2020学年新教材高中生物 第4章 基因的表达 第2节 基因表达与性状的关系课件 新人教版必修2

第2节 基因表达与性状的关系一、基因表达产物与性状的关系1．间接途径：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。

(1)途径：基因―――→控制酶的合成―――→控制代谢过程―――→控制生物体的性状。

(2)举例①豌豆的圆粒与皱粒圆粒豌豆：淀粉含量高→成熟时吸水胀大；皱粒豌豆：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→成熟时失水皱缩。

②人白化病的形成：编码酪氨酸酶的基因异常→不能合成酪氨酸酶→酪氨酸不能转变为黑色素→表现出白化症状。

2．直接途径：基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。

(1)途径：基因―――→控制蛋白质的结构―――→控制生物体的性状。

(2)举例囊性纤维化：编码CFTR 蛋白(一种转运蛋白)的基因缺失了3个碱基→CFTR 蛋白在第508位缺少苯丙氨酸→CFTR 蛋白结构与功能异常→支气管中黏液增多，管腔受阻，细菌在肺部大量繁殖，最终使肺功能严重受损。

(1)基因只能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状( )(2)基因是通过控制蛋白质的合成来控制生物性状的( )答案 (1)× (2)√如图表示基因与性状之间的关系示意图，据图回答下列问题：(1)过程①和②分别代表什么过程？两者合称是什么？提示 ①代表转录，②代表翻译，两者合称基因的表达。

(2)囊性纤维化患者肺功能严重受损，其患病的直接原因和根本原因是什么？提示囊性纤维化的直接原因是CFTR蛋白结构异常；根本原因是编码CFTR蛋白的基因缺失了3个碱基。

二、基因的选择性表达与细胞分化1．基因类型(1)在所有细胞中都能表达的基因：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、A TP合成酶基因。

(2)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。

2．细胞分化的本质：基因的选择性表达。

3．细胞分化的结果由于基因的选择性表达，导致来至同一个体的体细胞中mRNA和蛋白质不完全相同，从而导致细胞具有不同的形态和功能。

第4章基因的表达第1节基因指导蛋白质的合成一、RNA的结构与种类1．RNA的结构（与DNA的比较）2．RNA的种类及其作用注：RNA是DNA转录的产物。

(1)(2)(3)二、遗传信息的转录1．概念2.过程DNA的结构①磷酸②碱基：A、T、G、C③脱氧核糖规则的双螺旋结构五碳糖不同碱基不同3．如图为一段DNA分子，如果以β链为模板进行转录；DNAα链……A T G A T A G G G A A A C……β链……T A C T A T C C C T T T G……mRNA ……A U G A U A G G G A A A C……该mRNA与β链的碱基序列互补配对。

4.该mRNA与α链的碱基序列有哪些异同？提示：二者的碱基序列基本相同，不同的是α链中碱基T的位置，在mRNA中是碱基U。

[师说重难]1.比较DNA的复制和转录2．转录有关问题分析(1)转录不是转录整个DNA，而是转录其中的基因。

不同种类的细胞，由于基因的选择性表达，mRNA的种类和数量不同，但tRNA和rRNA的种类没有差异。

(2)细胞核中转录形成的RNA通过核孔进入细胞质，穿过0层膜，需要能量。

(3)完成正常使命的mRNA易迅速降解，保证生命活动的有序进行。

(4)质基因(线粒体和叶绿体中的基因)控制蛋白质合成过程时也进行转录。

(5)mRNA与DNA模板链碱基互补，但与非模板链碱基序列基本相同，只是用U代替T。

(6)转录时，边解旋边转录，单链转录。

三、遗传信息的翻译 1．密码子(1)概念：mRNA 上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基。

(2) 种类(共64种)⎩⎪⎨⎪⎧起始密码子：AUG (甲硫氨酸)、GUG (缬氨酸、甲硫氨酸)终止密码子：UAA 、UAG 、UGA其他密码子2．tRNA ：RNA 链经过折叠，看上去像三叶草的叶形，其一端是携带氨基酸的部位，另一端有3个相邻的碱基可以与mRNA 上的密码子互补配对，叫作反密码子。

3．翻译(1)概念 (2)过程1．翻译能够准确进行的原因是什么？提示：mRNA 为翻译提供了精确的模板；mRNA 与tRNA 之间通过碱基配对原则保证了翻译能够准确地进行。

第2节基因表达与性状的关系学习目标核心素养1.阐明基因表达与性状的关系。

(重点)2.了解基因的选择性表达与细胞分化。

3.理解表观遗传。

(重点)1.结合实例，阐述基因控制性状的两种方式。

2.通过对表观遗传概念的理解，明确基因、环境与性状的关系。

一、基因表达产物与性状的关系1．基因对性状的两种控制途径(1)基因对生物性状的间接控制①实质：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举例：皱粒豌豆的形成人的白化病的形成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控制编码酪氨酸酶的基因异常↓不能合成酪氨酸酶↓酪氨酸不能转变为黑色素↓表现出白化症状①实质：基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。

②实例：囊性纤维化的形成编码CFTR蛋白的基因缺失3个碱基↓CFTR蛋白缺少苯丙氨酸↓CFTR蛋白空间结构发生变化，导致功能异常↓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，使肺功能严重受损2．基因与性状的关系(1)基因通过其表达产物——蛋白质来控制性状，细胞内基因表达与否及表达水平的高低都是受到控制的。

(2)基因与性状的关系并不都是简单的线性关系。

①一个性状可以受多个基因控制；②一个基因可以影响多个性状；③生物体的性状也不完全是由基因决定的，环境对性状也有重要影响。

二、基因的选择性表达与细胞分化1．生物体多种性状的形成，都是以细胞分化为基础的。

2．细胞分化的实质：基因的选择性表达。

3．表达的基因的类型(1)在所有细胞中都能表达的基因，指导合成的蛋白质是维持细胞基本生命活动所必需的，如ATP合成酶基因。

(2)只在某类细胞中特异性表达的基因，如胰岛素基因。

4．基因选择性表达的原因：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，但基因表达和表观发生可遗传变化的现象。

2．例子：蜂群中的蜂王和工蜂。

第2节基因表达与性状的关系学习目标核心素养1.阐明基因表达与性状的关系。

(重点)2.了解基因的选择性表达与细胞分化。

3.理解表观遗传。

(重点)1.结合实例，阐述基因控制性状的两种方式。

2.通过对表观遗传概念的理解，明确基因、环境与性状的关系。

一、基因表达产物与性状的关系1．基因对性状的两种控制途径(1)基因对生物性状的间接控制①实质：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举例：皱粒豌豆的形成人的白化病的形成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控制编码酪氨酸酶的基因异常↓不能合成酪氨酸酶↓酪氨酸不能转变为黑色素↓表现出白化症状①实质：基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。

②实例：囊性纤维化的形成编码CFTR蛋白的基因缺失3个碱基↓CFTR蛋白缺少苯丙氨酸↓CFTR蛋白空间结构发生变化，导致功能异常↓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，使肺功能严重受损2．基因与性状的关系(1)基因通过其表达产物——蛋白质来控制性状，细胞内基因表达与否及表达水平的高低都是受到控制的。

(2)基因与性状的关系并不都是简单的线性关系。

①一个性状可以受多个基因控制；②一个基因可以影响多个性状；③生物体的性状也不完全是由基因决定的，环境对性状也有重要影响。

二、基因的选择性表达与细胞分化1．生物体多种性状的形成，都是以细胞分化为基础的。

2．细胞分化的实质：基因的选择性表达。

3．表达的基因的类型(1)在所有细胞中都能表达的基因，指导合成的蛋白质是维持细胞基本生命活动所必需的，如ATP合成酶基因。

(2)只在某类细胞中特异性表达的基因，如胰岛素基因。

4．基因选择性表达的原因：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，但基因表达和表观发生可遗传变化的现象。

2．例子：蜂群中的蜂王和工蜂。

第4章基因的表达第2节基因表达与性状的关系【素养目标】1.了解DNA、基因、蛋白质与性状之间的关系。

【必备知识】一、相关概念中心法则（1957年克里克）：遗传信息可以从DNA流向DNA，既DNA的自我复制；也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录翻译。

遗传信息可以从RNA到RNA（即RNA的自我复制）也可以从RNA流向DNA（即逆转录）。

二、基因、蛋白质与性状的关系1、基因通过控制酶的合成来控制生物物质代谢，进而来控制生物体的性状。

2、基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。

三、基因型与表现型的关系：表现型＝基因型＋环境1、生物体的性状是由基因控制的，但也受环境因素的影响。

2、基因与基因；基因与基因产物；基因与环境之间少种因素存在复杂的相互作用，共同地精粗地调控生物体的性状。

四、基因的选择性表达与细胞分化1.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,细胞分化是基因选择性表达的结果。

2基因的选择性表达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。

(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、A TP合成酶基因。

(2)另一类是只在某奥细胞中特异性表达的基因,如卵清蛋白基因、胰岛素基因。

3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。

2.原因:基因的碱基序列没有变化,但部分碱基发生了甲基化修饰，抑制了基因的表 达,进而对表型产生影响。

3.举例(1)基困组成相同的同卵双胞胎所具有的微小差异。

(2)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。

【本节重点】1. 同一个个体细胞内的遗传物质是相同的，但基因的表现情况却不尽相同，也就是DNA 相同，mRNA 却不尽相同。

2. 除了DNA 甲基化，构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙醇化等修饰也会影响基因的表达。