4.2 基因表达与性状的关系（第2课时）课件-2024-2025学年高一下学期生物人教版必修2

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第2节基因表达与性状 的关系(第2课时) 学习目标 能阐明表观遗传信息调控基因表达的机制。 能举例说明基因、性状与环境的关系。 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? 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? 1.上述资料中，柳穿鱼和小鼠性状改变的原因 是什么? 表现出不同毛色的A"a小鼠 研究表明，在A” 基因的前端(或称 “上游”)有一段特殊的碱基序列决定着该基 因的表达水平，这段碱基序列具有多个可发 生DNA 甲基化修饰的位点。当这些位点没 有甲基化时，A" 基因正常表达，小鼠表现 为黄色；当这些位点甲基化后，A" 基因的 表达就受到抑制。这段碱基序列的甲基化程 度越高，A" 基因的表达受到的抑制越明显， 小鼠体毛的颜色就越深。 讨论 1. 上述资料中，柳穿鱼和小鼠性状改 变的原因是什么? 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? 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? 植株A 植株B 柳穿鱼的花 柳穿鱼花的形态结构与Leyc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 Leyc基因在开花时表达，植株B的Leyc基 因不表达。研究表明，植株B的Lyc 基 因 不表达的原因是它被高度甲基化(Leyc 基因 有多个碱基连接甲基基团)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。 资料2 某种实验小鼠的毛色受一对等 位基因A" 和a 的控制，A" 为显性基因，表 现为黄色体毛，a 为隐性基因，表现为黑色 体毛。将纯种黄色体毛的小鼠与纯种黑色体 毛的小鼠杂交，子一代小鼠的基因型都是 A"a, 却表现出不同的毛色：介于黄色和黑 阅读课本73页思考讨论，并思考以下问题： 知识讲解 资料1 柳穿鱼是一种园林花卉。下图 所示的两株柳穿鱼，除了花的形态结构不 同，其他方面基本相同。 一、表观遗传 柳穿鱼花的形态结构和小鼠毛色的遗传 思考 ·讨论 色之间的一系列过渡类型。 Lcyc基因 正常 P — 植株A F₁ F₂ 绝大部分 资料1: 柳穿鱼花的遗传 问题1: 柳 穿 鱼性状 改变的原因是什么? 植株A相似 少部分 Lcyc基因 高度甲基化 植株B 知识讲解 — — 知识讲解 资料1: 柳穿鱼花的遗传信息梳理 Lcyc基因的表达 (转录和翻译) 植株A II III 开花时 表达 不 植株B 相 基因)同 (甲基化) 问题2: 如何解释 甲基化现象? 柳穿鱼花的 形态结构 直接 相关 不表达 甲基化 修饰 Lcyc基因 Lcyc基因 基因未表达 9OOO Lcyc基因 Lcyc 基因 基因表达 植株A 植株B DNA甲基化抑制了 基因的表达! 知识讲解 未甲基 化修饰 问题3: 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? Lcyc 基因 Lcyc 基因 亲本 Lcyc 基因 基因未表达 →F₁ 基因表达 Lcyc 基因 Lcyc 基 因 Lcyc 基因 知识讲解 Lcyc 基因 → 配子 Lcyc 基因 Lcyc 基因 Lcyc基因 F₁ F₁ 的碱基序列并没有变化，但DNA 的甲基化修饰可以遗传给后代 Lcyc 基因 Lcyc基因 知识讲解 F₂ 知识讲解 资料2: 小鼠毛色的遗传 问题4: 为什么会出现上述现 象?小鼠性状改变的原因是 什么? DNA甲基化抑制了 基因的表达! 介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型 黄色体毛 黑色体毛 Avy Avy AVYa aa 未甲基化修饰 甲基化修饰 基因表达抑制 基因表达抑制 基因表达抑制 Avy 基 因 a基因 Avy基 因 a基因 Avy 基 因 a基因 知识讲解 资料2: 小鼠毛色的遗传 甲基化程 度 越 高 ， AV 基因表 达受到抑 制 越 明 显 ， 小鼠颜色 越 深 。 碱基序列没有发生变化 部分碱基发生了甲基化修饰 可遗传，并影响后代表现 知识讲解 问题5: 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? 基因的表达 影响 抑制 表型 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。 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。 ①DNA甲基化修饰 ②非编码RNA干 扰 (例如miRNA) ③组蛋白甲基化、乙酰化等 可遗传性、可逆性、 DNA不变 存在时期 类型 知识讲解 表观 遗传 特征 定义 同卵双胞胎是一个精子与一 个卵细胞结合产生一个受精卵 后再一分为二形成的两个胚胎。 他们基因组成相同，但是性状 依然有差异，有时候甚至差异 很 大 。 知识讲解 二 、基因与性状的关系 同由受精卵发育而来的蜂王 和工蜂在形态、结构、生理和 行为等方面截然不同。 表观遗 传在其中发挥了重要作用。 知识讲解 【实例2】 不能持续获得蜂王浆 持续获得蜂王浆 蜂 王 工蜂 知识讲解 1 一个基因 控制 一种性状 基因的特异性 如红绿色盲、白化病等单基因遗传病 关系 2 多个基因 控制 一种性状 多基因效应 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。 3 一个基因 控制 多种性状 基因的多效性 如研究发现水稻中的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的作用。 表型=基因型+环境 基因与性状并不是简单的一一对应的关系。 课堂总结 间接 酶或激素 → 细胞代谢— → !生物性状 作用 结构蛋白 → 细胞结构 生物性状 作用 细胞分化的本质就是基因的选择性表达。 表观遗传会在不改变DNA碱基序列的情况下产生可遗传变异。 基因和性状不是一一对应的，存在精细的调控。 基因表达与性状的关系 直接 基因 知识讲解 1. 下列属于表观遗传现象的有(c ) ①果蝇的眼色基因所在的染色体区域，螺旋程度较高，出现红白相间的斑点复眼 ②F1高茎豌豆自交， F2出现高茎豌豆和矮茎豌豆 ③男子吸烟者精子中的DNA甲基化水平高，精子活力下降 ④编码酪氨酸酶的基因异常，导致白化病 A.①④ B.②③ C.①③ D.②④ 知识讲解 2. 下列有关基因表达的叙述，错误的是( D ) A. 环境可能会通过对基因的修饰，调控基因的表达 B. 基因的选择性表达与基因表达的调控有关 C. 染色体组蛋白发生甲基化会影响基因表达水平的高低 D. 表观遗传能使生物体发生可遗传的性状改变，DNA甲基化会使基因的 碱基序列发生改变 3. 基于对基因与生物体性状关系的理解，判断下列表述正确的是( C ) A. 生物体的性状主要是由基因决定的 B. 每种性状都是由一个特定的基因决定的 C. 基因都是通过控制酶的合成来控制性状的 D. 基因的碱基序列相同，该基因决定的性状一定相同 $$