4.2 基因表达与性状的关系-【高效备课】2022-2023学年高一生物同步备课优质课件（人教版2019必修2）

“橘生淮南则为橘，生于淮北则为枳，叶徒相似，其实味不同。所以然者何？水土异也。”(右图)像这种随环境不同，生物性状发生改变的例子非常普遍。为什么相同的生物在不同的环境中会出现性状差异？基因、蛋白质、性状三者间究竟有怎样的关系？ 南橘（上）北枳（下） 导入新课： 第四章 基因的表达 第 2节 基因表达与性状的关系 2 问题探讨 空气中的叶 浸在水中中的叶 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？ 叶呈扁平状 叶呈丝状 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 3 基因 性状 控制 蛋白质 体现 表达 基因的表达产物蛋白质是如何体现生物性状的呢？ ？ 转录翻译 1：结合教材第71页图4-9,阅读相关内容,请仔细分析下面的实例，说说基因是如何控制生物性状的？ 编码淀粉分支酶的基因 淀粉分支酶 蔗糖 淀粉 锁水强 饱满（圆粒） 基因序列被打乱 淀粉分支酶异常 蔗糖 淀粉 插入一段DNA序列 活性大大降低 （含量降低） 细胞失水 皱缩（皱粒） 实例1：豌豆的圆粒与皱粒 一.基因表达产物与性状的关系 实例2：人的白化病 酪氨酸酶基因 酪氨酸酶 酪氨酸 黑色素 正常 酪氨酸酶基因异常 酪氨酸酶 酪氨酸 黑色素 （无） 一.基因表达产物与性状的关系 编码淀粉分支酶的基因 淀粉分支酶 蔗糖 淀粉 锁水强 酪氨酸酶基因 酪氨酸酶 酪氨酸 黑色素 正常 代谢过程 合成 代谢过程 合成 生物性状 生物性状 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 一.基因表达产物与性状的关系 基因 酶 细胞代谢 性状 控制 控制 酒精（乙醇） 乙醇脱氢酶 乙醛 乙醛脱氢酶 乙酸 （醋酸） CO2、H2O等 乙醇脱氢酶 相关基因 乙醛脱氢酶 相关基因 乙醛增多，乙醛有毒，扩张血管 喝酒上脸 （脸红） 酒精中毒 （脸白） 酒量好 一.基因表达产物与性状的关系 编码CFTR蛋白的基因缺失3个碱基 编码CFTR蛋白的基因 第508位缺少苯丙氨酸 CFTR蛋白片段 CFTR蛋白结构异常 CFTR蛋白功能异常 囊性纤维化 生物性状 一.基因表达产物与性状的关系 2：请仔细分析72页的实例，说说基因是如何控制生物性状的？ 例三：囊性纤维病 例三：囊性纤维病 编码CFTR蛋白的基因_____________ CFTR蛋白在508位缺少________ CFTR蛋白转运_______的功能异常 支气管黏液增多，管腔受阻，细菌在肺部大量繁殖，肺功能严重受损 CFTR蛋白________发生变化 缺失3个碱基 苯丙氨酸 空间结构 氯离子 基因 蛋白质的结构 控制 生物性状 表现 组成 细胞形态、结构 结论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 镰状细胞贫血症形成机制 正常的形成机制 患者的形成机制 编码血红蛋白的基因正常 血红蛋白正常 红细胞呈圆饼状，正常运输O2 表现正常 编码血红蛋白的基因谷氨酸被替换 血红蛋白蛋白异常，缺谷多缬 红细胞呈镰刀型，运输O2能力降低 出现溶血、贫血等症状 基因 蛋白质结构 细胞 结构 性状 细胞代谢 基因 酶的合成 蛋白质结构 性状 控制 控制 控制 间接控制 直接控制 总结： 基因控制性状的两条途径： 途径一： 途径二： 基因 结构蛋白 性状 （直接） 基因 酶 代谢 性状 （间接） 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 + + + - - + 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： 二、基因的选择性表达与细胞分化 阅读下列材料（课本中72页思考和讨论的内容），回答问题： (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？ 说明在高度分化的体细胞中，基因是选择性表达的。 （3）三种细胞中的mRNA种类相同吗？tRNA和rRNA呢？ 同种生物的不同细胞中，mRNA的种类和数量一般是不相同的，但tRNA和rRNA的种类一般没有差异。 (4)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)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个体