4.2 基因表达与性状的关系课件2022-2023学年高一下学期生物人教版必修2

第4章基因的表达 第2节基因表达与性状的关系 必修二遗传与进化 1 同一株水毛茛,裸露在空气中的叶和浸在水中的叶,表现出了两种不同的形态。 讨论: 1.这两种形态的叶,其细胞的基因组成一样吗? 2.这两种叶形的差异,可能是由什么因素引起的? 这两种形态的叶,其细胞的基因组成是一样的。 这两种叶形的差异,可能是由叶片所处的环境因素引起的。 一百多年前,孟德尔提出豌豆所表现出来的性状是由遗传因子(基因)控制的。 1957年,克里克提出中心法则:遗传信息可以从DNA流向DNA;也可以从DNA流向RNA,进而流向蛋白质。 一、基因表达产物与性状的关系 基因 性状 控制 蛋白质 体现 表达 ? 转录翻译 阅读课本P71-72 例一:豌豆的圆粒与皱粒 1.解释豌豆为什么会表现出圆粒和皱粒这两种性状呢? 编码淀粉分支酶的基因 指导合成 DNA中插入了一段外来DNA序列 促使 合成淀粉 引起 编码淀粉分支酶的基因异常 淀粉分支酶不能正常合成 淀粉含量_ 不能合成淀粉 _酶 淀粉含量_高 基因 代谢 过程 生物性状 升 淀粉分支 低 控 制 控 制 控 制 酶 如何从基因控制性状的角度解释这一对相对性状的形成? 蔗糖 淀粉分支酶 淀粉 基因通过控制_的合成来控制_,进而控制生物体的性状。 例二:白化病 控制酪氨酸酶的基因异常 酪氨酸不能正常转化为_ _不能正常合成 缺乏黑色素,表现_ 结论1: 酶 代谢过程 间接控制 酪氨酸酶 黑色素 白化病 基因 代谢 过程 生物性状 控 制 控 制 控 制 酶 2.人的白化病是什么原因引起的? CFTR(跨膜)基因缺失了3个碱基 CFTR蛋白结构_,导致功能_ 患者支气管内黏液增多 黏液清除困难,细菌繁殖,肺部感染 例三:囊性纤维化的发病机理 基因 蛋白质结构 生物性状 异常 异常 基因还能通过控制蛋白质的_而_控制生物体的_ 性状 结构 直接 直接控制 结论2: 控 制 控 制 说明基因如何控制控制生物的性状? 小结:基因的表达产物与性状的关系 1.间接控制途径 基因通过控制_来控制_,进而控制生物体的性状 酶的合成 代谢过程 例如:豌豆的圆粒和皱粒、白化病等 2.直接控制途径 基因还能通过控制_来_控制生物体的性状 蛋白质的结构 直接 例如:囊性纤维化、镰刀型细胞贫血症等 资料 2.为什么形态、结构和功能却不相同? 红细胞 神经细胞 纤维原细胞 平滑肌细胞 骨细胞 脂肪细胞 横纹肌细胞 小肠上皮细胞 1.同一个体的不同的体细胞所含基因相同吗? 相同 二、基因的选择性表达与细胞分化 分析不同类型细胞中DNA和mRNA的检测结果 科学家提取了鸡的输卵管细胞、红细胞(有细胞核)和胰岛细胞,对着三种细胞中的DNA和mRNA进行了检测,结果如下: 检测的3种 细胞 卵清蛋白基因、珠蛋白基因、胰岛素基因 卵清蛋白 mRNA 珠蛋白 mRNA 胰岛素 mRNA 输卵管细胞 +++ + - - 红细胞 +++ - + - 胰岛细胞 +++ - - + 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 1.这3种细胞中合成的蛋白质种类有什么差别? 3种基因转录的mRNA分别出现在3种细胞中,表明每种细胞只合成3种蛋白质中的一种。因此,这3种细胞中合成的蛋白质种类不完全相同,虽然有些蛋白质在所有的细胞中都合成,但也有一些特定功能的蛋白质只在特定的细胞中合成。 二、基因的选择性表达与细胞分化 说明在高度分化的体细胞中,基因是选择性表达的。 (2)三种细胞中都有卵清蛋白基因、珠蛋白基因、胰岛素基因,但是都只检测到了一种基因的mRNA,这说明了什么? (1)这三种细胞的基因组成是否相同?它们合成的蛋白质种类是否相同? 这三种细胞都属于同一只鸡的体细胞,是经过有丝分裂而来的,因此基因组成相同,但合成的蛋白质种类不同。 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? 细胞中并不是所有的基因都表达,基因的表达存在选择性。 二、基因的选择性表达与细胞分化 (3)是不是这三类细胞中表达的基因完全不相同?如不是,请举例说明。 不是。控制细胞基本生命活动的基因在所有细胞中都能表达,如核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因等。 1.不同细胞内表达基因的分类 2.细胞分化的实质: (1)管家基因: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。 例如核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因; (2)奢侈基因:只在某类细胞中特异性表达的基因,例如卵清蛋白基因、胰岛素基因; 基因的选择性表达 基因的选择性表达与基因表达的调控有关。 如何调控? 二、基因的选择性表达与细胞分化 (教材P72) 基因什么时候表达? 在哪种细胞中表达? 以及表达水平的高