4.2 基因表达与性状的关系-【备课无忧】2022-2023学年高一生物下学期同步教学课件（人教版2019必修2）

导 4.2 基因表达与性状的关系 基因的表达 基因的化学本质： 基因能指导蛋白质的合成 具有遗传效应的DNA片段 控制生物体的性状 性状 回顾 导 水毛茛 思 阅读教材P.71、72 和P.74最后两段 完成导学案的导学流程 【学习目标】： 1、阅读课本71-72页，举例说明基因表达产物与生物性状的关系。2、掌握细胞分化是基因选择性表达的结果。 3、阅读课本74页，说明基因与性状的关系。 议 针对导学案内容进行讨论，解决未解决的问题 基因和性状之间是一一对应的关系吗？ 展 一、基因表达产物与性状的关系（阅读教材P71-P72完成内容）1、基因对性状的间接控制 皱粒豌豆的形成 人的白化病的形成 苯丙酮尿症 皱粒豌豆的DNA中插入了一段外来的DNA序列，使编码 淀粉分支酶的基因被打乱 ↓ 淀粉分支酶 异常，活性降低 ↓ 细胞内 淀粉 含量下降 ↓ 豌豆成熟时，淀粉含量低而失水皱缩 控制 编码酪氨酸酶 的基因异常 ↓ 不能合成 酪氨酸酶 ↓ 酪氨酸 不能转变为黑色素 ↓ 表现出白化症状 控制编码苯丙氨酸羧化酶的基因异常 ↓ 不能合成苯丙氨酸羧化酶 ↓ 主要代谢途径受阻（在苯丙氨酸羧化酶作用下将苯丙氨酸转化为络氨酸），次要代谢途径增强，苯丙氨酸转化为大量苯丙酮酸 ↓ 苯丙酮尿症 根本原因：编码酶的基因异常→直接原因：相关酶异常→结果：代谢异常→生物性状异常 实质：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。 展 2、基因对性状的直接控制 囊性纤维病 镰刀型细胞贫血症（补充） 编码CFTR蛋白的基因缺失了3个碱基对 ↓ CFTR蛋白缺少苯丙氨酸 ↓ CFTR蛋白空间结构异常，导致CFTR转运氯离子功能异常 患者支气管中粘液增多，官腔受阻，细菌在肺部大量生长繁殖，肺功能严重受损 编码血红蛋白的基因发生改变 ↓ 血红蛋白的结构异常 ↓ 红细胞呈现弯曲的镰刀状 患者的红细胞容易破裂，使人患溶血性贫血，严重时会导致死亡 根本原因：相关基因异常→直接原因：蛋白质结构异常→结果：生物性状异常 实质：基因还能通过控制 蛋白质的结构 直接控制生物体的性状。 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 + + + － － + 同一个体中，不同细胞的基因都相同，但蛋白质种类不同，说明不是所有的基因都表达。 即基因的表达具有选择性 基因的选择性表达 展 二、基因的选择性表达与细胞分化（阅读教材P72完成内容） 1、基因的选择性表达：不同细胞中的蛋白质种类不同（填“相同”或“不同”），说明细胞中不是（填“是”或“不是”）所有的基因都表达，即基因的表达具有选择性。 2、不同类型的细胞中，表达的基因可以分为两类：（1）管家基因：一类是 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。如核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因。（2）奢侈基因：一类是只在某些细胞中 特异性 表达的基因，如卵清蛋白基因、 胰岛素基因。 3、细胞分化的概念：在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在 形态、 结构 、 生理功能上 发生稳定性差异的过程，叫做细胞分化。 4、细胞分化的实质： 基因的选择性表达 。 5、细胞分化的标志： 分化前和分化后的各种细胞基因不变，分化后的各种细胞中 （1）分子水平：mRNA和蛋白质不完全相同。 （2）细胞水平：形成了不同种类的细胞。 展 说明基因和性状之间的关系 6、基因与性状的关系 ①一个基因 只控制一种性状的表达 ②多个基因 可以影响同一性状 ③一个基因 可以影响多个性状 例如： 人的身高是由多个基因决定的 例如： 水稻Ghd7基因编码的蛋白质不仅参与开花的调控，而且对水稻的生长、发育和产量都有重要作用。 （最常见） ④生物的性状还受环境条件的影响 (生物的表型=基因型+环境) 例如：水毛茛在空气中和水中有两种类型的叶 基因与性状的关系并不是简单的一一对应关系。 讲 讲 1、基因对性状的控制 间接控制： 直接控制： 基因通过指导 酶的合成 来控制 代谢过程 进而控制生物体的性状 （皱粒豌豆的形成、 人的白化病的形成、 苯丙酮尿症） 基因通过控制 蛋白质的结构 直接控制 生物体的性状 （囊性纤维病、 镰刀型细胞贫血症） 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