高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第2节 基因表达与性状的关系课文内容课件ppt

这是一份高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第2节 基因表达与性状的关系课文内容课件ppt，共57页。PPT课件主要包含了课前·新知导学，酶的合成，代谢过程，蛋白质的结构，细胞分化，基因的选择性表达，表达水平，碱基序列，基因表达和表型，②小鼠的毛色等内容，欢迎下载使用。
　　　　　基因表达产物与性状的关系1．基因控制性状的两种途径
2．基因对性状的控制实例(连线)
基因中的遗传信息发生改变，则生物的性状一定会改变吗？_________________________________________________。提示：不一定
　　　　　下图为人体内基因对性状的控制过程，判断下列相关叙述的正误。
(1)基因1和基因2一般不会出现在人体内的同一个细胞中。(　　)(2)图中①过程需RNA聚合酶的催化，②过程需tRNA的协助。(　　)(3)④⑤过程的结果存在差异的直接原因是血红蛋白结构的不同。(　　)(4)图中①②过程发生的场所分别是细胞核、细胞质中的核糖体。(　　)(5)人体衰老引起白发的原因是图中酪氨酸酶不能合成。(　　)(6)基因控制囊性纤维化与基因2控制性状的方式相同。(　　)【答案】(1)×　(2)√　(3)√　(4)√　(5)×　(6)√
　　　　　基因的选择性表达与细胞分化1．生物体多种性状的形成：以__________为基础。2．表达基因的分类(连线)
①核糖体蛋白基因②ATP合成酶基因③卵清蛋白基因④胰岛素基因⑤呼吸酶基因
a．在所有细胞中都表达的基因b．只在某类细胞中特异性表达的基因
3．细胞分化的本质就是____________________。4．基因选择性表达的原因：与基因表达的________有关。
一个人的不同种类的体细胞细胞核中所含有的基因一样吗？所表达的基因一样吗？_________________________________________________。提示：所含基因一样，但所表达的基因有差别
　　　　　判断下列叙述的正误。(1)肌细胞与幼红细胞中基因、mRNA、蛋白质均不同。(　　)(2)胰岛B细胞有胰岛素基因而无抗体基因，故可以产生胰岛素而不能产生抗体。(　　)(3)同一个体的小肠上皮细胞和平滑肌细胞所含基因不同。(　　)(4)断尾壁虎长出新尾巴过程中发生了细胞分化。(　　)(5)ATP合成酶基因属于奢侈基因，在不同细胞中选择性表达。(　　)【答案】(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×
　　　　　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____________的高低都是受到调控的。2．表观遗传(1)概念：生物体基因的__________保持不变，但________________发生可遗传变化的现象。
(2)实例：①柳穿鱼花的形态结构。
【答案】①不表达　表达　
【答案】②黄色　黑黄之间的颜色　
(3)特点：表观遗传现象________存在于生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动过程中。(4)作用：表观遗传能够使生物体在基因的碱基序列________的情况下发生________的性状改变。
3．基因与性状间的对应关系(1)在大多数情况下，基因与性状的关系并不是简单的____________的关系。(2)一个性状可以受到______个基因的影响。(3)一个基因也可以影响______个性状。(4)生物体的性状也不完全是由基因决定的，________对性状也有着重要影响。
基因与性状之间一定是一一对应的关系吗？_________________________________________________。提示：不一定
　　　　　下列关于基因与性状之间关系的叙述，错误的是(　　)A．很多情况下一个基因决定一个性状B．有的情况下多个基因决定一个性状C．有的情况下一个基因决定多个性状D．生物体的性状不会受到环境的影响【答案】D【解析】生物体的性状是基因型和外界环境共同作用的结果，生物体的性状受环境的影响。
1．基因控制生物性状的两种途径
基因表达产物与性状的关系
2．体现生物性状的物质(1)蛋白质是生命活动的主要承担者。部分结构蛋白直接参与生物体、细胞的结构组成，基因可通过控制结构蛋白的合成直接控制生物体的性状。
图1是豌豆的圆粒和皱粒产生的机理，图2是囊性纤维化的病因图解。请据图回答下列问题：
(1)图1中豌豆呈圆粒或皱粒与哪种基因和酶有关？为什么相关基因异常则为皱粒？(2)囊性纤维化的直接病因是什么？根本病因又是什么？(3)图1和图2分别表示基因控制性状的哪种途径？提示：(1)与豌豆的淀粉分支酶基因及其表达的产物——淀粉分支酶有关。如果淀粉分支酶基因异常，则不能合成淀粉分支酶，也就不能合成淀粉，导致淀粉少而蔗糖多，蔗糖的吸水能力差，豌豆水分少而表现为皱粒。
(2)直接病因是CFTR蛋白结构异常，根本病因是CFTR基因缺失3个碱基。(3)图1所示的是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，属于间接控制；图2所示的是基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
1．下图为基因的作用与性状的表现流程示意图。下列叙述正确的是(　　)
A．①过程是转录，它以DNA的两条链为模板、四种核糖核苷酸为原料合成mRNAB．②过程中只需要mRNA、氨基酸、核糖体、酶、ATP即可完成C．人的镰状细胞贫血是基因对性状的直接控制，使得蛋白结构发生变化所致D．某段DNA上发生了基因突变，则形成的mRNA和蛋白质一定会改变【答案】C
【解析】①过程是转录，它以DNA的一条链为模板、四种核糖核苷酸为原料合成mRNA，A错误；②过程中除了需要mRNA、氨基酸、核糖体、酶、ATP外，还需要tRNA才能完成翻译过程，B错误；人的镰状细胞贫血是基因对性状的直接控制，是通过控制血红蛋白的分子结构来直接影响性状的，C正确；某段DNA上发生了基因突变，如果参与转录，则形成的mRNA会改变，但由于密码子的简并性，合成的蛋白质不一定会改变，D错误。
2．(2023·广东佛山期中)如图表示某真核生物细胞中几个核基因的表达过程，下列说法正确的是(　　)
 A．核膜的存在使图中基因的转录和翻译在不同的区域进行B．遗传信息的复制和表达都是以基因为单位进行的C．基因1和基因2是等位基因D．生物性状与基因之间都存在一一对应关系【答案】A
【解析】真核细胞具有核膜，其转录和翻译不能同步进行，转录发生在细胞核，翻译发生在核糖体，A正确；遗传信息的复制是以DNA为单位进行的，遗传信息的表达都是以基因为单位进行的，B错误；基因1和基因2位于同一条染色体上，不是等位基因，等位基因位于同源染色体的相同位置上，C错误；图中反映了不同基因对氨基酸之间的转换的作用，而生物性状主要由蛋白质决定，图中不能反映出基因与生物性状之间的关系，D错误。
1．基因选择性表达的结果(1)细胞形态的改变：如肌细胞的梭形、哺乳动物成熟红细胞的圆饼状、神经细胞的突起状等。(2)细胞结构的变化：细胞器的种类和数量发生变化。(3)细胞功能的特化：执行特定的功能，如运动功能、反射功能、免疫功能等。(4)特殊分子的合成：如合成唾液淀粉酶、抗体、胰岛素、血红蛋白和肌动蛋白等。
基因的选择性表达与表观遗传
1．(2021·广东学考)下列属于表观遗传现象的是(　　)A．基因突变使小麦获得抗病能力B．染色体片段位置颠倒使果蝇形成卷翅C．碱基对替换导致人患镰状细胞贫血D．柳穿鱼Lcyc基因高度甲基化影响其表达【答案】D
【解析】基因突变使小麦获得抗病能力，其DNA序列发生了改变，不属于表观遗传现象，A错误；染色体片段位置颠倒使果蝇形成卷翅，其发生了染色体变异，不属于表观遗传现象，B错误；碱基对替换导致人患镰状细胞贫血，其DNA序列发生了改变，不属于表观遗传现象，C错误；柳穿鱼Lcyc基因高度甲基化影响其表达，其基因型未发生变化而表型却发生了改变，属于表观遗传现象，D正确。
2．(2023·广东深圳期末)研究证实，被良好照顾的大鼠幼崽通过下列途径，使脑内激素皮质醇的受体表达量升高。据右图分析下列说法错误的是(　　)
A．大鼠的情绪受多个基因的共同调控B．皮质醇受体的高表达与表观遗传有关C．组蛋白乙酰化与DNA甲基化呈正相关D．大鼠的情绪是神经—体液调节的结果【答案】C【解析】由图可知，大鼠的情绪受多个基因的共同调控，如神经递质血清素基因、皮质醇受体基因等，A正确；皮质醇受体的高表达与DNA甲基化被移除有关，与表观遗传有关，B正确；据图可知，组蛋白乙酰化导致DNA甲基化被移除，故二者呈负相关，C错误；大鼠的情绪与神经递质、激素均有关，故是神经—体液调节的结果，D正确。
【归纳拓展】　细胞分化的三个关键点(1)细胞分化的标志。①分子水平：合成了某种细胞特有的蛋白质，如唾液淀粉酶、胰岛素等。②细胞水平：形成不同种类的细胞。
(2)分化细胞表达的基因。①管家基因：所有细胞均表达的一类基因，其表达产物是维持细胞基本生命活动所必需的，如呼吸酶基因、ATP水解酶基因。②奢侈基因：不同类型细胞特异性表达的一类基因，其产物赋予不同细胞特异性的生理功能，如血红蛋白基因、胰岛素基因。(3)细胞分化的“变”与“不变”。①不变：DNA、tRNA、rRNA，细胞的数目。②改变：mRNA、蛋白质的种类，细胞的形态、结构和功能。
易错易混：关于细胞分化的五个易错点(1)分化的细胞不一定不再进行分裂，如B淋巴细胞等，接受抗原刺激后仍可再分裂。(2)并非所有干细胞都要发生分化。干细胞分裂后一部分细胞发生分化，成为具有特定功能的组织细胞；还有一部分保持分裂能力，用于干细胞本身的自我更新。(3)同一个体不同类型细胞的RNA不完全相同。同一个体的体细胞中核遗传物质相同，但由于不同细胞选择性表达的基因不完全相同，因而转录生成的RNA及翻译生成的蛋白质不完全相同。
(4)分化程度高的细胞其全能性不一定低。一般来说，细胞分化程度越高，全能性越难以表达，细胞分化程度越低，全能性越高，但卵细胞的分化程度较高，其全能性也较高。(5)分化不会改变遗传物质。细胞分化是基因的选择性表达，不会导致遗传物质改变。已分化的细胞都含有保持该物种遗传性所需要的全套遗传物质，因而都具有全能性。
例　下列能说明人体细胞已经发生分化的是(　　)A．存在胰岛素基因B．产生RNA聚合酶C．形成组织和器官D．进行葡萄糖氧化分解【答案】C【解析】人体所有细胞都是由同一个受精卵经有丝分裂形成的，都具有胰岛素基因，这与细胞分化无关；人体几乎所有细胞都能合成mRNA，因此都能产生RNA聚合酶；形成组织和器官的过程中发生了细胞分化；所有细胞均会进行细胞呼吸，分解葡萄糖。
1．(2022·广东学考)同一蜜蜂种群的蜂王和工蜂都是由受精卵发育而来的，但它们在形态、结构和行为等方面截然不同，这种现象属于(　　)A．基因突变B．表观遗传C．基因重组D．染色体变异【答案】B
2．(2023·广东佛山开学考)研究人员将某实验动物的第5号染色体上的一段DNA敲除，结果发现培育出的实验动物血浆甘油三酯极高，具有动脉硬化的倾向，并且该性状可以遗传给后代。下列有关叙述错误的是(　　)A．敲除的DNA片段具有遗传效应B．动脉硬化的产生可能与细胞内遗传物质的变异有关C．控制甘油三酯合成的基因就位于第5号染色体上D．利用DNA片段的敲除技术可以研究相关基因功能【答案】C
【解析】敲除第5号染色体上的一段DNA后，该实验动物血浆甘油三酯极高，不能因此说明控制甘油三酯合成的基因就位于第5号染色体上，C错误。
3．(2023·广东汕头期末)研究发现，在许多表达程度很低的基因中，转录起始位点之前的碱基甲基化程度很高，而表达活跃的基因该区域的甲基化程度很低。碱基的甲基化抑制转录进而对生物的表型产生影响，且甲基化修饰可以遗传给后代，使后代出现同样表型。下列叙述错误的是(　　)A．甲基化调控基因的表达，使细胞发生分化B．甲基化将阻碍RNA聚合酶与转录模板链结合C．甲基化的核基因的遗传不遵循孟德尔遗传规律D．甲基化造成的可遗传变异现象属于表观遗传【答案】C【解析】甲基化的核基因在遗传时遵循孟德尔遗传规律，C错误。
4．(2023·广东佛山期中)基因控制生物体性状的方式有(　　)①通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状　②通过直接控制激素的合成来调节代谢过程，进而控制生物体的性状　③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　④通过控制全部核糖的合成控制生物体的性状A．①②　　　B．①③　　　C．②④　　　D．③④【答案】B【解析】基因对于性状的控制方式：一是直接控制，通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状；二是间接控制，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，所以①和③正确。
5．(2023·广东名校阶段练习)下图为脉孢霉菌体内精氨酸的合成途径示意图，下列说法正确的是(　　)
A．图示4种基因的遗传遵循自由组合定律B．若基因②表达，不一定能合成精氨酸，若基因④表达，一定能合成精氨酸C．图中代谢过程说明，基因可以通过控制蛋白质的合成直接控制生物的性状D．图中代谢过程说明，一个基因可以影响多个性状，而一个性状可以由多个基因共同控制【答案】D