高中人教版 (2019)第2节 基因表达与性状的关系教课ppt课件

这是一份高中人教版 (2019)第2节 基因表达与性状的关系教课ppt课件，共25页。PPT课件主要包含了开动脑筋，编码淀粉分支酶的基因，细胞代谢，酶的合成，结论1，控制代谢，蛋白质的结构直接，结论2，直接控制，蛋白质结构等内容，欢迎下载使用。

“橘生淮南则为橘，生于淮北则为枳，叶徒相似，其实味不同。所以然者何？水土异也。” (右图：南橘（上）北枳（下）)
为什么相同的生物在不同的环境中会出现性状差异？基因、蛋白质、性状三者间究竟存在怎样的联系？
蛋白质是生命活动的主要承担者
一、基因表达产物和性状的关系
阅读书P71-72相关内容，从基因的角度解释豌豆的圆粒和皱粒？
淀粉分支酶正常,活性较高
淀粉分支酶异常,活性较低
事实2：从基因的角度解释 “白化病”形成机制？
白化病是由于基因不正常，缺少酪氨酸酶，导致机体不能合成黑色素。
编码酪氨酸酶的基因异常
基因通过控制 来 过程,进而间接控制性状。
事实3：从基因的角度解释 “囊性纤维病”发病机理。
编码CFTR蛋白的基因缺失3个碱基
基因通过控制 控制生物体的性状。
事实4：镰刀型细胞贫血症形成机制
事实1、豌豆的圆粒和皱粒；事实2、白化病
事实3、囊性纤维病；
1、基因通过控制__________来控制__________，进而控制生物体的性状
2、基因还能通过控制_______________来_______控制生物体的性状
事实4：镰刀型细胞贫血症
二、基因的选择性表达导致细胞的分化
同一生物体中不同类型的细胞，基因都是相同的，而形态、结构和功能却各不相同，这是为什么呢?
分析不同类型细胞中DNA和mRNA的检测结果
结果分析： 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？
结论：细胞中并不是所有的基因都表达，基因的表达存在选择性。
细胞分化的“不变”与“变”：
DNA、tRNA、rRNA细胞的数目
mRNA、蛋白质的种类细胞的形态、结构和功能
表观遗传：（P74黑体字）
基因表达改变引起的性状改变
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
三、表观遗传→不依赖于DNA碱基序列变化的遗传现象
三、表观遗传→是不依赖于DNA碱基序列变化的遗传现象
讨论：表观遗传学调控机制对我们的生活有什么启示？
研究表明，吸烟使人体细胞内DNA甲基化水平升高，组蛋白也受影响。男性精子中DNA的甲基化水平明显升高。
A,B两种植株：Lcyc基因的序列相同植株A：Lcyc基因在开花时表达植株B：Lcyc基因不表达
资料2：小鼠毛色受基因Avy和a的控制，Avy为显性，表现为黄色，a为隐性，表现为黑色。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。研究表明，在Avy基因前端有一段特殊碱基序列具有多个可发生DNA甲基化修饰的位点。
小鼠性状改变的原因是？
Avy基因前端有一段碱基序列被甲基化修饰，且甲基化程度越高，该基因表达时受到的抑制越明显，小鼠毛色就越深。
基因上游序列的胞嘧啶被甲基化后转变成5-甲基胞嘧啶，导致相应的基因失活而不能转录；未被甲基化的基因仍可以控制合成相应的蛋白质．DNA的甲基化可调控基因的表达，调控简图如下，下列分析正确的是（ ）
A. 甲基化直接抑制基因的翻译从而使基因无法控制合成相应的蛋白质B. 甲基化的基因片段不能解开双链并与DNA聚合酶结合C. 甲基化改变了DNA分子的化学元素组成和碱基中嘌呤的比例D. 人体肌细胞中与血红蛋白合成有关的基因可能被甲基化
基因型相同的生物体，性状不一定相同的原因分析：(1)表观遗传：影响了基因的表达过程，进而影响生物性状，可遗传。(2)环境影响：影响酶的活性进而影响代谢过程，从而影响生物性状，不可遗传。
请针对高温培养残翅果蝇幼虫得到翅长接近正常的果蝇成虫的原因提出假说，进行解释。
①果蝇翅的发育是经过酶催化的反应②酶是在基因控制下合成的③酶的活性受温度、pH等条件的影响
实验说明基因与性状的关系是怎样的？
一般来说，性状是基因和环境共同作用的结果。
总结：基因之间、基因与表达产物、基因与环境之间存在复杂的相互作用，从而形成了一个错踪复杂的网络，精细地调控着性状
注意：此现象不能遗传，所以并非表观遗传。
四、基因与性状之间的关系 P74
基因与性状的关系：①一个基因 → 一个性状
②多个基因 → 一个性状
③一个基因 → 多个性状
例如： 人的身高是由多个基因决定的，其中每个基因对身高都有一定的作用。
例如： 水稻Ghd7基因编码的蛋白质不仅参与开花的调控，而且对水稻的生长、发育和产量都有重要作用。
④生物的性状还受环境条件的影响
(表型=基因型+环境条件)
例如：后天的营养和体育锻炼等对人的身高也有重要作用。
基因与性状的关系并不是简单的一一对应关系。
基因表达与性状的关系很复杂！
一、概念检测1．个体的性状和细胞的分化都取决于基因的表达及其调控。判断下列相关表述是否正确。（1）基因与性状之间是一一对应的关系。（ ）（2）细胞分化产生不同类型的细胞，是因为不同类型的细胞内基因 的表达存在差异。（ ）
一、概念检测2．我国科学家将含有人凝血因子基因的DNA片段注射到羊的受精卵中，由该受精卵发育而成的羊，分泌的乳汁中含有人的凝血因子，可治疗血友病。下列叙述错误的是（ ）A、该项研究说明人和羊共用一套遗传密码子B、该羊的乳腺细胞中含有人的凝血因子基因C、该羊分泌的乳汁中含有人的凝血因子基因D、该羊的后代也可能含有人的凝血因子基因
二、拓展应用1.有人说，“基因是导演，蛋白质是演员，性状是演员的表演作品。”你认为这种说法有道理吗？为什么？请你整理总结基因、蛋白质和性状三者之间的关系。
【提示】这种说法有一定的道理。基因通常是有遗传效应的DNA片段，DNA上特定的碱基排列顺序，蕴含着一定的遗传信息，可类比成组织者（导演），负责整部作品的呈现；蛋白质是生命活动的主要承担者，具体参与细胞的各项生命活动，可类比成执行者（演员）；而性状则是生物体表现出来的形态结构、生理和行为等特征的总和，主要是由蛋白质参与完成的，可类比成呈现方式（作品）。当然，打比方总会有比得不合理之处，因此，只能说有一定的道理。三者之间的关系是：基因通过控制蛋白质的合成控制生物体的性状。
2. 孟德尔通过豌豆杂交实验发现了分离定律和自由组合定律，然而，与他同时代的一些生物学家利用某些植物做一些性状的杂交实验时，并没有得出3 : 1和9 ：3 ：3 ：1的数量比；孟德尔用山柳菊也未得到与豌豆杂交实验相同的结果。请回答下列问题。（1）为什么利用这些植物进行某些性状的杂交实验时，难以得出3 ：1和9 ：3 ：3 ：1的数量比？请运用所学知识对可能的原因作出推测。
【提示】第一，基因与性状的关系并不是简单的一一对应的关系，存在多对基因控制一对性状和一对基因控制多对性状的情形； 第二，核基因在染色体上呈线性排列，因此这些基因有可能位于同源染色体上，导致这些基因控制的性状不遵循自由组合定律； 第三，某些植物进行无性生殖，性状传递也不遵循孟德尔遗传规律； 第四，个别性状可能是细胞质基因控制或与母本提供的细胞质成分有关。
（2）你怎样看待科学实验的可重复性？
【提示】科学实验必须是可重复的，只有这样才能说明实验的现象和结果是一种必然规律，而不是偶然发生的。 科学实验的可重复性包括两方面：第一，实验样本量足够大，在相同实验条件下要有足够的重复观察次数；第二，任何实验结果的可靠性应经得起独立重复实验的考验，重复实验是检查实验结果可靠性的唯一方法。由于生物多样性的存在，不同生物的背景条件隐蔽且不一致（如山柳菊以无性生殖为主），导致生命世界的很多现象具有独特性，不能用统一的定律解释。因此，生命科学实验的可重复性是有一定前提和条件限制的。
3. 某种猫的雄性个体有两种毛色：黄色和黑色；而雌性个体有三种毛色：黄色、黑色、黑黄相间。分析这种猫的基因，发现控制毛色的基因是位于X染色体上的一对等位基因：XO（黄色）和XB（黑色），雄猫只有一条X染色体，因此，毛色不是黄色就是黑色。而雌猫却出现了黑黄相间的类型，这是为什么呢？是不是雌猫的有些细胞内X0表达，而另一些细胞内XB表达呢？请查找资料，寻找答案。
资料显示：哺乳动物雌雄个体的体细胞中虽然X染色体数量不同，但X染色体上的基因所表达的蛋白质的量是平衡的，这个过程称为剂量补偿。雌猫比雄猫多出1条X染色体，由于剂量补偿效应，在胚胎初期，细胞中的1条X染色体就会随机发生固缩失活，形成巴氏小体，而且发生染色体失活的细胞通过有丝分裂产生的子细胞也保留相同的染色体失活状态。