4.2 基因与性状的关系 课件 2022—2023学年高一下学期生物人教版必修2

第四章 基因的表达 第2节 基因表达与性状的关系 求有知健体 达喻事明理 通过对基因与性状间关系的一系列探讨，对生物性状的形成有进一步认识，引导学生逐步建立生命的信息观。 生命观念 【学习目标】 科学思维 通过学习基因的选择性表达、表观遗传，知道基因与性状之间关系的复杂性，提升多角度、多因素分析复杂事件的方法和能力。通过对资料的分析得出结论提升归纳能力。 通过对果蝇性状分析的思维训练，引导学生进行实验设计，通过小组讨论还可以提高学生分析、提问、讨论与交流的能力与团队合作意识。 社会责任 科学探究 通过与社会的联系，让学生认识的吸烟影响基因的表达，从而选择健康的生活方式。 2 你一定很好奇 . . . 一、基因表达产物与性状的关系 资料1：与圆粒豌豆不同的是，皱粒豌豆的DNA中插人了一段外来DNA序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因，导致淀粉分支酶出现异常，活性大大降低，进而使细胞内淀粉含量降低。淀粉在细胞中具有保留水分的作用。当豌豆成熟时，淀粉含量高的豌豆能有效地保留水分，十分饱满；淀粉含量低的豌豆由于失水而皱缩。 基因 豌豆的圆粒 豌豆的皱粒 细胞内淀粉含量 淀粉分支酶的合成 影响 影响 多 少 一、基因表达产物与性状的关系 资料2：人的白化症状是由编码酪氨酸酶的基因异常而引起的。酪氨酸酶存在于正常人的皮肤、毛发等处，它能将酪氨酸转变为黑色素。如果一个人由于基因异常而缺少酪氨酸酶，那么这个人就不能合成黑色素，从而表现出白化症状。 基因 酪氨酸酶的合成 黑色素的合成 不能合成 白化症状 影响 影响 能合成 正常 老年人白发的原因与 白化病有何异同？ 从这两个例子中我们能得到什么样的共同结论呢？ 归纳总结： 结论1：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。 基因 豌豆的圆粒或皱粒 淀粉分支酶的合成 影响 决定 基因 白化症状 酪氨酸酶不能合成 影响 决定 一、基因表达产物与性状的关系 资料3：在大约70％的囊性纤维化患者中，编码CFTR蛋白（一种转运蛋白）的基因缺失了3个碱基，导致CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸，其空间结构发生变化，使CFTR转运氯离子的功能出现异常，导致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，最终使肺功能严重受损。 患者肺功能严重受损 基因 CFTR蛋白空间结构发生变化 改变 导致 一、基因表达产物与性状的关系 资料4：镰刀型细胞贫血症患者的红细胞不是正常的圆饼状,而是弯曲的镰刀状。其原因是其基因中的一个碱基发生了替换，导致血红蛋白中的谷氨酸变成了缬氨酸，血红蛋白结构异常。症状是发烧和肌肉疼痛,疲劳、呼吸困难、咳嗽、心跳速率快速、生长及青春期迟缓。 基因 血红蛋白结构 红细胞为弯曲的镰刀状 红细胞为正常的圆饼状 异常 正常 影响 从这两个例子中我们能得到什么样的共同结论呢？ 归纳总结： 结论2：基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。 基因 CFTR蛋白空间结构发生变化 改变 导致 基因 血红蛋白结构异常 导致 改变 镰刀型细胞贫血症 囊性纤维病 基因控制生物的性状主要有以下两个途径： 1. 直接控制途径 蛋白质的结构 基因 控制 直接控制 生物体的性状 酶的合成 基因 控制 控制 代谢过程 间接控制 生物体的性状 2. 间接控制途径 二、基因的选择性表达与细胞分化 思考 · 讨论：分析不同类型细胞中DNA和mRNA的检测结果 检测的三种细胞 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 +++ - - + 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，对这3种细胞中的DNA和mRNA进行了检测，结果如下表所示： 1．这3种细胞中合成的蛋白质种类有什么差别？ 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？ 基因的选择性表达 有共用蛋白，也有特有蛋白 可以用人的这三种细胞 进行检测分析吗？ 1.同一生物体中不同类型的细胞，基因都是相同的，为什么？ 2.同一生物体的不同细胞，基因都相同，而形态、结构和功能却各不相同，为什么呢？ 因为同一生物体不同类型的细胞，都是由同一个受精卵分裂分化而来 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。 基因的选择性表达。 想一想 基因表达的类型 管家基因： 奢侈基因： 在所有细胞中都表达的基因。 如：核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因。 三、表观遗传 资料1 柳穿鱼是一种园林花卉