高中生物人教版 (2019)必修2《遺傳與進(jìn)化》第2節(jié) 基因表達(dá)與性狀的關(guān)系課文內(nèi)容ppt課件

這是一份高中生物人教版 (2019)必修2《遺傳與進(jìn)化》第2節(jié) 基因表達(dá)與性狀的關(guān)系課文內(nèi)容ppt課件，共33頁(yè)。PPT課件主要包含了蛋白質(zhì)，細(xì)胞基本生命活動(dòng)，核糖體蛋白基因，ATP合成酶基因，卵清蛋白基因，特異性，胰島素基因，基因選擇性表達(dá)，基因表達(dá)的調(diào)控，保持不變等內(nèi)容，歡迎下載使用。
新知一　基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系
答案:①②—b;③—a。
新知二　基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化
結(jié)合教材中的“思考·討論:柳穿魚花的形態(tài)結(jié)構(gòu)和小鼠毛色的遺傳”,說(shuō)出表觀遺傳的概念,分析其原因、特點(diǎn)及對(duì)生物體性狀的影響。討論基因與性狀的關(guān)系,形成初步的遺傳與進(jìn)化觀。 1.表觀遺傳。 (1)概念。 生物體基因的堿基序列_________,但__________和_____發(fā)生可遺傳變化的現(xiàn)象,叫作表觀遺傳。 (2)原因。 基因的_________沒有發(fā)生變化,但部分堿基發(fā)生了___________,抑制了基因的表達(dá),進(jìn)而對(duì)表型產(chǎn)生影響。
DNA的甲基化 (3)特點(diǎn)。 ①基因的堿基序列_________。 ②可遺傳?？梢赃z傳給后代,使后代出現(xiàn)同樣的表型。 ③普遍存在。普遍存在于生物體的生長(zhǎng)、發(fā)育和衰老的整個(gè)生命活動(dòng)過程中。
2.基因與性狀間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。 (1)一個(gè)性狀可以受到_____基因的影響。 (2)一個(gè)基因也可以影響_____性狀。 (3)生物體的性狀也不完全是由基因決定的, _____對(duì)性狀也有著重要影響。
探究一　基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系
分析下列材料,思考基因是如何控制性狀的。材料一①豌豆粒形
②人的白化癥狀材料二囊性纖維化
編碼CFTR蛋白的基因缺失3個(gè)堿基↓CFTR蛋白結(jié)構(gòu)異常,導(dǎo)致功能異?！颊咧夤軆?nèi)黏液增多↓黏液清除困難,細(xì)菌繁殖,肺部感染
(1)材料一說(shuō)明,基因通過控制____________________,?進(jìn)而控制生物體的性狀。 答案:酶的合成來(lái)控制代謝過程 (2)材料二說(shuō)明,基因通過控制____________________控制生物體的性狀。 答案:蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接
基因、蛋白質(zhì)和性狀的關(guān)系
(3)由材料一、二總結(jié)基因?qū)π誀畹目刂品绞健? 提示:基因控制性狀的方式有兩種：一種是通過控制酶的合成來(lái)控制代謝過程,進(jìn)而控制生物體的性狀;另一種是通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀。
【例1】著色性干皮癥是一種遺傳病,起因于DNA損傷。深入研究后發(fā)現(xiàn)患者體內(nèi)缺乏DNA修復(fù)酶,DNA損傷后不能修復(fù)而引起突變。這說(shuō)明一些基因(　　) A.是通過控制酶的合成來(lái)控制代謝過程,進(jìn)而控制生 物體的性狀 B.是通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu),進(jìn)而直接控制生物體的 性狀 C.是通過控制酶的合成,進(jìn)而直接控制生物體的性狀 D.可以直接控制生物體的性狀,發(fā)生改變后生物體的 性狀隨之改變
解析:由題意可知,著色性干皮癥起因于DNA損傷,并且患者體內(nèi)缺乏DNA修復(fù)酶,由此說(shuō)明該基因通過控制DNA修復(fù)酶的合成來(lái)控制代謝過程,進(jìn)而間接控制生物體的性狀。 答案:A
【例2】人體內(nèi)苯丙酮酸過多可引起苯丙酮尿癥,下圖表示人體內(nèi)苯丙氨酸的代謝途徑,據(jù)圖分析錯(cuò)誤的是(　　)
A.基因1不正常而缺乏酶1可能引起苯丙酮尿癥 B.由苯丙氨酸合成黑色素需要多個(gè)基因控制 C.該圖說(shuō)明基因可通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生 物體的性狀 D.基因2突變而缺乏酶2將導(dǎo)致人患白化病
解析:由題圖可知,基因1不正常而缺乏酶1,則苯丙氨酸只能在細(xì)胞中代謝生成苯丙酮酸,導(dǎo)致苯丙酮尿癥,A項(xiàng)正確;由苯丙氨酸合成黑色素需要酶1、酶2的作用，即需要基因1、基因2的控制,B項(xiàng)正確;題圖體現(xiàn)了基因通過控制酶的合成來(lái)控制代謝過程,進(jìn)而控制生物體的性狀,C項(xiàng)錯(cuò)誤;基因2突變,導(dǎo)致酶2不能合成,從而不能形成黑色素,使人患白化病,D項(xiàng)正確。 答案:C
【母題延伸】 (1)若食物中缺乏酪氨酸,人體是否會(huì)患白化病?為什么? 提示:不會(huì)。因?yàn)槔野彼釋儆诜潜匦璋被?在人體內(nèi)可以轉(zhuǎn)化而來(lái)。 (2)苯丙酮尿癥患者的食物中應(yīng)如何控制苯丙氨酸的含量? 提示:苯丙氨酸為人體的必需氨基酸,因此苯丙酮尿癥患者的食物中必須含有苯丙氨酸,但應(yīng)控制苯丙氨酸的量,滿足機(jī)體生命活動(dòng)需要即可。
探究二　基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化

資料1 最早試圖對(duì)細(xì)胞分化機(jī)制做出解釋的學(xué)者是德國(guó)科學(xué)家魏斯曼,他提出細(xì)胞分化是由于遺傳物質(zhì)丟失造成的。 資料2 到了20世紀(jì)中期,很多實(shí)驗(yàn)證明,不僅是受精卵,甚至高度分化的動(dòng)植物細(xì)胞,都含有本物種全套的遺傳信息。
資料3 下表表示人體不同細(xì)胞中基因和蛋白質(zhì)的存在情況。
注:“+”表示有,“-”表示無(wú)。
(1)資料1中“細(xì)胞分化是由于遺傳物質(zhì)丟失造成的”這一觀點(diǎn)對(duì)嗎?為什么? 提示:不對(duì)。細(xì)胞分化不是由于遺傳物質(zhì)丟失造成的,是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果。 (2)結(jié)合資料2,聯(lián)系有絲分裂知識(shí),分析:為什么高度分化的動(dòng)植物細(xì)胞中含有本物種全套的遺傳信息? 提示:所有細(xì)胞都是由受精卵有絲分裂而來(lái),有絲分裂保證了親代細(xì)胞和子代細(xì)胞在遺傳組成上的一致性。
(3)資料3中,各細(xì)胞表達(dá)的基因有相同的嗎?不同種細(xì)胞的蛋白質(zhì)種類不同,直接原因是DNA不同還是RNA不同? 提示:不同細(xì)胞內(nèi)存在都表達(dá)的基因;不同種細(xì)胞的蛋白質(zhì)種類不同,直接原因是mRNA不同。 (4)生長(zhǎng)發(fā)育過程中,細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能產(chǎn)生了很大差異,原因是什么? 提示:產(chǎn)生差異的原因是不同細(xì)胞的分化方向不同,根本原因是基因的選擇性表達(dá)。
“管家基因”和“奢侈基因” (1)“管家基因”:在所有細(xì)胞中都表達(dá)的基因,指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)是維持細(xì)胞基本生命活動(dòng)所必需的,如呼吸酶基因。 (2)“奢侈基因”:只在某類細(xì)胞中特異性表達(dá)的基因,指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)與細(xì)胞特定的功能有關(guān),如血紅蛋白基因。
【例3】下表表示三種不同細(xì)胞中的基因存在及表達(dá)情況,下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)
A.甲基因不可能是控制生長(zhǎng)激素合成的基因 B.三種細(xì)胞不同的根本原因是細(xì)胞中的遺傳信息不同 C.丁基因可能是控制ATP酶合成的基因 D.三種細(xì)胞都有甲、乙、丙、丁四種基因的根本原因 是細(xì)胞都來(lái)源于同一個(gè)受精卵 解析:甲基因在胰島細(xì)胞中表達(dá),所以甲基因不可能是控制生長(zhǎng)激素合成的基因,A項(xiàng)正確;三種細(xì)胞不同的根本原因是基因的選擇性表達(dá),B項(xiàng)錯(cuò)誤;控制ATP酶合成的基因應(yīng)該在所有細(xì)胞中都表達(dá),所以丁基因可能是控制ATP酶合成的基因,C項(xiàng)正確;三種細(xì)胞都有甲、乙、丙、丁四種基因的根本原因是細(xì)胞都來(lái)源于同一個(gè)受精卵,D項(xiàng)正確。 答案:B
【例4】如圖所示為人體中不同細(xì)胞產(chǎn)生過程的模式圖,據(jù)圖推斷肌肉細(xì)胞、未成熟紅細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞(　　)
A.含有的遺傳信息相同 B.含有的蛋白質(zhì)完全相同 C.含有的蛋白質(zhì)種類完全不相同 D.形成的原因是基因的選擇性丟失
解析:肌肉細(xì)胞、未成熟紅細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞都來(lái)自同一個(gè)受精卵,所含的遺傳信息相同,A項(xiàng)正確;肌肉細(xì)胞、未成熟紅細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞是細(xì)胞分化形成的,而細(xì)胞分化是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果,所以這三類細(xì)胞遺傳物質(zhì)轉(zhuǎn)錄形成的mRNA不完全相同,含有的蛋白質(zhì)也不完全相同,B項(xiàng)錯(cuò)誤;這三類細(xì)胞所含的蛋白質(zhì)也有相同的,如呼吸酶,C項(xiàng)錯(cuò)誤;這三類細(xì)胞形成的根本原因是基因的選擇性表達(dá),D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案:A
探究三　表觀遺傳
分析教材中的“思考·討論:柳穿魚花的形態(tài)結(jié)構(gòu)和小鼠毛色的遺傳”的相關(guān)資料,思考下列問題。 (1)資料1中,F1的花為什么與植株A相似?在F2中,為什么有些植株的花與植株B相似? 提示:植株A的Lcyc基因在開花時(shí)表達(dá),可看成為顯性基因,而植株B的該基因不表達(dá),可看成為隱性基因。兩植株雜交,F1表現(xiàn)顯性性狀,F2出現(xiàn)類似性狀分離的現(xiàn)象。
(2)資料2中,小鼠性狀改變的原因是什么? 提示:小鼠的Avy基因前端的堿基序列有多個(gè)位點(diǎn)發(fā)生了DNA甲基化修飾,Avy基因的表達(dá)受到抑制。 (3)資料1和資料2中展示的遺傳現(xiàn)象有什么共同點(diǎn)?這對(duì)你認(rèn)識(shí)基因和性狀的關(guān)系有什么啟示? 提示:這兩種遺傳現(xiàn)象發(fā)生變化的原因都不是相應(yīng)基因的堿基序列發(fā)生變化,而是部分堿基發(fā)生了甲基化修飾,抑制了基因的表達(dá),進(jìn)而對(duì)表型產(chǎn)生了影響。由此可知,兩生物體的基因相同,其性狀表現(xiàn)也不一定相同,即生物體的性狀不完全是由基因決定的。
基因與基因、基因與基因表達(dá)產(chǎn)物、基因與環(huán)境之間存在著復(fù)雜的相互作用,這種相互作用形成了一個(gè)錯(cuò)綜復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò),精細(xì)地調(diào)控著生物體的性狀。
【例5】黃色小鼠(AA)與黑色小鼠(aa)雜交,產(chǎn)生的F1(Aa)不同個(gè)體出現(xiàn)了不同體色。研究表明,不同體色的小鼠A基因的堿基序列相同,但A基因上二核苷酸(CpG)胞嘧啶有不同程度的甲基化(如右欄圖所示)現(xiàn)象出現(xiàn),甲基化不影響基因DNA復(fù)制。下列有關(guān)分析錯(cuò)誤的是(　　)
A.F1個(gè)體體色的差異與A基因甲基化程度有關(guān) B.甲基化可能影響RNA聚合酶與該基因的結(jié)合 C.堿基甲基化不影響堿基互補(bǔ)配對(duì)過程 D.基因甲基化不會(huì)遺傳給子代 解析:由題意可知,F1個(gè)體的基因型都是Aa,但體色有差異,顯然與A基因甲基化程度有關(guān),A項(xiàng)正確;RNA聚合酶與該基因的結(jié)合屬于基因表達(dá)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),而A基因甲基化會(huì)影響其表達(dá)過程,B項(xiàng)正確;堿基甲基化不影響DNA復(fù)制過程,而DNA復(fù)制過程有堿基互補(bǔ)配對(duì)過程,C項(xiàng)正確;基因甲基化可以遺傳給子代,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案:D
【例6】下圖為基因與性狀的關(guān)系示意圖,下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是 (　　) A.一種基因可以影響和控制多種性狀 B.多種基因可以影響和控制一種性狀 C.所有基因都能表現(xiàn)出相應(yīng)的性狀 D.圖中的產(chǎn)物可以是酶、激素等 解析:分析題圖可知,a、b、c三種性狀由同一個(gè)基因控制,e性狀由多個(gè)基因控制,A、B兩項(xiàng)正確;生物體的性狀除受基因控制外,還可能受環(huán)境影響,故有的基因不一定能表現(xiàn)出相應(yīng)的性狀,C項(xiàng)錯(cuò)誤;圖中產(chǎn)物可以是酶、激素等,D項(xiàng)正確。 答案:C