第二课 基因表达与性状的关系（教学课件）-【大单元教学】高一生物同步备课系列（人教版2019必修2）

第四单元 基因的表达 第二课 基因表达与性状的关系 学习 目标 1 举例说明基因通过控制酶的合成或蛋白质的结构控制生物体的性状。 2 通过比较同一生物体3种细胞中DNA和mRNA的检测结果，说明细胞分化是基因选择性表达的结果。 3 通过分析柳穿鱼花的形态结构和小鼠毛色的遗传现象，概述表观遗传现象。 4 阐明基因、环境与性状之间的复杂关系，认同生命的复杂性。 2 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。 浮在水面上的叶子是宽阔的五边形或者手掌形，而沉在水中的叶子则变成了细细的丝状叶。 1、这两种形态的叶，其细胞的基因组成一样吗？ 2、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。 问题探讨 2.可能是由叶片所处的环境因素引起的。水中的叶片更细小狭长，对水流的阻力小，可以避免被水冲走。水毛茛的案例告诉我们，基因与性状不一定是一一对应的关系，这是怎么一回事呢？ 或（1.这两种叶形有什么区别？水中的叶比空气中的叶要狭小细长一些 2.这两种形态的叶，其细胞的基因组成一样吗？ 一样 为什么细胞的基因组成相同，而性状却表现出明显不同？） 3 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。 基因表达产物与性状的关系 为什么圆粒豌豆变成了皱粒豌豆？根本原因是什么？直接原因是什么？ 编码淀粉分支酶的基因 正常 淀粉分支酶正常,活性较高 淀粉合成正常 淀粉含量高，有效保留水分 插入DNA序列 淀粉分支酶异常,活性较低 淀粉合成受阻 淀粉含量低，失水皱缩 5 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。 基因表达产物与性状的关系 1、为什么会出现白化症状？根本原因是什么？直接原因是什么？ 2、用文字和箭头总结基因、酶与性状之间的关系。 编码酪氨酸酶的基因正常 酪氨酸转化为黑色素 酪氨酸酶正常 表现正常 正常人 白化病人 编码酪氨酸酶的基因异常 酪氨酸不能转化为黑色素 酪氨酸酶不能合成 缺乏黑色素，表现为白化 基因 性状 酶 代谢过程 7 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。 囊性纤维化气管 正常气管 基因表达产物与性状的关系 分析囊性纤维病的发病机理，用流程图表述基因、基因表达产物与性状之间的关系。 编码CFTR蛋白的基因缺失3个碱基 CFTR转运氯离子的功能异常 CFTR蛋白缺少1个苯丙氨酸，蛋白结构异常 支气管内黏液增多，管腔受阻，细菌大量繁殖，肺功能严重受损 基因 蛋白质结构 性状 9 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 基因表达产物与性状的关系 ——小结 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 +++ - - + 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 基因的选择性表达与细胞分化 基因的选择性表达与细胞分化 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 +++ - - + 3、3种细胞中有表达情况相同的基因吗？说明理由。 4、请根据基因在不同类型细胞中的表达情况，尝试对基因进行分类，并对基因种类进行“命名”。 5、造成同一生物体不同类型细胞的形态、结构和功能差异的原因是什么？ 1. 表达的基因分类 ①管家基因 在所有细胞中都表达的基因。 ②奢侈基因 只在某类细胞中特异性表达的基因。 （如核糖