4.2 基因表达与性状的关系(共23页PPT)(含课后题及答案)
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•
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
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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
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株A相似
少部分植株的花 与植株B相似
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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
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• 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】
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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？
4.2 基因表达与性状的关系-高一生物下学期课件(人教版2019必修2)
如何判断细胞是否分化
问①题分：子在水细平胞：分合化成的某过种程细中胞，特下有列的哪蛋些白物质质(如会唾发液生淀改粉变酶、胰岛素)。 ②细①胞D水N平A：、形②成tR不N同A种、类③的rR细N胞A(、尤④其m是R细N胞A器、种⑤类蛋和白数质量的有种较类大差异)。
3、细胞分化的“不变”与“变” 4、细胞分化标志
细胞结构
红细胞呈镰刀型， 运输O2能力降低
表现正常
出现溶血、贫血等症状
总结正：常基的因形还成能机通制过控制蛋白质性的状 结构来直接患控者制的生形物成体机的制性状。
一、基因表达产物与性状的关系
小结
蛋白质
间接作用
DNA 转录 （基因）
mRNA
翻译
酶 结构蛋白
细胞代谢
生物性状 生物性状
直接作用
特别提醒
(11).部基分因结通构过蛋白控直制接酶参的与合生成物体来或控细制胞代的谢结过构程组，成进，所而以间基接因控直接制控生制物结体 构的蛋性白状的。合成，直接控制生物体的性状。 (粉22、).体色基现素因生等通物，性过这状控部的制分部性蛋分状物白往质质往的的是化基结学因构本通质来过不控直是制接蛋酶白的控质合制，成例生间如物接甲体控状的制腺的性激。状素。、淀
启动子
转录
终止子
RNA聚合酶 的识别和结合位点
上游
调控
不能转录CH3 非编码区
mRNA 翻译
思考：甲基化多集中
蛋白质
✘ 翻译
在启动子，甲基化后基 因还能转录表达吗？
✘ 转录 能转录
mRNA 调控
不能转录
编码区
非编码区
下游
CH3
思考：怎么利用 表观遗传解释基 因的选择性表达？
4.2 基因表达与性状的关系 课件(共20张PPT)高一下学期生物人教版2019必修2
A．一对相对性状可由多对基因控制 B．基因可通过控制酶的合成进而控制生物的性状 C．蛋白质的结构可以直接影响性状 D．基因型相同，表现型就相同
二、基因的选择性表达与细胞分化
1. 不同细胞中表达的基因：
所有细胞都表达：维持细胞生命活动必须的蛋白质的基因， 如核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因等
某类细胞特定表达：卵清蛋白基因、胰岛素基因等
2. 细胞分化的本质：
基因的选择性表达。基因的选择性表达与基因表达的调控有关。
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，叫作表观遗传(epigenetic inheritance)。
2. 实例：
（1）柳穿鱼花的形态结构与Lcyc基因的甲基化有关。
（2）一个蜂群中，蜂王和工蜂都是由受精卵发育而来的， 但它们在形态、结构、生理和行为等方面截然不同
（3）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，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。
四、基因与性状的对应关系
1. 一对一： 豌豆的圆粒和皱粒 、人的白化症、囊性纤维病、镰刀型贫血症
2. 多对一： 人的身高
2. 一对多：
水稻中的Ghd7基因编码的蛋白质不仅 参与了开花的调控，而且对水稻的生长、 发育和产量都有重要作用。
基因与性状的关系不都是简单的线性关系。
思考：性状还与其他因素有关系吗？
1. 豌豆的圆粒和皱粒 淀粉分支酶的基因正常
基因
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 酶
淀粉分支酶不能合成
蔗糖合成为淀粉， 淀粉含量升高
二、基因的选择性表达与细胞分化
1. 不同细胞中表达的基因：
所有细胞都表达：维持细胞生命活动必须的蛋白质的基因， 如核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因等
某类细胞特定表达：卵清蛋白基因、胰岛素基因等
2. 细胞分化的本质：
基因的选择性表达。基因的选择性表达与基因表达的调控有关。
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，叫作表观遗传(epigenetic inheritance)。
2. 实例：
（1）柳穿鱼花的形态结构与Lcyc基因的甲基化有关。
（2）一个蜂群中，蜂王和工蜂都是由受精卵发育而来的， 但它们在形态、结构、生理和行为等方面截然不同
（3）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，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。
四、基因与性状的对应关系
1. 一对一： 豌豆的圆粒和皱粒 、人的白化症、囊性纤维病、镰刀型贫血症
2. 多对一： 人的身高
2. 一对多：
水稻中的Ghd7基因编码的蛋白质不仅 参与了开花的调控，而且对水稻的生长、 发育和产量都有重要作用。
基因与性状的关系不都是简单的线性关系。
思考：性状还与其他因素有关系吗？
1. 豌豆的圆粒和皱粒 淀粉分支酶的基因正常
基因
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 酶
淀粉分支酶不能合成
蔗糖合成为淀粉， 淀粉含量升高
4.2 基因表达与性状的关系(课件)高一生物下学期课件(2019人教版必修2)
编码CFTR蛋白的基因缺失3个碱 基
CFTR蛋白异常，缺少苯丙氨酸
基因 蛋白质结构
CFTR转运氯离子的功能异常
功能
黏液清除困难，细菌繁殖，
肺部感染
性状
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
回归课本探新知
一、基因表达产物与性状的关系
①间接控制
控制
控制
控制
举例：豌豆的皱粒、白化病 ②直接制
ABCDE ABCDE ABCDE
细胞分化的结果：
细胞的数目、DNA、tRNA、rRNA不变。 细胞的形态、结构和功能不同，细胞中 mRNA、蛋白质的种类不完全相同。
细胞分化的本质就是基因的选择性表达
回归课本探新知
三、表观遗传
任务五：阅读课本P73资料1柳穿鱼花形态结构的遗传，小组讨论解决以下问题。 问题1：对两植株Lcyc基因测序结果？检测两植株Lcyc基因表达情况？
1：概念
基因的碱基序列保持不 变
基因的部分碱基发生了 甲基化修饰，抑制了基 因的表达
表型变化
表观遗传：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：存在 表观遗传现象普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动过程中。
回归课本探新知
3：原因 环境
4：实例
诱发
DNA甲基化；构成染色体的组蛋白 甲基化、乙酰化
性状
回归课本探新知
白化病形成机制
控制酪氨酸酶的基因异常 酪氨酸酶不能正常合成
酪氨酸不能正常转化为黑色素 缺乏黑色素，表现白化病
基因 酶
代谢过程
性状
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）
回归课本探新知
CFTR蛋白异常，缺少苯丙氨酸
基因 蛋白质结构
CFTR转运氯离子的功能异常
功能
黏液清除困难，细菌繁殖，
肺部感染
性状
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
回归课本探新知
一、基因表达产物与性状的关系
①间接控制
控制
控制
控制
举例：豌豆的皱粒、白化病 ②直接制
ABCDE ABCDE ABCDE
细胞分化的结果：
细胞的数目、DNA、tRNA、rRNA不变。 细胞的形态、结构和功能不同，细胞中 mRNA、蛋白质的种类不完全相同。
细胞分化的本质就是基因的选择性表达
回归课本探新知
三、表观遗传
任务五：阅读课本P73资料1柳穿鱼花形态结构的遗传，小组讨论解决以下问题。 问题1：对两植株Lcyc基因测序结果？检测两植株Lcyc基因表达情况？
1：概念
基因的碱基序列保持不 变
基因的部分碱基发生了 甲基化修饰，抑制了基 因的表达
表型变化
表观遗传：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：存在 表观遗传现象普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动过程中。
回归课本探新知
3：原因 环境
4：实例
诱发
DNA甲基化；构成染色体的组蛋白 甲基化、乙酰化
性状
回归课本探新知
白化病形成机制
控制酪氨酸酶的基因异常 酪氨酸酶不能正常合成
酪氨酸不能正常转化为黑色素 缺乏黑色素，表现白化病
基因 酶
代谢过程
性状
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）
回归课本探新知
《基因表达与性状的关系》基因的表达PPT精品课件
胰岛素基因
+++
+++
+++
卵清蛋白 mRNA
+ － －
珠蛋白 mRNA
－ + －
1.这3种细胞中合成的蛋白质种类有什么差别？
这3种细胞中合成的蛋白质种类不完全相同
胰岛素 mRNA
－ － +
基因的选择性表达与细胞分化
检测的3种细胞
输卵管细胞 红细胞 胰岛细胞
卵清蛋白基因珠 蛋白基因
胰岛素基因
+++
这段碱基序列的甲基化程度越高， Avy基因的表达受到的抑制越明显， 小鼠体色体毛的颜色就越深。
表观遗传：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，叫作表观遗传。
DNA甲基化调控基因表达机制：
RNA聚合酶
RNA聚合酶
DNA甲基化后转录异常
RNA聚合酶
DNA甲基化常发生在CG碱基对上
三、表观遗传
表观遗传现象普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的整个生 命活动过程中。
除了DNA甲基化，构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化、 磷酸化等修饰也会影响基因的表达。
工蜂
表观遗传形成的原因
亲本
环境
遗传
诱发
DNA甲基化等 表观遗传修饰
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。
血友病。下列叙述错误的是（ C ）
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
+++
+++
+++
卵清蛋白 mRNA
+ － －
珠蛋白 mRNA
－ + －
1.这3种细胞中合成的蛋白质种类有什么差别？
这3种细胞中合成的蛋白质种类不完全相同
胰岛素 mRNA
－ － +
基因的选择性表达与细胞分化
检测的3种细胞
输卵管细胞 红细胞 胰岛细胞
卵清蛋白基因珠 蛋白基因
胰岛素基因
+++
这段碱基序列的甲基化程度越高， Avy基因的表达受到的抑制越明显， 小鼠体色体毛的颜色就越深。
表观遗传：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，叫作表观遗传。
DNA甲基化调控基因表达机制：
RNA聚合酶
RNA聚合酶
DNA甲基化后转录异常
RNA聚合酶
DNA甲基化常发生在CG碱基对上
三、表观遗传
表观遗传现象普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的整个生 命活动过程中。
除了DNA甲基化，构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化、 磷酸化等修饰也会影响基因的表达。
工蜂
表观遗传形成的原因
亲本
环境
遗传
诱发
DNA甲基化等 表观遗传修饰
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。
血友病。下列叙述错误的是（ C ）
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
基因表达与性状的关系(18张PPT)【完美版】
此外，组蛋白甲基化、乙酰化等等因素也会影响基因表达， 导致表观遗传。
基因表达与性状的关系（18张PPT）【 完美版 】
基因表达与性状的关系（18张PPT）【 完美版 】
综上：
基因表达与性状的关系：
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 水平的高低都可以影响生物的性状
遗传学家曾做过这样的实验：长翅果蝇幼虫正常的培养温度 为25℃，将孵化后残翅果蝇幼虫在31℃的环境培养，得到了某些 翅长接近正常果蝇的成虫，这些残翅果蝇在正常环境温度下产生 的后代仍然是残翅果蝇。
1、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。
提示：翅的发育是否经过酶催化的反应？酶与基因的关系是 怎样的？酶与温度的关系是怎样的？
2、这个实验说明基因与性状的关系是怎样的？
基因表达与性状的关系（18张PPT）【 完美版 】
基因表达与性状的关系（18张PPT）【 完美版 】
假说：翅的发育是基因通过控制酶的合 成从而控制代谢间接控制的，而酶的 活性又受温度的影响，31度相关酶的 活性高，促进了翅的发育
性状是由基因和环境共同影响和 决定的
细胞核
亲代DNA的 游离的脱 每一条链 氧核苷酸
DNA
DNA→DNA
细胞核
DNA的一条链 游离的核 （模板链） 糖核苷酸
mRNA DNA→mRNA
细胞质 mRNA
游离的 氨基酸
蛋白质 mRNA→Pro
遗传 物质 复制
DNA转录RNA翻译
蛋白质
都是
DN
A
遗传
复制 RNA 翻译 蛋白质
物质
是
逆转录 RNA
在特定的细胞中，基因的表达具有选择性，进而产 生特异性的表达产物。
基因表达与性状的关系（18张PPT）【 完美版 】
基因表达与性状的关系（18张PPT）【 完美版 】
综上：
基因表达与性状的关系：
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 水平的高低都可以影响生物的性状
遗传学家曾做过这样的实验：长翅果蝇幼虫正常的培养温度 为25℃，将孵化后残翅果蝇幼虫在31℃的环境培养，得到了某些 翅长接近正常果蝇的成虫，这些残翅果蝇在正常环境温度下产生 的后代仍然是残翅果蝇。
1、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。
提示：翅的发育是否经过酶催化的反应？酶与基因的关系是 怎样的？酶与温度的关系是怎样的？
2、这个实验说明基因与性状的关系是怎样的？
基因表达与性状的关系（18张PPT）【 完美版 】
基因表达与性状的关系（18张PPT）【 完美版 】
假说：翅的发育是基因通过控制酶的合 成从而控制代谢间接控制的，而酶的 活性又受温度的影响，31度相关酶的 活性高，促进了翅的发育
性状是由基因和环境共同影响和 决定的
细胞核
亲代DNA的 游离的脱 每一条链 氧核苷酸
DNA
DNA→DNA
细胞核
DNA的一条链 游离的核 （模板链） 糖核苷酸
mRNA DNA→mRNA
细胞质 mRNA
游离的 氨基酸
蛋白质 mRNA→Pro
遗传 物质 复制
DNA转录RNA翻译
蛋白质
都是
DN
A
遗传
复制 RNA 翻译 蛋白质
物质
是
逆转录 RNA
在特定的细胞中，基因的表达具有选择性，进而产 生特异性的表达产物。
基因表达与性状的关系pp课件
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。
练习与应用（P75）
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。
CFTR蛋白（一种转运蛋白）基因缺失了三个碱基对 2、基因的表达产物CFTR的作用与前两个实例的区别什么？
基因通过控制CFTR蛋白质的结构直接控制生物体的性状
一、基因表达产物与性状的关系 实例4：镰状细胞贫血（P80/81）
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
红细胞成镰刀型
容易破裂，患溶血性贫血
4.2 基因表达与性状的关系
中心法则图解（虚线表示少数生物的遗传信息的流向）
复制
DNA
转录 逆转录
复制 翻译
RNA
蛋白质 体现
？
性状
【思考】基因如何控制生物的性状？
合作探究
一、基因表达产物与性状的关系
实例1：豌豆的圆粒与皱粒
阅读课本71页相关内容，回答问题并尝试写出基因控制圆粒豌豆性状的流程 1、影响豌豆饱满和皱缩的根本原因是__编__码__淀__粉___分__支__酶__的___基__因__是__否___被__打__乱___， 直接原因是__淀__粉___的含量不同 2、相关基因的表达产物是什么？ 淀粉分支酶 3、表达产物的作用是什么？ 催化淀粉的合成
基因
蛋白质 结构
性状表现
一、基因表达产物与性状的关系 实例1：豌豆的圆粒与皱粒 实例2：人的白化病 结论（1）： 间接控制 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
练习与应用（P75）
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。
CFTR蛋白（一种转运蛋白）基因缺失了三个碱基对 2、基因的表达产物CFTR的作用与前两个实例的区别什么？
基因通过控制CFTR蛋白质的结构直接控制生物体的性状
一、基因表达产物与性状的关系 实例4：镰状细胞贫血（P80/81）
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
红细胞成镰刀型
容易破裂，患溶血性贫血
4.2 基因表达与性状的关系
中心法则图解（虚线表示少数生物的遗传信息的流向）
复制
DNA
转录 逆转录
复制 翻译
RNA
蛋白质 体现
？
性状
【思考】基因如何控制生物的性状？
合作探究
一、基因表达产物与性状的关系
实例1：豌豆的圆粒与皱粒
阅读课本71页相关内容，回答问题并尝试写出基因控制圆粒豌豆性状的流程 1、影响豌豆饱满和皱缩的根本原因是__编__码__淀__粉___分__支__酶__的___基__因__是__否___被__打__乱___， 直接原因是__淀__粉___的含量不同 2、相关基因的表达产物是什么？ 淀粉分支酶 3、表达产物的作用是什么？ 催化淀粉的合成
基因
蛋白质 结构
性状表现
一、基因表达产物与性状的关系 实例1：豌豆的圆粒与皱粒 实例2：人的白化病 结论（1）： 间接控制 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
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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？