基因表达与性状的关系基因的表达
基因表达与性状的关系ppt课件
二、基因的选择性表达与细胞分化
细胞分化实质 : 基因选择性表达
指导合成的蛋白质是维持细胞 生命活动所必需的。
基因
在所有细胞中都表达的基因
管家基因 核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因、呼吸酶基因
在某类细胞中特异性表达的基因
奢侈基因
卵清蛋白基因、胰岛素基因、血红蛋白基因
二、基因的选择性表达与细胞分化
植株B
Lcyc基因 基因未表达
植株A
植株B
三、表观遗传
某种实验小鼠毛色受等位基因Avy和a的控制，Avy为显性，表现为黄色；a为隐性， 表现为黑色体毛。纯种黄色小鼠与纯种黑色小鼠杂交，子代小鼠基因型为Avya，却 表现出黄色和黑色之间的一系列过渡类型。
黄色体毛
黑色体毛
Avy Avy
aa
Avya
➢怎么利用表观遗传解释左图的情况？
实例3：囊性纤维化
稀薄的黏液
黏稠的分泌物 不断积累
ATP 氯离子
ADP
H2O
功能正常的CFTR蛋白
异常关闭的 CFTR蛋白
一、基因表达产物与性状的关系
实例4：镰刀型细胞贫血症
血红蛋白基因正常
血红蛋白基因异常
编码血红蛋白的基因中一个碱基变化
基因
血红蛋白结构发生变化
血红蛋白功能异常
红细胞形态呈镰刀状，易破裂 ，患溶血性贫血
+++
+
+
+
-
-
红细胞
+++
+
+
-
+
-
胰岛细胞
+++
基因表达与性状的关系-高一生物课件(人教版2019必修2)
DNA的甲基化可以引起基因的失活，基因不能表达。 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。
➢资料2：实验小鼠的毛色
小鼠的毛色受一对等位基因控制：Avy是显性基因， 表现为黄色体毛；a为隐性基因，表现为黑色体毛。 纯种黄色×纯种黑色→F1
子一代小鼠基因型 子一代小鼠表型
1. 细胞分化的本质：基因的选择性表达
2. 细胞中表达的基因分类：
管家基因： 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须的。 如ATP合成酶基因、核糖体蛋白基因等。
奢侈基因： 只在某类细胞中特异性表达的基因，这类基因表达 会使细胞在形态、结构和功能上产生稳定的差异。 如胰岛素基因、血红蛋白基因等。
➢资料1：柳穿鱼的花形态结构的遗传
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
×
植株B
绝大部分植株的花与植株A相似
F1
植株A
（自交）
F2 少部分植株的花与植株B相似
DNA甲基化
DNA甲基化是在甲基转移酶的催化下，DNA的CG两个核苷酸中的胞 嘧啶，被选择性地添加甲基，形成5-甲基胞嘧啶，这常见于基因的 5'-CG-3'序列。
Avy基因甲基化检测
子一代均为Avya
4.2-基因表达与性状的关系
植株A的Lcyc基因在开花时表达
5’
植株B的Lcyc基因在开花时不表达
原因
Lcyc基因被高度甲基化（多个胞
嘧啶被甲基化）
胞嘧啶
5-甲基胞嘧啶
知识拓展 DNA甲基化
5'
3'
3'
5'
CH3
5'
3'
3'
5'
CH3
DNA甲基化是在甲基转移酶的催化下， DNA的CG两个核苷酸中的胞嘧啶，被选择性 地添加甲基，形成5-甲基胞嘧啶，这常见 于基因的5'-CG-3'序列。
➢ 细胞中并不是所有的基因都表达，基因的表达存在选择性。
思考·讨论
鸡的不同类型细胞中DNA和mRNA的检测结果
检测的3种细胞 卵清蛋白基因、珠蛋 卵清蛋白 珠蛋白 胰岛素 核糖体蛋白 白基因、胰岛素基因、 mRNA mRNA mRNA mRNA 核糖体蛋白基因
输卵管细胞 红细胞 胰岛细胞
++++ ++++ ++++
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
基因
酶 细胞 代谢 性状
豌豆种子的圆粒与皱粒
皱粒豌豆细胞中编码淀粉分支酶 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
基因
酶 细胞 代谢
豌豆由于失水而皱缩
性状
结论：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. 基因通过控制蛋白质的结构直接 控制生物体的性状。
同一生物体中不同类型的细胞，基因都是相同的， 而形态结构功能考·讨论 分析不同类型细胞中DNA和mRNA的检测结果
基因表达与性状的关系说课稿高一下学期生物人教版必修2
人教版高中生物学必修 2 遗传与进化第 4 章基因的表达第 2 节基因表达与性状的关系说课稿各位老师，大家好!我说课的题目是《基因表达与性状的关系》（第 1 课时），本节内容选自人教版新教材高中生物学必修 2 遗传与进化第 4 章基因的表达第 2 节，下面我将从教材分析、学情分析、教法学法、教学过程、板书设计五个方面进行说明。
一、说教材本节内容在 2017 版《普通高中生物学课程标准》中的要求是：概念 3 遗传信息控制生物性状，并代代相传3.1 亲代传递给子代的遗传信息主要编码在 DNA 上3.1.4 概述 DNA 分子上的遗传信息通过 RNA 指导蛋白质的合成，细胞分化的本质是基因选择性表达的结果，生物的性状主要通过蛋白质表现1.教材内容（1）基因表达产物与性状的关系基因酶的合成代谢过程性状基因蛋白质的结构性状（2）基因的选择性表达与细胞分化细胞分化的本质：基因的选择性表达细胞中表达的基因的分类：管家基因和奢侈基因2.教学目标（1）举例说明基因通过控制酶的合成来控制代谢过程进而控制生物的性状。
（2）通过分析、归纳教材中的图文资料以及观看视频，概述基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
（3）通过分析细胞分化科学史的资料，理解细胞分化是基因选择性表达的结果。
（4）通过分析科学实验，提高分析实验的能力，体会实验探究精神，认同科学是不断发展的。
3.教学重难点（1）教学重点基因表达产物与性状的关系。
细胞分化的本质是基因的选择性表达。
（2）教学难点细胞分化的本质是基因的选择性表达。
二、说学情本节课授课对象为高一年级学生，从学生的认知水平来看，学生已经具备一定的自主学习能力和逻辑推理能力，养成了合作探究的良好习惯。
从学生的知识水平来看，学生已经了解了 DNA、基因、蛋白质的概念，掌握了基因表达的过程，这些都为本节课的开展打下了良好的基础。
这节课要帮助学生形成“基因-蛋白质-性状”这三者关系的整体认识，另外，从分子水平帮助学生理解为什么同一生物体的不同类型细胞，会在形态、结构、功能上出现差异。
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
3．表观遗传类型有 DNA甲基化、组蛋白甲基化和乙酰化 。
4．基因与性状间的对应关系
① 一个基因 ―控―制→一种性状
1基 定因 生决 物②一个基因―控―制→ 多种性状 如基因间相互
性状
作用 ③_多__个__基__因___―控―制→一种性状如人的身高
(2)生物体的性状 不完全 是由基因决定的，生物体的性状还
提示：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；根本原因是皱 粒豌豆DNA中插入了一段外来DNA序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因；豌豆出现皱粒 的直接原因是淀粉分支酶异常，活性降低，导致淀粉含量低，淀粉在细胞内具有保水作 用，当豌豆成熟后，淀粉含量低的豌豆由于失水而皱缩。，导致该基因控制合成的淀粉 分支酶异常，活性降低，进而使淀粉含量降低。
2023 高 中 生 物 必 修 二 《 高 效 课 堂 》
第4单元
基因的表达
第2节 基因表达与性状的关系
学习目标
举例说明基因如何控制生物体的性状
核心素养
形成结构与功能观
比较同一生物体不同细胞中DNA和mRNA的异同 概述表观遗传
阐明基因、环境与性状之间的复杂关系；
认同细胞分化是基因选择性表达的结果，培养科 学思维能力 结合表观遗传、烟草烟雾中含有的化学物质及其 危害等知识，承担向亲友和周围人群深入宣传戒 烟的社会责任。 形成生命的复杂性的生命观念
2．表达的基因的分类(连线)
3．细胞分化的本质： 基因的选择性表达 4．基因的选择性表达的原因：与基因表达的 调控
。 有关。
三 表观遗传
1．基因表达调控的含义：基因什么时候表达、在哪种细胞中表达以及表__达___水__平___的
高低都是受到调控的。
4.2 基因表达与性状的关系 教案
第四章 基因的表达 第二节 基因表达与性状的关系 一、学习目标\教学目标 1.概述基因控制生物体性状的两种方式，进一步理解基因、蛋白质与性状关系。 2.概述基因选择性表达与细胞分化的关系。 3．概述生物体的表观遗传现象。 二、教学重难点 1.基因控制生物体性状的两种方式 2.细胞分化的原理 三、教学方法 讲授、演示、视频播放、小组讨论 四、教学过程 （一）新课导入：情景设置，导入新课 观看视频《基因表达与性状的关系》， 通过视频让学生认识科学思维中的事实和证据，激发学生的学习兴趣。 （二）新课讲授 小组讨论，问题探究 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。 浮在水面上的叶子是宽阔的五边形或者手掌形，而沉在水中的叶子则变成了细细的丝状叶。 讨论： 1、这两种形态的叶，其细胞的基因组成一样吗？ 提示：这两种形态的叶，其细胞的基因组成是一样的。 2、这两种叶形的差异，可能是由什么因素引起的？ 提示：这两种叶形的差异，可能是由叶片所处的环境因素引起的。 一、基因表达产物与性状的关系 1.基因的表达（转录＋翻译） 概念：基因通过指导________________合成来控制性状的过程，叫做基因的表达。 基因的表达产物蛋白质是如何影响生物性状的呢？ 2.阅读教材第71页，小组讨论,分析相关实例：说说基因是如何控制生物性状的？ 实例一、豌豆圆粒与皱粒 淀粉在细胞中具有保留水分的作用
性状对比
基因对比
实例二、白化病（图片展示及分析） 白化病患者体内缺乏黑色素，全身皮肤呈乳白或粉红色，毛发为白或淡黄色。 因通过控制___________来控制___________，进而控制生物体的性状 实例三、囊性纤维化 囊性纤维病患者支气管被异常的黏液堵塞，常于幼年时死于肺部感染；囊性纤维病患者CFTR蛋白（一种转运蛋白）异常 基因还能通过控制________________来_________控制生物体的性状 知识点归纳：
4.2 基因表达与性状的关系(第2课时)高一生物(人教版2019必修2)
总结2：
基因与基因、基因与基因产物、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而又繁而有序的网络， 精细地调控着生物体的性状。
基因
SzLwh
基因
表达 产物
环境
精确 调控
生物体 性状
基因与性状的对应关系
2.生物性状还会受到环境等条件的影响
如：后天的营养和体育锻炼等对人的身高也有重要作用
叶呈扁平状
讨论： 1.这两种形态的叶，其细胞的基因组成一样吗? 一样，因为都有同一个受精卵发育而来 2.这两种叶形的差异，可能是由什么因素引起的? 可能是由叶片所处环境因素引起的
叶呈丝状
基因与性状的对应关系
2.生物性状还会受到环境等条件的影响
如：后天的营养和体育锻炼等对人的身高也有重要作用 水毛茛两种叶形的形成也与环境因素有关
31℃下培养
刚孵化的残翅 果蝇幼虫
实验说明
得到了一些翅长接 近正常的果蝇成虫
25℃下培养 它们产生的后代
一般来说，性状是基因和环境共同作用的结果
残翅果蝇
表型模拟：仅由环境变化引起的性状变化，不可遗传
提出假说 果蝇翅的发育需要经过酶催化的反应，而酶是在基因控制下合成
的，酶的活性受温度、pH等条件的影响
小结1：经典遗传、表观遗传、表型模拟
环境 表型模拟
影响
经典遗传
转录
DNA
mRNA
翻译
蛋白质 体现
性状
调控 影响
表观遗传
✓经典遗传：碱基序列改变，引起的性状变化可遗传； ✓表观遗传：碱基序列不变，引起的性状变化可遗传； ✓表型模拟：仅由环境变化引起的性状变化，不可遗传。
组蛋白的乙酰化（乙酰基CH3CO-）有利于DNA与组蛋白解离，核小 体结构松弛，从而激活基因的转录。
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