与性状的关系并不是简单的一一对应的关系

14、。一个性状可以受到一个性状可以受到多个多个基因的影响。例如，人的身高是由基因的影响。例如，人的身高是由多个基因决定的。多个基因决定的。一个基因也可以影响一个基因也可以影响多个多个性状。性状。携带携带Ghd7Ghd7基因与不携带基因与不携带Ghd7Ghd7基因对比图基因对比图（图中较短、较小、较少者为不携带）（图中较短、较小、较少者为不携带）水稻开花水稻开花水稻开花、生长、发育和产量。水稻开花、生长、发育和产量。生生物物体体的的性性状状也也不不完完全全是是由由基基因因决决定定的的，环环境境对对性性状状也也有有着着重要影响。例如，后天的营养和体育锻炼对人身高的影响。重要影响。例如，后天的营养和体育

15、锻炼对人身高的影响。结合以上实例，你如何评价基因决定生物的性状这一观点？结合以上实例，你如何评价基因决定生物的性状这一观点？讨论基因与基因、基因与基因表达产物、基因与环境之间存在基因与基因、基因与基因表达产物、基因与环境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，精细地调控着生物体的性状。网络，精细地调控着生物体的性状。残翅果蝇残翅果蝇翅长接近正常的果蝇翅长接近正常的果蝇思维训练阅读课本阅读课本7575页相关内容页相关内容思考翅的发育是否经过酶催化的反应？酶与基因的关系翅的发育是否经过酶催化的反应？酶与基因的关系是怎样的？酶与温度的关系是怎样的？是怎样的？酶与温度的关系是怎样的？翅的发育需要经过酶催化的反应，而酶是在基因指导下翅的发育需要经过酶催化的反应，而酶是在基因指导下合成的，酶的活性受温度、合成的，酶的活性受温度、pHpH等条件影响。等条件影响。2525摄氏度和摄氏度和3131摄氏度温度不同，酶活性不同，导致翅型不同摄氏度温度不同，酶活性不同，导致翅型不同性状 基因 外界环境思考课堂小结