基因与遗传性状的关系36页PPT

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练习
【解析】 (1)在自然状态下，生物基因突变的频率是很低的，但使用人工 诱变的方法来处理生物，能大大提高其变异频率，并可从中选出对人类有利的突 变性状。 (2)酯酶的本质是蛋白质，蛋白质的合成需要转录和翻译两个过程。 (3)生物工程将“目的基因”整合到细菌的DNA分子中去，并随细菌DNA分子的复 制而复制，并在后代中表达出现。 (4)酯酶能分解有机磷农药，可将通过基因工程产生的含酯酶的细菌放到污水中 ，让其分解有机磷农药，治理有机磷污染。 本题考查人工诱变在基因工程中的应用。基因工程是生物高科技领域，是目前学 术研究的前沿，通过题目的考查，使学生了解当代科技发展的趋势和动态，培养 学生从事生命科学研究的兴趣，提高他们的能力。
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基因突变的特点
1、基因突变在生物界是普遍存在的。 （自然突变 诱发突变）
2、基因突变是随机发生的 3、在自然状态下，基因突变的频率是很低的 4、大多数基因突变对生物体是有害的
5、基因突变是不定向的
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人工诱变在育种上的应用
人工诱变：指利用物理因素或化学因素来处理 生物，使之发生基因突变，创造人类需要的变 异类型，从中选择培育出优良的生物品种。
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镰刀型细胞贫血症
这种病常见于非洲和美洲黑人。人们在非洲疟 疾流行的地区，发现镰刀型细胞杂合基因型个 体对疟疾的感染率，比正常人低得多。这是因 为镰刀型细胞杂合基因型在人体本身并不表现 明显的临床贫血症状，而对寄生在红血球里的 疟原虫却是致死的，红血球内轻微缺氧就足以 中断疟原虫形成分生孢子，终归于死亡。因此， 在疟疾流行的地区，不利的镰刀型细胞基因突 变可转变为有利于防止疟疾的流行。这一实例， 也说明基因突变的有害性是相对的，在一定外 界条件下，有害的突变基因可以转化为有利。

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）？

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。
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
代谢 过程 蔗糖不合成为淀粉，蔗糖含量升高
淀粉含量高，保水， 豌豆为圆粒
性状
淀粉含量低，失水 豌豆皱缩
一、基因表达产物与性状的关系
一、基因表达产物与性状的关系
3. 囊性纤维病
编码跨膜蛋白（CFTR） 的基因正常
基因
编码跨膜蛋白（CFTR）的基因 缺失3个碱基对
编码跨膜蛋白（CFTR） 结构正常
CFTR转运氯离子的 功能正常
蛋白质 结构
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
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？
三、表观遗传
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。

2.分析资料1，F1的花为什么与植株A的相似？在F2中，为什么有些植株的花与 植株B的相似？
F1具有一个正常的Lcyc基因和一个被高度甲基化的Lcyc基因，故它的花与植株A相似；F1自交后的F2中 有些植株具有两个被高度甲基化的Lcyc基因，因此它的花与植株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？
一、基因表达产物与性状的关系
科学家将水熊中发现的抗辐射基因Dsup转移到人类细胞中，希望能提高人类细胞的抗辐 射能力
1、辐射处理时转入Dsup基因组细胞存活率和未 处理组相比有什么变化，说明什么问题 2、辐射处理时转入Dsup基因但是抑制蛋白组细 胞存活率和未处理组相比有什么变化，说明什么 问题？
形态和功能各不相同
-
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-
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相关信息：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。
-
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3.实例： 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。 例如，同卵双胞胎所具有的微小差异与表观遗传有关；一个蜂群中，蜂
王和工蜂都由受精卵发育而来，但它们在形态、结构、生理和行为等方面 截然不同，表观遗传也在其中发挥了重要的作用。
A. 由基因产物呈现的性状①②③④可知，一个基因
会影响多种性状 B. 若⑧为表达出的异常血红蛋白呈现的性状——红 细胞呈镰刀状，可说明基因通过控制酶的合成来控制
代谢过程，进而控制生物体的性状 C. 图示可表明基因与性状之间并非简单的线性关系 D. 生物体的性状除了受基因控制外，还受环境条件
的影响
-
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拜格林的研究表明： 1、如果爷爷辈在9到12岁时有大吃大喝的经历，那他们的孙子的寿命就比较短，得糖尿病的几率会增 加。 2、如果爷爷辈在青春期前挨饿，其孙子就较少得心血管病。 3、如果祖母在青春期前曾大吃大喝，她们的孙女的寿命也会明显缩短。 4、如果父亲在11岁之前（即进入青春期之前）就开始吸烟，那他们的儿子在9岁时就会超重

家以番茄ACC合成酶基因为探针，研究番茄果实不同成熟阶段及不同组织中
该基因的表达情况。下列相关分析正确的是
绿果
果实成熟的不同阶段 变红 桃红 橙红 亮红
叶片 雌蕊 雄蕊 根 红透
＋＋ ＋＋
－
＋ ＋＋
＋＋＋ － － ＋ －
＋＋ ＋＋
注：“－”表示该基因不表达，“＋”表示该基因表达，“＋”的数目越多表
示表达水平越高。
酒精（乙醇）
乙醇脱氢酶
乙醇脱氢酶 相关基因
乙醛
乙醛脱氢酶
乙醛脱氢酶 相关基因
乙酸 （醋酸） CO2、H2O等
酒量好
乙醛增多，乙醛 有毒，扩张血管
喝酒上脸 （脸红）
酒精中毒 （脸白）
提升·关键能力
油菜植物体内的中间代谢产物磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)运向种子后有两条 转变途径，如图甲所示，其中酶a和酶b分别由基因A和基因B控制合成。 (1)据图甲分析，你认为提高油菜产油量的 基本思路是什么？ 提示 抑制酶b合成(活性)，促进酶a合成(活性)。
持细胞基本生命活动所必需的。
细胞特定的形态结构特征与功能。
根据管家基因与奢侈基因的定义，对下列基因进行归类。
①核糖体蛋白基因 ②ATP合成酶基因 ③血红蛋白基因 ④卵清蛋白基因 ⑤呼吸酶基因 ⑥胰岛素基因⑦抗体基因 ⑧唾液淀粉酶基因
属于管家基因的是：_____①__②___⑤_________ 属于奢侈基因的是：___③__④__⑥___⑦__⑧_______
了。科学家将这两个植株作为亲本进行杂交，F1的花与 植株A的相似，F1自交的F2中绝大部分植株的花与植株A 的相似，少部分植株的花与植株B的相似。
考点三、表观遗传、基因与性状间的关观系
植株A

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
人教版必修二 《遗传与进化》第四章 基因的表达 第二节
基因表达与性 状的关系
新课导入
“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）像这种随环境不 同，生物性状发生改变的例子非常普遍。
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、
性状三者间究竟有怎样的关系？
基因 酶的合成 代谢过程 生物性状
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
畏光
毛发及皮 肤呈白色
白化病患者
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
基因 控制 酶的合成 控制 代谢过程 间接 生物性状 控制
【实例3】囊性纤维化的发病机理
卵清蛋白基因、 珠蛋白基因、胰
卵清蛋白
岛素基因
mRNA
+++
+
+++
-
+++
-
珠蛋白 mRNA
+ -
胰岛素 mRNA
+
说明 “+”表示检测发现相应的分子，“-”表示检测未发现相应的分子。
检测的3种 细胞
输卵管细胞 红细胞

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？

皱粒豌豆
一、基因表达产物与性状的关系
合作探究一：请同学们自主阅读教材P71-72，小组合作思考讨论完成问题。
1.分析两个人两种疾病（白化病、囊性纤维化）的发病机理 ？ 2.用文字和箭头总结基因、酶（表达产物）与性状之间的关系。
弟弟
哥哥
一、基因表达产物与性状的关系
【例2】白化病
编码酪氨酸酶的基因异常
生物性状
直接作用
生物性状
所有的基因都表达吗？
二、基因的选择性表达与细胞分化
警方证据材料：在两犯罪嫌疑人的皮肤细胞、红细胞（有细胞核）和胰岛 细胞这三种细胞中的DNA和mRNA检测结果中，办案人员发现了一些问题。 结果如下表所示：
检测的三种细 波形蛋白基因、珠蛋
胞
白基因、胰岛素基因
皮肤细胞
+++
波形蛋白 mRNA
CFTR蛋白转运_氯__离__子__的 功能异常
蛋白质 结构
蛋白质 功能
编码CFTR蛋白的基因
支气管黏液增多，管腔受阻， 细菌在肺部大量繁殖，肺功能
性状表现
结论二：
严重受损
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
小结
基因
蛋白质
酶 结构蛋白
间接作用
细胞代谢
含有A的基因序列中没有-CH3，通过查阅资料发现甲基化会抑制DNA的转录过程。即A-CH3a基因型中A不表达，所
以导致即使是Aa仍患病。
三、表观遗传 资料2 柳穿鱼花的形态结构遗传
Lcyc基因正常 Lcyc基因在 开花时表达
植株A
两株柳穿鱼体 内Lcyc基因的 序列相同
调控基因是否表达 调控基因表达多少

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基因表达与性状的关系（18张PPT）PP T优秀 课件
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二、基因的选择性表达与细胞分化 1.这3种细胞中合成的蛋白质种类有什么差别？
3种细胞中合成的蛋白质都是该细胞中的特异性蛋 白质。 2.3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？
•
4．抽象的内容能加以阐发。所谓“抽 象”，是 与“具 体”相 对而言 ，抽象 的也就 是概括 的。所 谓“阐 发”就 是化抽 象、概 括为具 体。阐 发常见 的有两 种形式 ：一是 举出实 例，一 是分析 因果。
•
5．含蓄的内容能加以解说。语句的含 蓄，一 是作者 为了表 达的需 要或某 种目的 ，故意 不直接 表达想 表达的 内容， 而把它 隐含在 字里行 间；一 是运用 了象征 、双关 等修辞 格，采 用婉曲 的手法 来表达 自己的 思想、 观点、 看法。 对此类 材料， 不仅要 理解它 字面的 含意， 而且要 深入挖 掘其 所隐含 的信息 ，即能 用简洁 明白的 语言解 说材料 深层的 内涵。
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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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

第二课时
学习目标：
1、举例说出生物的性状是由基因控 制的,显性基因、隐性基因、显性 性状、隐性性状的概念及关系。 2、通过研究“豌豆花色的遗传”和 “果蝇翅型的遗传”，尝试写出遗 传图解，并能根据图解说出亲代与 子代的基因组成和性状表现。
自主学习：
1、相对性状分为： 性状和 性状 2、基因的种类： 显性基因：控制 性状的基因， 通常用 英文字母表示。 隐性基因：控制 性状的基因，通常用 英文 字母表示。 3、基因与性状表现：若细胞内控制某性状的一对基因 为AA或Aa，该生物个体就表现为 控制的性状， 即 性状；若细胞内控制某性状的一对基因为aa， 该生物个体就表现为 控制的性状， 即 性状。
A
A a
子代
AA Aa Aa aa
双眼皮 双眼皮 双眼皮 单眼皮
问题导学4
生物的基因组成推断 学会用遗传图解的方式分析遗传现象
如果不知道亲代和和子代的 基因组成又怎么进行基因组 成推断呢？
例题：亲子鉴定
张娜同学说：“我的父亲、 母亲都是双眼皮，我却是单眼皮， 我是不是被抱错了？”
1、你能用图解帮她解决疑惑吗？ （已知：控制双眼皮的为显性基因B 控制单眼皮的为隐性基因b） 2、假设她的父母再生一个孩子，是 单眼皮的机率是多少？
遗传图解的书写注意事项：
1、成对基因的书写为AA、Aa、aa，大 写在前。 2、要标注：亲代、生殖细胞、子代以 及子代与亲代的性状表现。 3、从亲代到生殖细胞再到子代用 箭头 连接，生殖细胞的结合是随机的，应 写出所有可能性。
一对基因的遗传图解
双眼皮
亲代
（父方）
双眼皮
Aa a
Aa
（母方）
生殖细胞
一对基因的遗传图解
双眼皮