4.2 基因表达与性状的关系（第一课时）-【名校同步】2022-2023学年高一生物教学同步课件（人教版2019必修2）

第2节 基因表达与性状的关系 (第一课时) Copyright © 2023 li qiong hua 版权申明：本课件为著作人原创作品，未经著作人授权不得擅自抄袭转载摘编或用于商业用途 小沫教你学高中生物 第4章基因的表达 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。 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？ 水毛茛 一样的。 可能是由叶片所处的环境因素引起的。 问题探讨 1 2 基因表达产物与性状的关系 基因的选择性表达与细胞分化 表观遗传 3 4 【知识回顾】基因、蛋白质和性状的关系 1 基因表达产物与性状的关系 5 【实例1】豌豆的圆粒与皱粒 圆粒 皱粒 孟德尔的解释： 基因 性状 R r 相对性状 圆粒 皱粒 等位基因 控制 控制 控制 如何从基因指导蛋白质的合成（基因表达）的层面更深入的解释这一对相对性状的形成？ 1 基因表达产物与性状的关系 6 基因 酶的合成 控制 生物性状 控制 圆粒豌豆 编码淀粉分支酶基因 合成淀粉分支酶 合成淀粉 淀粉含量升高，保留水分 皱粒豌豆 编码支链淀粉酶的基因被插入的DNA序列打乱 淀粉酶异常，活性降低 淀粉合成受阻，含量降低 淀粉含量低的豌豆，失水皱缩 控制 代谢过程 控制 催化 导致 1 基因表达产物与性状的关系 7 【实例2】白化病 基因 酶的合成 控制 生物性状 控制 编码络氨酸酶基因异常 酪氨酸酶不能正常合成 酪氨酸不能转化为黑色素 出现白化症状 控制 代谢过程 导致 导致 表现 1 基因表达产物与性状的关系 8 【实例3】囊性纤维化的发病机理 编码CFTR蛋白（转运蛋白）基因缺失3个碱基 导致508位缺少 苯丙氨酸 蛋白质空间结构变化 CFTR转运氯离子的功能异常 患者支气管内黏液增多，管腔受阻，细菌繁殖，肺部感染 导致 表现 基因 蛋白质的结构 控制 生物性状 控制 1 基因表达产物与性状的关系 血红蛋白基因中1个碱基对被替换 血红蛋白中谷氨酸被缬氨酸替换，空间结构改变 红细胞呈镰刀型,易破裂，使人患贫血 【实例4】镰刀型细胞贫血症 导致 表现 基因 蛋白质的结构 控制 生物性状 控制 1 基因表达产物与性状的关系 基因 酶的合成 控制 生物的性状 间接控制 代谢过程 控制 小结：基因控制性状的两种途径 （2）直接控制 基因 蛋白质的结构 控制 生物的性状 直接控制 （1）间接控制 1 基因表达产物与性状的关系 同一生物体中不同类型的细胞，基因都是相同的，而形态、结构和功能却各不相同，这是为什么呢？ 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，对这3种细胞中的DNA和mRNA进行了检测，结果如下表所示。 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。 思考讨论 讨论 1．这3种细胞中合成的蛋白质种类有什么差别？ 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 + + + + + + + + + + + + - - - - - - 3种细胞中合成的蛋白质都是该细胞中的特异性蛋白质。 思考讨论 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 + + + + + + + + + + + + - - - - - - 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？ 在特定的细胞中，基因的表达具有选择性，进而产生特异性的表达产物。 思考讨论 干细胞 红细胞 神经元 脂肪细胞 心肌细胞 小肠上皮细胞 软骨细胞 上皮细胞 受精卵 细胞分裂 细胞分化 ①细胞分化的实质就是： 基因的选择性表达 2 基因的选择性表达与细胞分化 ②细胞分化与基因选择性表达的关系 （1）基因选择性表达是指不同细胞中基因“执行情况”不同。 红细胞 B细胞 抗体合成基因关闭 血红蛋白基因开启 血红蛋白 抗体合成基因开启 血红蛋白基因关闭 抗体 2 基因的选择性表达与细胞分化 ②细胞分化与基因选择性表达的关系 （2）由于基因的选择性表达，导致含遗传信息相同的细胞中mRNA和蛋白质种类不完全相同，从而导致细胞形态、结构