（新教材）2019新人教版高中生物必修二4.2基因表达与性状的关系课件.pptx

1、第第4章基因的表达章基因的表达第第2节节 基因表达与性状的关系基因表达与性状的关系一、相关概念一、相关概念中心法则（中心法则（1957年年 克里克）：遗传信息可以从克里克）：遗传信息可以从DNA流向流向DNA，既既DNA的自我复制；也可以从的自我复制；也可以从DNA流向流向RNA，进而流向蛋白，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录翻译。遗传信息可以从质，即遗传信息的转录翻译。遗传信息可以从RNA到到RNA（即（即RNA的自我复制）也可以从的自我复制）也可以从RNA流向流向DNA（即逆转录）。（即逆转录）。 二、基因、蛋白质与性状的关系二、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

2、质代谢，进而来控制生、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。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。、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：表现型三、基因型与表现型的关系：表现型 基因型基因型 环境环境1、生物体的性状是由基因控制的，但也受环境因素的影响。、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、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。在复杂的相互作用，共同地精粗地调控生物体的

3、性状。四、基因的选择性表达与细胞分化四、基因的选择性表达与细胞分化1.细胞分化细胞分化: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。细胞分化是基因选择性表达的结果。2基因的选择性表达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。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、细胞基本生命活动所必需的，如核糖体蛋白基因

4、、ATP合成酶基合成酶基因。因。(2)另一类是只在某奥细胞中特异性表达的基因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、如卵清蛋白基因、胰岛素基因。胰岛素基因。3表观遗传表观遗传1.概念概念:生物体基因的碱基序列保持不变生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。可遗传变化的现象。2.原因原因:基因的碱基序列没有变化基因的碱基序列没有变化,但部分碱基发生了甲基化修饰，但部分碱基发生了甲基化修饰，抑制了基因的表达抑制了基因的表达,进而对表型产生影响。进而对表型产生影响。3.举例举例(1)基困组成相同的同卵双胞胎所具有的微小差异。基困组成相同

5、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蜂王和工蜂都是由受精卵发育而来的,但它们在形态、结构、但它们在形态、结构、生理和行为等方面截然不同。生理和行为等方面截然不同。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，也就是况却不尽相同，也就是DNA相同，相同，mRNA却不尽相同。却不尽相同。2.除了除了DNA甲基化，构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙醇甲基化，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。化等修饰也会影响基因的表达。拓展拓展随堂练习随堂练习1.豌豆若带有编码淀粉分支酶的

6、圆粒基因（豌豆若带有编码淀粉分支酶的圆粒基因（R），则其淀粉含量），则其淀粉含量较高而蔗糖含量较低。圆粒基因中插入一段外来碱基序列后成为较高而蔗糖含量较低。圆粒基因中插入一段外来碱基序列后成为皱粒基因（皱粒基因（r）。基因）。基因r表达的异常淀粉分支酶因缺失表达的异常淀粉分支酶因缺失61个氨基酸个氨基酸导致活性丧失，使得豌豆种子容易失水而成为皱粒且甜度改变。导致活性丧失，使得豌豆种子容易失水而成为皱粒且甜度改变。下列有关分析，不合理的是（下列有关分析，不合理的是（ ） A. 与圆粒豌豆种子相比，皱粒豌豆种子蔗糖含量较高，甜度较高与圆粒豌豆种子相比，皱粒豌豆种子蔗糖含量较高，甜度较高 B. 基因

7、与其所控制的性状不是简单的一一对应关系基因与其所控制的性状不是简单的一一对应关系 C. 基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程进而控制生物的性状基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程进而控制生物的性状 D. 与基因与基因R相比，基因相比，基因r转录生成的转录生成的mRNA中终止密码延后出现中终止密码延后出现 随堂练习随堂练习2.经典遗传学认为生物的变异是由于经典遗传学认为生物的变异是由于DNA碱基序列改变导致的，碱基序列改变导致的，而表观遗传学是生物体基因的碱基序列保持不变，但表现型改变而表观遗传学是生物体基因的碱基序列保持不变，但表现型改变的现象。下列不能用表观遗传进行解释的是（的现象。下列不能

8、用表观遗传进行解释的是（ ） A. 遗传信息组成相同的同卵双胞胎，患某种遗传病的可能性相似遗传信息组成相同的同卵双胞胎，患某种遗传病的可能性相似B. 两株柳穿鱼的花形态结构不同，但该性状相关基因的序列相同两株柳穿鱼的花形态结构不同，但该性状相关基因的序列相同C. 由于喂食导致体型变化的线虫所生后代不接触该食物，但体型由于喂食导致体型变化的线虫所生后代不接触该食物，但体型仍不变仍不变D. 基因型相同的蜂王和工蜂，两者在体型、寿命、功能等方面存基因型相同的蜂王和工蜂，两者在体型、寿命、功能等方面存在差异在差异随堂练习随堂练习3.等位基因等位基因Bb、B+位于常染色体上，分别决定山羊有胡子和无胡位于

9、常染色体上，分别决定山羊有胡子和无胡子，但是在雄性中子，但是在雄性中Bb为显性基因，在雌性中为显性基因，在雌性中B+为显性基因。有胡为显性基因。有胡子雌山羊与无胡子雄山羊杂交产生子雌山羊与无胡子雄山羊杂交产生F1, F1雌雄个体交配产生雌雄个体交配产生F2。下列判断正确的是下列判断正确的是( ) A. F1中雌性表现为有胡子中雌性表现为有胡子 B. F1中雄性中雄性50%表现为有胡子表现为有胡子C. F2雄山羊中有胡子个体占雄山羊中有胡子个体占1/4 D. F2纯合子中有胡子雌山羊占纯合子中有胡子雌山羊占1/4随堂练习随堂练习1.【答案】【答案】 D 【解析】【解析】A.圆粒豌豆含有圆粒基因圆

10、粒豌豆含有圆粒基因R，能合成淀粉分支酶，所以，能合成淀粉分支酶，所以淀粉含量高而蔗糖含量低，皱粒豌豆不含圆粒基因只含皱粒基因，淀粉含量高而蔗糖含量低，皱粒豌豆不含圆粒基因只含皱粒基因，合成的异常淀粉分支酶活性丧失，则导致淀粉含量较低而蔗糖含合成的异常淀粉分支酶活性丧失，则导致淀粉含量较低而蔗糖含量较高，甜度较高，量较高，甜度较高，A不符合题意；不符合题意； B.基因与其所控制的性状不是简单的一一对应关系，基因与其所控制的性状不是简单的一一对应关系，B不符合题不符合题意；意； 随堂练习随堂练习C.基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程进而控制生物的性状，基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程进而控制

11、生物的性状，C不符合题意；不符合题意； D.基因基因r表达的异常淀粉分支酶因缺失表达的异常淀粉分支酶因缺失61个氨基酸导致活性丧失，个氨基酸导致活性丧失，由此可知基因由此可知基因r转录生成的转录生成的mRNA的终止密码子提前出现，的终止密码子提前出现，D符合符合题意。题意。 故答案为：故答案为：D 2.【答案】【答案】 A 【解析】【解析】A、遗传信息组成相同的同卵双胞胎，患某种遗传病的、遗传信息组成相同的同卵双胞胎，患某种遗传病的可能性相似属于经典遗传学的范畴，可能性相似属于经典遗传学的范畴，A正确；正确； 随堂练习随堂练习B、柳穿鱼基因的序列相同，但花的形态结构不同，是由于环境、柳穿鱼基因

12、的序列相同，但花的形态结构不同，是由于环境改变引起的，属于表观遗传学的范畴，改变引起的，属于表观遗传学的范畴，B错误；错误；C、由于喂食不同、由于喂食不同导致体型变化的线虫，其后代没有接触食物，体型不变化，是由导致体型变化的线虫，其后代没有接触食物，体型不变化，是由于食物导致的变异，所以属于表观遗传学的范畴，于食物导致的变异，所以属于表观遗传学的范畴，C错误；错误；D、基因型相同的蜂王和工蜂，由于成长环境不同，两者在体型、基因型相同的蜂王和工蜂，由于成长环境不同，两者在体型、寿命、功能等方面存在差异，属于表观遗传学的范畴，寿命、功能等方面存在差异，属于表观遗传学的范畴，D错误。错误。故答案为：

13、故答案为：A。随堂练习随堂练习 3.【答案】【答案】 D 【解析】解：【解析】解：AB、本题是从性遗传实例，、本题是从性遗传实例，Bb在雄性中为显性，在在雄性中为显性，在雌性中为隐性，则亲代中有胡子雌性与无胡子雄性的基因型分别雌性中为隐性，则亲代中有胡子雌性与无胡子雄性的基因型分别是是BbBb，B+B+ ， 其杂交产生的其杂交产生的F1为：为：B+Bb（无胡子），（无胡子），BbB+（有胡子），（有胡子），AB错误；错误； C、F1雌雄个体交配产生的雌雄个体交配产生的F2为为1/4BbBb、1/2BbB+、1/4B+B+ ， 则则F2雄山羊中有胡子个体占雄山羊中有胡子个体占3/4，C错误；错误

14、；D、F2纯合子（纯合子（BbBb、B+B+）中有胡子雌山羊占）中有胡子雌山羊占1/4，D正确。故正确。故答案为：答案为：D。随堂练习随堂练习 4.下面为基因与性状的关系示意图，请据图回答下列问题：下面为基因与性状的关系示意图，请据图回答下列问题： 随堂练习随堂练习 （1）通过过程合成）通过过程合成mRNA，在遗传学上称为，在遗传学上称为_。 （2）在真核细胞的细胞核中，过程的）在真核细胞的细胞核中，过程的mRNA通过通过_进入进入到细胞质中，与到细胞质中，与_结合在一起指导蛋白质的生物合成。结合在一起指导蛋白质的生物合成。 （3）进行过程需要的物质和结构分别为）进行过程需要的物质和结构分别为

15、_、_ （4）在玉米的叶肉细胞中，能够进行过程的细胞结构有）在玉米的叶肉细胞中，能够进行过程的细胞结构有_。 （5）基因对性状的控制是通过控制蛋白质的合成实现的。白化）基因对性状的控制是通过控制蛋白质的合成实现的。白化病是由于缺乏合成黑色素的酶所致，这属于基因对性状的病是由于缺乏合成黑色素的酶所致，这属于基因对性状的_（直接（直接/间接）控制。间接）控制。 随堂练习随堂练习 5. 下图甲、乙表示两种不同类型的生物基因的表达过程，回答下图甲、乙表示两种不同类型的生物基因的表达过程，回答下列问题：下列问题：随堂练习随堂练习 （1）图甲所示细胞由于）图甲所示细胞由于_，所以转录、翻译可同时发生，所以

16、转录、翻译可同时发生在同一空间内，参与翻译的在同一空间内，参与翻译的RNA分子有分子有_。图甲中的。图甲中的A表表示示_。 （2）翻译时一条）翻译时一条mRNA可以结合多个核糖体，一般来说每个核糖可以结合多个核糖体，一般来说每个核糖体合成的多肽长度体合成的多肽长度_(填填“相同相同”或或“不同不同”)，每个核糖，每个核糖体完成翻译时的时间体完成翻译时的时间_(填填“相同相同”或或“不同不同”)。图乙中，。图乙中，核糖体沿着核糖体沿着mRNA移动的方向是移动的方向是_（填（填ab或或ba）。）。 随堂练习随堂练习 （3）图甲、乙两图中所示的遗传信息的流动方向都是）图甲、乙两图中所示的遗传信息的流

17、动方向都是_（用文字加箭头的形式）。（用文字加箭头的形式）。（4）若图乙所合成的蛋白质为血红蛋白，则体现了基因通过）若图乙所合成的蛋白质为血红蛋白，则体现了基因通过_来控制生物的性状。来控制生物的性状。 随堂练习随堂练习 6.油菜是我国南方一种常见且可观赏的油料作物。下图表示该种油菜是我国南方一种常见且可观赏的油料作物。下图表示该种植物某细胞内遗传信息传递的示意图，图甲中、表示生植物某细胞内遗传信息传递的示意图，图甲中、表示生理过程；该植物体内的中间代谢产物磷酸烯醇式丙酮酸理过程；该植物体内的中间代谢产物磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)运向运向种子后有两条转变途径，如图乙所示，其中酶种子后有两条转变

18、途径，如图乙所示，其中酶a和酶和酶b分别由基因分别由基因A和基因和基因B控制合成。浙江省农科院陈锦清教授根据这一机制培育控制合成。浙江省农科院陈锦清教授根据这一机制培育出高产油菜，产油率由原来的出高产油菜，产油率由原来的34%提高到提高到48%。据图回答下列问。据图回答下列问题：题： 随堂练习随堂练习 （1）图甲中、所代表的三个过程分别是）图甲中、所代表的三个过程分别是_、_、_。过程所需的酶是。过程所需的酶是_，其发生的主要场所是，其发生的主要场所是_。图中。图中需要需要mRNA，tRNA和核糖体同时参与的过程是和核糖体同时参与的过程是_ （填写图中的标号），（填写图中的标号），此过程中一个

19、此过程中一个mRNA可以与多个核糖体结合的意义是可以与多个核糖体结合的意义是_。 （2）图乙所示基因控制生物性状的类型是）图乙所示基因控制生物性状的类型是_；据图甲、乙分析，你认；据图甲、乙分析，你认为在生产中能提高油菜产油量的基本思路是为在生产中能提高油菜产油量的基本思路是_。 随堂练习随堂练习 7.大麻是一种雌雄异株的植物，请回答以下问题：大麻是一种雌雄异株的植物，请回答以下问题： （1）在大麻体内，物质）在大麻体内，物质B的形成过程如图所示，基因的形成过程如图所示，基因M、m和和N、n分别位于两对常染色体上。分别位于两对常染色体上。随堂练习随堂练习 据图分析，能产生据图分析，能产生B物质

20、的大麻基因型可能有物质的大麻基因型可能有_种。种。如果两个不能产生如果两个不能产生B物质的大麻品种杂交，物质的大麻品种杂交，F1全都能产生全都能产生B物质，物质，则亲本的基因型是则亲本的基因型是_和和_。F1中雌雄个体随机相互交配，后代中能产生中雌雄个体随机相互交配，后代中能产生B物质的个体数和不物质的个体数和不能产生能产生B物质的个体数之比应为物质的个体数之比应为_。（2）下图为大麻的性染色体示意图，）下图为大麻的性染色体示意图，X、Y染色体的同源部分染色体的同源部分（图中（图中I片断）上的基因互为等位基因，非同源部分（图中片断）上的基因互为等位基因，非同源部分（图中1、随堂练习随堂练习 2

21、片断）上的基因不互为等位基因。若大麻的抗病性状受性染片断）上的基因不互为等位基因。若大麻的抗病性状受性染色体上的显性基因色体上的显性基因D控制，大麻的雌、雄个体均有抗病和不抗病控制，大麻的雌、雄个体均有抗病和不抗病类型。请回答下列问题：类型。请回答下列问题：随堂练习随堂练习 控制大麻抗病性状的基因不可能位于图中的控制大麻抗病性状的基因不可能位于图中的_片段。片段。请写出具有抗病性状的雄性大麻个体可能有的基因型请写出具有抗病性状的雄性大麻个体可能有的基因型_。现有雌性不抗病和雄性抗病两个品种的大麻杂交，请根据以下现有雌性不抗病和雄性抗病两个品种的大麻杂交，请根据以下子代可能出现的情况，分别推断出

22、这对基因所在的片段：子代可能出现的情况，分别推断出这对基因所在的片段：如果子代全为抗病，则这对基因位于如果子代全为抗病，则这对基因位于_片段。片段。如果子代雌性全为不抗病，雄性全为抗病，则这对基因位于如果子代雌性全为不抗病，雄性全为抗病，则这对基因位于_片段。片段。如果子代雌性全为抗病，雄性全为不抗病，则这对基因位于如果子代雌性全为抗病，雄性全为不抗病，则这对基因位于_片段。片段。随堂练习随堂练习 4.【答案】【答案】 （1）转录）转录（2）核孔；核糖体）核孔；核糖体（3）mRNA，氨基酸、，氨基酸、tRNA，酶、，酶、ATP；核糖体；核糖体（4）细胞核、叶绿体、线粒体）细胞核、叶绿体、线粒体

23、（5）间接）间接 【解析】（【解析】（1）由分析可知，图中是转录过程。（）由分析可知，图中是转录过程。（2）真核细胞）真核细胞中，转录形成的中，转录形成的mRNA通过核孔进入细胞质中，与核糖体结合在通过核孔进入细胞质中，与核糖体结合在一起指导蛋白质的生物合成。（一起指导蛋白质的生物合成。（3）是翻译过程，该过程需要）是翻译过程，该过程需要随堂练习随堂练习 的物质有：的物质有：mRNA，氨基酸、，氨基酸、tRNA，酶、，酶、ATP，该过程发生的场，该过程发生的场所是核糖体。（所是核糖体。（4）玉米叶肉细胞能够进行转录过程的细胞结）玉米叶肉细胞能够进行转录过程的细胞结构有细胞核、叶绿体和线粒体。（

24、构有细胞核、叶绿体和线粒体。（5）基因控制性状的方式一种）基因控制性状的方式一种是通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状，另一种是通过控是通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状，另一种是通过控制酶的合成来控制代谢，进而控制生物的性状。白化病属于基因制酶的合成来控制代谢，进而控制生物的性状。白化病属于基因对性状的间接控制。对性状的间接控制。 5.【答案】【答案】 （1）没有核膜围成的细胞核；）没有核膜围成的细胞核；mRNA、tRNA、rRNA；RNA聚合酶聚合酶随堂练习随堂练习 （2）相同；相同；）相同；相同；ab（3）DNAmRNA蛋白质蛋白质（4）控制蛋白质的结构）控制蛋白质的结构 【解析】

25、图中显示为基因表达的过程，包括转录和翻译两个过程。【解析】图中显示为基因表达的过程，包括转录和翻译两个过程。图甲显示转录和翻译同时进行，该过程可以在原核细胞内发生；图甲显示转录和翻译同时进行，该过程可以在原核细胞内发生；图乙存在细胞核，所以是真核细胞转录翻译的过程。基因控制性图乙存在细胞核，所以是真核细胞转录翻译的过程。基因控制性状，通过两种方式，第一种方式通过控制酶的合成来控制代谢，状，通过两种方式，第一种方式通过控制酶的合成来控制代谢，从而控制性状，第二种方式通过控制蛋白质的结构直接控制性状。从而控制性状，第二种方式通过控制蛋白质的结构直接控制性状。随堂练习随堂练习 6.【答案】【答案】

26、（1）DNA复制；转录；翻译；复制；转录；翻译；RNA聚合酶；细胞核；聚合酶；细胞核；在短时间内可以合成大量蛋白质；在短时间内可以合成大量蛋白质（2）基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体）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；促进酶的性状；促进酶a合成、抑制酶合成、抑制酶b合成合成 【解析】图甲中，表示以亲代【解析】图甲中，表示以亲代DNA分子为模板合成子代分子为模板合成子代DNA分分子的子的DNA复制过程，表示以复制过程，表示以DNA的一条链为模板合成的一条链为模板合成RNA的转的转录过程，表示以录过程，表示以mRNA为模板合成具有一定氨基酸序列的蛋白为模板

27、合成具有一定氨基酸序列的蛋白质的翻译过程。依题意并分析图乙可知：质的翻译过程。依题意并分析图乙可知：PEP在基因在基因A控制合成的控制合成的随堂练习随堂练习 酶酶a的催化下转变为油脂，在基因的催化下转变为油脂，在基因B控制合成的酶控制合成的酶b的催化下转变的催化下转变为氨基酸，体现了基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而为氨基酸，体现了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。控制生物体的性状。7.【答案】【答案】 （1）4；MMnn；mmNN；9：7（2）2；XDYD、XDYd、XdYD、XDY；或或1 【解析】分析图（【解析】分析图（1），只能同时含有），只能同时含有M、N才能产生才能产生B；分析图；分析图（2）,为为X、Y的同源区段，其上有等位基因，的同源区段，其上有等位基因，1、2分别为分别为X、Y上的特有片段，其上没有等位基因，位于特有片段上的基因上的特有片段，其上没有等位基因，位于特有片段上的基因会表现出伴性遗传。会表现出伴性遗传。谢谢谢谢