4.2 基因表达与性状的关系(共23页PPT)(含课后题及答案)
合集下载
基因表达与性状的关系(18张PPT)PPT下载
•
10保尔身上的人格特征或完美的精神 操守： 自我献 身的精 神、坚 定不移 的信念 、顽强 坚韧的 意志
•
11把记叙、描写、抒情和议论有机地 融合为 一体， 充满诗 情画意 。如描 写百草 园的景 致，绘 声绘色 ，令人 神往。
•
12简·爱人生追求有两个基本旋律：富 有激情 、幻想 、反抗 和坚持 不懈的 精神； 对人间 自由幸 福的渴 望和对 更高精 神境界 的追求 。
控制酪氨酸酶的 基因异常
酪氨酸酶不能 正常合成
酪氨酸不能被催 化为黑色素
缺乏黑色素表现 为白化病
囊性纤维病
CFTR基因缺失3个碱基
CFTR蛋白结构异常，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 基因还能通过控制蛋白质的_结__构___而 直接 控制生物 体的__性__状___
植株A
植株B
基因表达与性状的关系（18张PPT）PP T下载
Lcyc基因
正常
开花时表达
Lcyc基因
高度 甲基化
开花时不表达
植株A
× （杂交）
F1
植株B
（自交） F2
绝大部分植株的花与植
基因表达与性状的关系（18张PPT）PP T下载
株A相似
少部分植株的花 与植株B相似
基因表达与性状的关系（18张PPT）PP T下载
基因高度甲基化
调控序列甲基化程度不同
基因序列没有变化
甲基化
基因表达水平不一致 导致
生物性状出现差异
基因表达与性状的关系（18张PPT）PP T下载
基因表达与性状的关系（18张PPT）PP T下载
• 定义：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。
人教版生物学必修第二册4-2《基因表达与性状的关系》课件PPT
成→无法将酪氨酸转变为_黑__色___素__→皮肤、毛发因缺乏黑色素而出现白化症状。
(2) 结 论 ： 通 过 上 述 实 例 可 以 看 出 ， 基 因 可 以 通 过 控 制酶__的__合___成_ 来 控 制
代__谢___过__程_，进而控制生物体的性状。
2．基因对性状的直接控制
新教材·生物（RJ） 必修2
新教材·生物（RJ） 必修2
解析：同经一个体的体细胞内所含基因都相同，因为都是由受精卵经有 丝分裂产生的，故 A 错误。图中①表示转录，需要 RNA 聚合酶；②表示翻 译，需要 tRNA，故 B 正确。④⑤过程的结果存在差异的根本原因是遗传信 息发生了改变，直接原因是血红蛋白合成异常，故 C 错误。过程①②③表明 基因通过控制酶的合成控制生物的代谢，进而控制生物体的性状，但不是指 所有性状，故 D 错误。
(1)实例：囊性纤维化的发病机制：编码__C_F_T__R__蛋__白__的基因缺失 3 个碱
基→CFTR 蛋白在第 508 位缺少苯丙氨酸，空间结构发生变化→CFTR 转运
__氯__离__子__功能异常→患者支气管中黏液增多，管腔受阻，细菌滋生，肺功能
严重受损。
(2)结论：基因可以通过控制_蛋__白__质__的__结__构_直接控制生物体的性状。
新教材·生物（RJ） 必修2
2．下图为人体内基因对性状的控制过程，分析可知( B )
A．基因 1 和基因 2 一般不会出现在人体内的同一个细胞中 B．图中①过程需 RNA 聚合酶的催化，②过程需 tRNA 的协助 C．④⑤过程的结果存在差异的根本原因是血红蛋白结构的不同 D．过程①②③表明基因通过控制酶的合成来控制生物体的所有性状
__不__表__达__
Lcyc 基因甲 与植株 A 相比，植株 B 的 Lcyc 基因高度
4.2基因表达与性状的关系 课件(共20页ppt)
翻译水平的调控
4.miRNA是miRNA前体经过加工之后的一类非编码的具有调控功能的小RNA分 子(18～25个核苷酸)，它含有一段能够自我配对形成“茎环”结构的序列(如图 所示)。某miRNA能抑制W基因控制的蛋白质(W蛋白)的合成，如图是某真核细
胞内形成该miRNA及其发挥作用的过程示意图。下列叙述错误的是( D )
如图所示。下列相关推测不合理的是( D )
A.染色质中的组蛋白乙酰化与去乙 酰化不属于可逆反应 B.HDAC复合物使组蛋白去乙酰化 伴随着对基因转录的抑制 C.激活因子、抑制因子可能改变了 组蛋白的空间结构 D.活性染色质更便于DNA聚合酶与 DNA的结合
转录水平的调控
2.大肠杆菌乳糖操纵子包括lacZ、lacY、 lacA三个结构基因(编码参与乳糖代谢 的酶，其中酶a能够水解乳糖)，以及 操纵基因、启动子和调节基因，调节 基因表达的阻遏蛋白可调控结构基因 表达。培养基中无乳糖存在时，阻遏 蛋白和操纵基因结合，导致RNA聚合 酶不能与启动子结合；乳糖存在时， 乳糖与阻遏蛋白结合，改变其构象。
转录后水平的调控
3.如图是人体细胞内细胞核基因的表达过程示意图，前体mRNA在细胞核内剪切、
拼接后参与翻译过程。下列叙述正确的是( C )
A.基因的转录需要解旋酶和DNA聚合酶的催化 B.一个基因控制合成不同的多肽链与转录时的模板链不同有关 C.翻译过程需要成熟的mRNA、tRNA、氨基酸、能量和核糖体等 D.若该基因为呼吸酶基因，则图示过程可发生在任何成熟的细胞中
问题一：基因控制生物性状的方式有几种，举教材中实例说明 问题二：细胞中表达的基因分为哪两类？细胞分化的本质是什么？分化
后不同功能的细胞中核DNA、RNA、蛋白质是（相同or不同or不完全相 同）？
基因表达与生物性状的关系(课件)
总结：
基因 控制
间接 控制
酶的合成 控制
细胞代谢
蛋白质结构
蛋白质
直接 控制
控制 性状 基因控制性状的两条途径： 途径一： 基因 酶 代谢 途径二： 基因 结构蛋白
性状（间接） 性状（直接）
一、基因表达产物与性状的关系
➢其他实例
酒精（乙醇）
乙醇脱氢酶
乙醇脱氢酶 相关基因
乙醛 乙醛有毒，扩张血管
乙醛脱氢酶
性状
合成 代谢过程
正常 黑色素
生物性状
一、基因表达产物与性状的关系 （二）基因对性状的直接作用
请同学们自主阅读教材P71-72，思考并回答问题：
3.囊性纤维病病因是什么？ 4.通过以上实例基因如何控制控制生物的性状？
一、基因表达产物与性状的关系 （二）基因对性状的直接作用
资料3：在大约70％的囊性纤维化患者中，编码 CFTR蛋白（一种转运蛋白）的基因缺失了3个碱基， 导致CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸，其空间结 构发生变化，使CFTR转运氯离子的功能出现异常， 导致患者支气管中黏液增多，管腔受阻，细菌在肺 部大量生长繁殖，最终使肺功能严重受损。
1. 为什么会出现白化症状？根本原因是什么？直接原因是什么？ 2. 用文字和箭头总结基因、酶与性状之间的关系。
一、基因表达产物与性状的关系 （一）基因对性状的间接作用
➢实例二：白化病
编码酪氨酸酶的基因正常
基因型
控制
编码酪氨酸酶的基因异常
酪氨酸酶正常
酶
酪氨酸酶不能合成
酪氨酸转化为黑色素
表现正常
正常人
珠蛋白 胰岛素mRNA mRNA
-
-
+
-
-
4.2 基因表达与性状的关系-人教版高中生物必修二教学课件(共23张PPT)【精美版】
4.2 基因表达与性状的关系-人教版高中生物 必修二 教学课 件(共2 3张PPT )【精 美版】
一、基因表达产物与性状的关系（P71）
编码CFTR蛋白的基因缺失三个碱基
CFTR蛋白缺少第508位的苯丙氨酸
CFTR蛋白结构异常，转运氯离子功 能异常
患者支气管中粘液增多，管腔受阻， 细菌大量繁殖，肺功能严重受损
4.2 基因表达与性状的关系-人教版高中生物 必修二 教学课 件(共2 3张PPT )【精 美版】
教材P75 4.2 基因表达与性状的关系-人教版高中生物必修二教学课件(共23张PPT)【精美版】
4.2 基因表达与性状的关系-人教版高中生物 必修二 教学课 件(共2 3张PPT )【精 美版】
教材P75 4.2 基因表达与性状的关系-人教版高中生物必修二教学课件(共23张PPT)【精美版】
4.2 基因的表达与性状的关系
一、基因表达产物与性状的关系
基因与蛋白质有何关系？ 基因指导蛋白质的合成
基因与性状有何关系？
基因控制性状
蛋白质与性状有何关系？ 蛋白质是生命活动的主要承担者
一、基因表达产物与性状的关系（P71）
一、基因表达产物与性状的关系（P71）
编码淀粉分支酶的基因正常
控制合成
2. 3种细胞中的DNA都含有卵清蛋白基因、珠蛋白基因、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？ 细胞中并不是所有基因都表达，基因的表达存在选择性
细胞分化的实质——基因的选择性表达
4.2 基因表达与性状的关系-人教版高中生物 必修二 教学课 件(共2 3张PPT )【精 美版】
结论2：基因通过控制 蛋白质的结构
4.2 基因表达与性状的关系-人教版高中生物 必修二 教学课 件(共2 3张PPT )【精 美版】
4.2 基因表达与性状的关系-人教版()高中生物必修二教学课件(共31张PPT)
的蛋白质是维持细胞基本生命活动所必需的, 如各种组蛋 白基因, 控制核糖体蛋白质的基因 等。 2、奢侈基因：只在 某类细胞中特异性表达 的基因，指
导合成组织特异性蛋白,对分化有重要影响,即细胞特异性 表达的基因,如血红蛋白基因（只在 红细胞中 表达）， 胰岛素基因（只在 胰岛B细胞中 表达）
(二)、细胞分化的实质 基因的选择性表达
知识的Ne超twor市k O，ptim生iza命tion的Exp狂ert T欢eam
(3)从产物分析。
①如果产物为DNA,生理过程可能是 DNA复制或逆转录。
②如果产物为RNA,生理过程可能是 RNA复制或转录 。
③如果产物为蛋白质(或多肽),生理过程是 翻译
。
知识的Ne超twor市k O，ptim生iza命tion的Exp狂ert T欢eam
Lcyc基因
正常
开花时表达
Lcyc基因
高度 甲基化
开花时不表达
植株A
× （杂交）
F1
植株B
（自交） F2
绝大部分植株的花与植
优秀ppt公开课ppt免费课件下载免费 课件4.2 基因表达与性状的关系-人教版（2019） 高中生 物必修 二教学 课件( 共31张PPT)
株A相似
少部分植株的 花与植株B相似 知识的Ne超twor市k O，ptim生iza命tion的Exp狂ert T欢eam
②如果模板是RNA,生理过程可能是 RNA复制或逆转录
(2)从原料分析。
或翻译。
①如果原料为脱氧核苷酸,产物一定是 DNA
,
生理过程可能是 DNA复制或逆转录。
②如果原料为核糖核苷酸,产物一定是 RNA
,
生理过程可能是 DNA转录或RNA复。制
4.2基因表达与性状的关系(共39张PPT)
①基因通过控制酶的合成来控制代谢过程， 进而控制生物体的性状。
②基因还能通过控制蛋白质的结构来直接控制 生物体的性状。
当堂检测
C 【1】白化病病人出现白化症状的根本原因是 (
)
A 病人体内缺乏黑色素 B 病人体内无酪氨酸 C 控制合成酪氨酸酶的基因不正常 D 长期见不到阳光
白化病患者
当堂检测
C 【2】下列关于“基因与性状”关系的描述，正确的是（ ）
DNA甲基化示意图
Lcyc基因 在开花时
表达
Lcyc基
植株 A
植株B
因不表 达
基因被高度甲基化
（有多个碱基连接甲基基团）
知识拓展 DNA甲基化修饰
CH3
5'
3'
5'
3'
CG
CG
GC
胞嘧啶甲 基化
GC
3'
5'
3'
5'
CH3
1 通常是胞嘧啶发生甲基化修饰。
2 甲基化通常是抑制基因转录。
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。
A 基因可通过控制酶的合成直接控制生物体的性状 B 基因与生物性状之间不存在简单的线性关系 C 基因与多种因素相互作用精细地调控生物的性状 D DNA上的片段均能直接或间接地控制生物的性状
02 / 基因的选择性表达与细胞分化
1 这个过程我们称为什么？细胞分化 2 这些细胞的基因是否相同？相同 3 这些不同类型细胞的结构和功能都
血红蛋白基因中1个碱 基对被替换
血红蛋白中谷氨酸被缬氨 酸替换，空间结构改变
生物性状 红细胞呈镰刀型,易破裂， 使人患溶血性贫血
②基因还能通过控制蛋白质的结构来直接控制 生物体的性状。
当堂检测
C 【1】白化病病人出现白化症状的根本原因是 (
)
A 病人体内缺乏黑色素 B 病人体内无酪氨酸 C 控制合成酪氨酸酶的基因不正常 D 长期见不到阳光
白化病患者
当堂检测
C 【2】下列关于“基因与性状”关系的描述，正确的是（ ）
DNA甲基化示意图
Lcyc基因 在开花时
表达
Lcyc基
植株 A
植株B
因不表 达
基因被高度甲基化
（有多个碱基连接甲基基团）
知识拓展 DNA甲基化修饰
CH3
5'
3'
5'
3'
CG
CG
GC
胞嘧啶甲 基化
GC
3'
5'
3'
5'
CH3
1 通常是胞嘧啶发生甲基化修饰。
2 甲基化通常是抑制基因转录。
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。
A 基因可通过控制酶的合成直接控制生物体的性状 B 基因与生物性状之间不存在简单的线性关系 C 基因与多种因素相互作用精细地调控生物的性状 D DNA上的片段均能直接或间接地控制生物的性状
02 / 基因的选择性表达与细胞分化
1 这个过程我们称为什么？细胞分化 2 这些细胞的基因是否相同？相同 3 这些不同类型细胞的结构和功能都
血红蛋白基因中1个碱 基对被替换
血红蛋白中谷氨酸被缬氨 酸替换，空间结构改变
生物性状 红细胞呈镰刀型,易破裂， 使人患溶血性贫血
4-2 基因表达与性状的关系 课件-高中生物人教版(2019)必修二
②白化病：人的白化症状是由编码酪氨酸酶的基因异常而引起的。 酪氨酸酶存在于正常人的皮肤、毛发等处，它能将酪氨酸转变为 黑色素。如果一个人由于基因异常而缺少酪氨酸酶，那么这个人 就不能合成黑色素，从而表现出白化症状。
一. 基因表达产物与性状的关系
③苯丙酮尿症：苯丙酮尿症是一种严重的常染色体隐性遗传性氨基酸代谢病，因患者尿中 排泄大量的苯丙酮酸而得名。本病的病因是位于12号染色体上的苯丙氨酸羟化酶基因发 生突变，导致苯丙氨酸羟化酶活性降低或丧失。苯丙氨酸不能转变为酪氨酸，而转变为苯 丙酮酸和苯乳酸并在体内累积，导致血液和尿液中苯丙氨酸及其衍生物排出增多。同时多 巴胺、5-羟色胺、γ－氨基丁酸等重要神经递质缺乏，引起神经系统的功能损害。
化水平升高，对染色体上的组蛋白也会 产生影响。不仅如此，还有研究发现，男性吸烟者的精子活力下降，精子中DNA的甲基化 水平明显升高。
五. 基因与性状的关系
1、综上所述，基因通过其表达产物——蛋白质来控制性状，细胞内的基因表达与否以及 表达水平的高低都是受到调控的。细胞分化是基因选择性表达的结果，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。
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？ 答案：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，F1的花与植株A的相似。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，基因表达受到抑制，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？这对你认识基因和性状的关系有什么启示？
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
二、基因的选择性表达与细胞分化（P72）
讨论 1.这三种细胞中合成的蛋白质种类有什么差别？ 这三种细胞合成的蛋白质种类不完全相同 虽有些蛋白质在所有细胞中均合成，但也有一些特定蛋白质只在特定细胞中合成
2. 3种细胞中的DNA都含有卵清蛋白基因、珠蛋白基因、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？
4.2 基因的表达与性状的关系
一、基因表达产物与性状的关系
基因与蛋白质有何关系？ 基因指导蛋白质的合成
基因与性状有何关系？
基因控制性状
蛋白质与性状有何关系？ 蛋白质是生命活动的主要承担者
一、基因表达产物与性状的关系（P71）
一、基因表达产物与性状的关系（P71）
编码淀粉分支酶的基因正常
控制合成
细胞中并不是所有基因都表达，基因的表达存在选择性
细胞分化的实质——基因的选择性表达
二、基因的选择性表达与细胞分化（P72）
1.同一生物体中不同类型的体细胞，基因都是相同的。
2.细胞中的基因有些表达，有些不表达。 细胞分化的实质——基因的选择性表达
3.在不同类型的细胞中，表达的基因大致可以分为两类：
淀粉分支酶正常
催化
合成淀粉
基因
酶
代谢过程
DNA种插入了一段外来序，列 编码淀粉分支酶的基因异常
控制合成
淀粉分支酶异常
活性低
淀粉合成受阻
淀粉含量高
性状
淀粉含量降低
一、基因表达产物与性状的关系（P71）
编码酪氨酸酶的基因基因异常
酪氨酸酶不能正常合成
酪氨酸不能正常转化为黑色素 缺乏黑色素，表现为白化病
结论1：基因通过控制 酶的合成 来控制 代谢 过程， 进而控制生物体的性状 间接控制
三、表观遗传（P74）
一般来说，性状是基因和 环境共同作用的结果
教材P75教材ຫໍສະໝຸດ 75× √ C教材P75
教材P75
教材P75
教材P78
D A
D C
C
教材P78
（1）在视网膜细胞的细胞核中，编码这两种蛋白质的基因分别 转录出相应的mRNA，mRNA通过核孔进入细胞质，在核糖体上翻 译出蛋白质。
一、基因表达产物与性状的关系（P71）
编码CFTR蛋白的基因缺失三个碱基
CFTR蛋白缺少第508位的苯丙氨酸
CFTR蛋白结构异常，转运氯离子功 能异常
患者支气管中粘液增多，管腔受阻， 细菌大量繁殖，肺功能严重受损
结论2：基因通过控制 蛋白质的结构
直接控制生物体的性状 直接控制
二、基因的选择性表达与细胞分化（P72）
（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。
管家基因
（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。
奢侈基因
三、表观遗传（P73）
三、表观遗传（P73）
讨论 2.分析资料1，F1的花为什么与植株A的相似？在F2中， 为什么有些植物的花与植株B相似？
（2）否 家鸽所有细胞均由受精卵发育而来，因此所有的细胞都含有这 两个基因。但这两个基因只在部分细胞（如视网膜细胞）中特 异性表达，不会在所有细胞中都表达。
（3）无法合成有功能的含铁的杆状蛋白质多聚体，可能导致家 鸽无法导航，失去方向感。
教材P78
共同点：均为基因碱基序列不变，但部分碱基发生了甲基化修饰，抑制基因表达，进而对表型 产生影响 这种DNA甲基化修饰可遗传给后代，使后代出现同样表型。
启示：碱基序列不变，形状发生改变，表明基因与性状之间并不是简单的一一对应关系。 基因的表达受很多因素影响，体现了基因与性状之间的关系复杂性。
三、表观遗传（P74）
LcycA ⅹ LcycB
F1
F1同时含来自A和B的Lcyc基因 A的Lcyc基因为显性，B的为隐性
所以F1的花与植株A相似。
F2
F2中，有部分植株含两个来自B的Lcyc 由于该基因被高度甲基化，基因表达受抑制，
表现型与B相似
三、表观遗传（P73）
讨论 3.资料1和2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？