基因和性状表达
4-2基因表达与性状的关系第2课时课件 高一下学期生物人教版必修2 (1)
花的形态结构不同，其他方面基本相同。花的形Βιβλιοθήκη 与Lcyc基因的表达相关。 植株A
植株B
A,B两种植株：Lcyc基因的序列相同
植株B花性状改变的原因：
植株A：Lcyc基因在开花时表达 植株B：Lcyc基因不表达
植株B的Lcyc基因部分碱基发 生了甲基化修饰，抑制了基因的
表达，进而对表型产生影响
DNA甲基化示意图
例1．表观遗传现象普遍存在于生物体生命活动过程中。下列有关叙述错误 的是（ B ） A．同一蜂群中的蜂王和工蜂在形态结构、生理和行为等方面的不同与表 观遗传有关 B．表观遗传现象是因为在减数分裂产生配子的过程中碱基序列发生改变 C．柳穿鱼Lcyc基因的部分碱基发生了甲基化修饰，抑制了基因的表达 D．同卵双胞胎之间的微小差异与表观遗传有关
练习
15、牵牛花的颜色主要是由花青素决定的，如图为花青素 的合成与颜色变化途径示意图：
从图中不能得出的结论是
D
A．花的颜色由多对基因共同控制
B．基因可以通过控制酶的合成来控制代谢
C．生物性状由基因决定，也受环境影响
D．若基因①不表达，则基因②和基因③不表达
练习
16、长链非编码RNA(lncRNA)是长度大于200个碱基，具有多种调控功能的一类RNA 分子。如图表示细胞中lncRNA的产生及发挥调控功能的几种方式，请回答下列问题：
蜂王与工蜂基因型相同，最终发育形成的个体为何如此不同？
蜂王与工蜂的异型分化
基因型相 同的雌蜂
幼虫
3天内取食蜂王浆
持续喂食蜂王浆
蜂王
停止蜂王浆，取食花粉和花蜜
工蜂
基因的表达会影响生物的性状，取食不同为什么会造成生物性状的差异呢？
思考讨论 推测取食不同为什么造成工蜂和蜂王性状的差异呢？
基因表达与性状的关系(新高考生物一轮复习教案)
（新高考生物一轮复习教案）第六单元 遗传的物质基础第5课时 基因表达与性状的关系 课标要求 1.举例说明生物的性状主要通过蛋白质表现。
2.细胞分化的本质是基因选择性表达的结果。
3.概述某些基因中碱基序列不变但表型改变的表观遗传现象。
1．基因表达产物与性状的关系(1)直接控制途径(用文字和箭头表示)基因――→控制蛋白质的结构――――→直接控制生物体的性状(完善实例分析如下)(2)间接控制途径(用文字和箭头表示)基因――→控制酶的合成――→控制代谢过程――――→间接控制生物体的性状(完善实例分析如下)①白化病致病机理图解②豌豆的圆粒和皱粒的形成机理图解2．基因的选择性表达与细胞分化(1)基因类型⎩⎪⎨⎪⎧ 在所有细胞中都能表达的基因只在某类细胞中特异性表达的 基因(2)细胞分化的本质：基因的选择性表达。
(3)细胞分化的结果 由于基因的选择性表达，导致来自同一个体的体细胞中mRNA 和蛋白质不完全相同，从而导致细胞具有不同的形态和功能。
(4)细胞分化的本质就是基因的选择性表达。
3．表观遗传(1)概念：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。
(2)特点①可遗传：基因表达和表型可以遗传给后代。
②不变性：基因的碱基序列保持不变。
③可逆性：DNA 的甲基化修饰可以发生可逆性变化，即被修饰的DNA 可能发生去甲基化。
(3)理解表观遗传应注意的三个问题①表观遗传不遵循孟德尔遗传规律。
②表观遗传可以通过有丝分裂和减数分裂传递被修饰的基因。
③表观遗传一般是影响到基因的转录过程，进而影响蛋白质的合成。
(4)机制：DNA 的甲基化；组蛋白的甲基化和乙酰化等。
(5)实例：a.柳穿鱼花形的遗传；b.某种小鼠毛色的遗传；c.蜂王和工蜂。
4．基因与性状间的对应关系另外，生物体的性状还受环境条件的影响。
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网络，精细地调控着生物体的性状。
基因表达与性状的关系(修改版)
不是。控制细胞基本生命活动的基因（管家基因）在所有细胞中都能表达，如核糖体蛋
白基因、ATP合成酶基因等。其他三个基因只在某类细胞中特异性表达（奢侈基因)
三. 表观遗传 思考·探究：基因型相同的同卵双生双胞胎在同样的环境中长大后，他们在 性格、健康等方面仍会有较大的差异。这说明了什么？
说明：DNA序列没有都发生变化的情况下，生物体的一些表型却发生了改变
这段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___；
三、表观遗传 1.概念 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； 2.特点：（1）碱基序列不变；（2）可遗传给后代（；3）受环境影响；
第四章 基因的表达 第2节 基因对性状的控制
一 基因表达产物与性状的关系(自学P71该蓝色标题下内容，作出判断）
判断：
1皱粒豌豆的出现是因为编码淀粉分支酶的基因中
缺失了一段碱基序列，导致淀粉含量下降
缺失改为插入
×
2囊性纤维病的出现是因为编码跨膜蛋白的基因插
入了三个碱基，从而使该蛋白运输氯离子的功能异
【模型分析】DNA甲基化影响基因表达的机理
RNA 聚合酶
未发生
DNA甲基化
基因
公路
发生 DNA甲基化
公路
三、表观遗传
资料2：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。
基因表达与性状的关系(含表观遗传)-2023年高考生物一轮复习(新教材新高考)
课堂练习：
二、填空默写 3.有研究表明，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。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。 4.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。 5.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。细胞分化的本质是基因选择性表 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。
二.精题精练
解析：表观遗传是指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。这一现象出现的原因是DNA的甲基化，染 色体上的组蛋白发生甲基化、乙酰化等，A正确，B错误； 外界环境会引起细胞中DNA甲基化水平变化，从而引起表观遗传现象的 出现，C正确； DNA甲基化的修饰可以通过配子传递给后代，使后代出现同样的表型， D正确。
课堂练习： 一、易错辨析 8.表观遗传现象由于基因的碱基序列没有改变，因此生物体的性状也不会发 生改变( × ) 9.吸烟会导致精子中DNA的甲基化水平升高，从而影响基因的表达( √ ) 10.表观遗传现象比较少见，不能普遍存在于生物体整个生命活动过程中(×) 11.基因与性状是一一对应的关系( × )
H3 组蛋白修饰与染色质活性的关系
一.知识梳理 必备知识
3.表观遗传
4-2基因表达与性状的关系课件 高一下学期生物人教版必修2 (1)
问题探讨 《必修2》P71
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。 [讨论1]这两种形态的叶，其细胞的基因组成 一样吗？
与社会的联系 《必修2》P74
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。
【小结】《必修2》P74第3自然段 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。
四、基因与性状的对应关系 《必修2》P74第4自然段
1.大多数情况下，基因与性状的关系并不是简单的一一对应关系 。（1）一个性状可以受到多个基因的影响 例如：人的身高由多个基因决定。 （2）一个基因也可以影响多个性状 例如：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。
细胞中并不是所有的基因都表达（基因的表达存在选择性）
【小结】《必修2》P72最后一自然段
细胞分化
不同细胞
①在所有细胞中都表达 管家基因
内表达基 核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因、呼吸酶基因等
因的分类
②只在特定细胞中表达 奢侈基因
卵清蛋白基因、胰岛素基因、血红蛋白基因等
二、基因的选择性表达与细胞分化
淀粉分支酶基因通过控制淀粉分支酶的合成控制代谢过程，进 而控制豌豆的粒形
基因表达与性状的关系课件2022-2023学年高一下学期生物人教版必修2
资料1、2结论说明： ①基因的甲基化会抑制基因的表达，从而影响 生物的性状； ②DNA甲基化能通过生殖细胞遗传给下一代。
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。
组蛋白乙酰化与去乙酰化修饰：组蛋白乙 酰化一般与基因转录激活相关，而组蛋白 去乙酰化则与基因沉默相关。
2、直接控制：基因通过控制蛋白质的结构直接控制生 物体的性状。
实例③ 囊性纤维化的病因
一般过程
编码CFTR蛋白的基因缺 失3个碱基
508位 缺少苯丙氨酸
CFTR蛋白结构异常，导 致功能异常
基因（发生了缺失）
控制
蛋白质
组成
患者支气管内黏液增多
细胞形态、结构
管腔受阻，细菌繁殖， 肺功能严重受损
表现
生物的性状
该种小鼠的毛色除了受Avy基因控制外,还受到Avy基因上游的一段 DNA序列(a序列)控制。 a序列可以使Avy基因持续表达(小鼠毛色全部为黄色) 可以使Avy基因的表达处于完全关闭状态(小鼠毛色全部为黑色) 另外，a序列还能够调控Avy基因的表达水平，使小鼠毛色呈现介 于黄色和黑色之间的一系列过渡类型。
可遗传：基因表达和表型可以遗传给后代。 不变性：基因的碱基序列保持不变。 可逆性: DNA的甲基化修饰可以发生可逆性变化,即
可以被修饰的DNA可以发生去甲基化 (3)理解表观遗传注意三个问题：
①表观遗传不遵循孟德尔遗传规律; ②表观遗传可以通过有丝分裂和减数分裂传递被修
饰的基因; ③表观遗传一般是影响到基因的转录过程，进而影响
(三)思考·讨论2 1.柳穿鱼花的形态改变是因为Lcyc基因的部分碱基被高度甲基 化，小鼠毛色的改变是因为 A”基因的前端有一段影响A"基因 表达的特殊的碱基序列被甲基化。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到抑制，进而影响性状。 2.其可能机制为:F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F的花与植株A的相似。F,自交后，F, 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。
4.2 基因表达与性状的关系 ppt（27张PPT）
检测的3种细 卵清蛋白基因、珠蛋白 卵清蛋白 珠蛋白 胰岛素mRNA
胞
基因、胰岛素基因
mRNA mRNA
输卵管细胞 +++
+
-
-
红细胞 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。
讨论 1. 这3种细胞中合成的蛋白质种类有么差别?
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?
科学家将这两个植株作为亲本进行杂交， F的花与植 株A的相似，F自交的书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。
植株A 植株B
资料2： 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。
资料1： 柳穿鱼是一种园林花卉。柳穿鱼花的形态结构如图所示，除了花 的形态绪构不同，其他方面基本相同。
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Leye基因不表 达的原因是它被高度甲基化(Loc基因有多个碱基连接 甲基基团)了。
拓展：
其他表观遗传机制 必除DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑、和RNA调控以外， 还有遗传印迹、X染色体失活、转座、负突变等。 必遗传印迹、X染色体失活的本质仍为DNA甲基化、组蛋白修饰、 染色质重塑。
高中生物-4.2 基因表达与性状的关系 课件
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（ C ）
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
4.2 基因表达与性状的关系
豌豆的圆粒和皱粒
淀粉分支酶的基因正常
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
淀粉分支酶正常合成
淀粉分支酶不能合成
蔗糖合成为淀粉， 淀粉含量升高
淀粉含量高，保水， 豌豆为圆粒
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
白 化 病
皮肤及其附属器官黑色素。 表现出怕光等行为 .
囊性纤维病
编码跨膜蛋白（CFTR）的基因缺失3个碱基对
CFTR蛋白缺少苯丙氨酸，影响CFTR蛋白结构
使CFTR转运氯离子的功能异常， 患者支气管内黏液增多
支气管受阻，肺部功能严重受损
镰刀型细胞贫血症
正常红细胞 圆饼状
镰刀型红细胞 镰刀状
镰刀型细胞贫血症
编码血红蛋白的基因中一个碱基对变化
血红蛋白的结构发生变化 红细胞形态呈镰刀状
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基因和性状表达
【教学目标】
一、知识与技能：
1、知道性状、相对性状、遗传的概念
2、了解基因和DNA的关系。
3、理解基因如果控制性状的遗传。
二、过程方法：
1、通过观察影星的图片，培养学生观察、归纳的能力。
2、通过观察精子形成过程的图片比较体细胞与生殖细胞染色体数目的差异，
培养学生提出问题的能力。
三、情感态度与价值观：
通过学习基因控制性状遗传的过程，感受生物体结构的精妙和遗传过程的巧
妙，引发对生命科学的感慨，激发对学习生命科学的热情。
【教学重点】
基因怎样控制性状的遗传
【教学难点】
1、性对性状的概念
2、形成生殖细胞和受精作用染色体数目的变化
【教学过程】
教学内容 教师行为 学生行为
性
状
、
性
对
性
状
及
遗
传
展示8张明星的照片，让学生寻找是父子关系的明星。 提问：你怎么觉得他们是父子关系呢？ 我们把这种形态结构上的特点称为性状。 圆圆的脸型像、大大的鼻子像、粗粗的眉毛像… 我们把同一生物同一性状的不同表现类型称为相对性状。 除了形态结构上的特点，还有生理上的特性， 如：老子英雄儿好汉 父子明星配对
归纳父子明星相像的
地方
理解性状和相对性状
的概念
选择题：下面属于相对性状的是？ 各种性状由亲代传给子代的现象叫做遗传。 正确选择
理解遗传的概念
DNA
、
基
因
PPT展示：细胞核内含有遗传物质，我们称为染色质。 细胞要进行分裂的时候，染色质高度螺旋化，此时我们可以看见它们的形态，称为染色体，染色体由DNA和蛋白质组成，DNA是主要的遗传物质。 人有23对染色体，其中第23对染色体在形态上差别很大，称性染色体。男性和女性分别用XY和XX表示。其余22对称为常染色体。 成对存在的染色体在形态结构上非常相似，称为同源染色体。 性状是由基因控制的，基因线段样分布在染色体上，染色体是基因的载体。 在同源染色体的同一位置上的基因控制的是同一性状。 提问：有无耳垂是否是同一性状？ 观看图片
聆听教师讲解
讨论教师的提问。
基
因
与
性
状
的
遗
传
基因如何控制生物的性状？
PPT展示：EE 有耳垂
ee 无耳垂 Ee 有耳垂 介绍显性基因、显性性状、 隐性基因和隐性性状 隐性基因只有成对存在才能表达。 讨论生殖细胞与体细胞染色体的差别？ PPT展示：基因如何控制子代的性状 基因如何控制子代的性别 讨论：为什么禁止近亲结婚？ 讨论基因型为Ee时，
表达形的情况。
观看图片，讨论。
聆听教师介绍
讨论教师的提问。