4.2基因表达与性状的关系 课件（共26张PPT） 2024-2025学年人教版（2019）高中生物学必修2

(课件网) 基因的表达 第4章 第2节 基因表达与性状的关系 学习目标 理解并掌握基因如何控制生物体的性状？ 理解细胞分化与基因表达之间的关系？ 理解表观遗传信息是如何调控基因表达的？ 理解基因与性状之间不是简单的一一对应关系 问题探讨 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？ 2.这两种叶形的差异，可能是由什么因素引起的？ 这两种形态的叶，其细胞的基因组成是一样的。 这两种叶形的差异，可能是由叶片所处的环境因素引起的 我们吃的白萝卜其实是萝卜植株变态发育的根，若一直埋在 土壤中生长，其通常是白色的，但如果生长过程中一部分暴 露在土壤外，那一部分将表现出叶一样的绿色。这是为什么？ 与圆粒豌豆不同的是，皱粒豌豆的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，导致淀粉分支酶出现异常，活性大大降低，进而使细胞内淀粉含量降低。淀粉在细胞中具有保留水分的作用。当豌豆成熟时，淀粉含量高的豌豆能有效地保留水分，十分饱满；淀粉含量低的豌豆由于失水而皱缩 基因表达产物与形状的关系 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 淀粉含量低的豌豆由于失水而皱缩 圆粒豌豆 皱粒豌豆 基因表达产物与形状的关系 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。 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 编码酪氨酸酶的基因异常 酪氨酸酶缺乏 不能合成黑色素 白化症状 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个碱基对，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 基因表达产物与形状的关系 基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状 基因表达产物与形状的关系 基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状 如：囊性纤维化、镰刀型细胞贫血症 基因决定性状的途径 两条途径 间接途径 直接途径 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 如：白化病、苯丙酮尿症、邹立豌豆等 基因的选择性表达与细胞分化 生物体多种性状的形成，都是以细胞分化为基础的。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？ 基因的选择性表达 检测的3种细胞 卵清蛋白基因、珠蛋白基因、胰岛素基因 卵清蛋白mRNA 珠蛋白mRNA 胰岛素mRNA 输卵管细胞 +++ + － － 红细胞 +++ － + － 胰岛细胞 +++ － － + 细胞中的基因有些表达，有些不表达。表达的基因大致可以分为两类： 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； 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。 基因的选择性表达与细胞分化 检测的3种细胞 卵清蛋白基因、珠蛋白基因、胰岛素基因 卵清蛋白mRNA 珠蛋白mRNA 胰岛素mRNA 输卵管细胞 +++ + － － 红细胞 +++ － + － 胰岛细胞 +++ － － + 基因的选择性表达 表观遗传 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Lcyc基因不 ... ...