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

4.2 基因表达与性状的关系 1 本节聚焦 基因如何控制生物体性状？ 细胞分化与基因表达有什么关系？ 表观遗传信息是如何调控基因表达的？ 怎样理解基因与性状关系的复杂性？ 　　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？ 问题探讨 转录 DNA RNA 翻译 蛋白质 逆转录 需逆转录酶 复制 脱氧核苷酸序列 遗传信息 核糖核苷酸序列 遗传密码 氨基酸序列 基因 指导合成 蛋白质 体现 性状 如何控制？ 一 基因表达产物与性状的关系 豌豆的圆粒与皱粒 ①性状对比（淀粉在细胞中具有保留水分的作用） 圆粒：饱满，能有效保留水分 皱粒：皱缩，失水 ②基因对比： 圆粒：含有编码淀粉分支酶的基因 皱粒：插入了一段外来DNA序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因 圆粒豌豆 皱粒豌豆 实例1：豌豆圆粒与皱粒 外来DNA序列打乱了 编码淀粉分支酶的基因 淀粉分支酶异常，活性降低 蔗糖难以合成为淀粉，淀粉含量低 淀粉含量低的豌豆由于 失水而显得皱缩（皱粒） 基因 酶 代谢 过程 性状 淀粉分支酶正常合成 蔗糖合成为淀粉， 淀粉含量高 淀粉含量高，有效保留水分，豌豆显得圆鼓鼓（圆粒） 编码淀粉分支酶的基因正常 实例1：豌豆圆粒与皱粒 不知道大家有没有过这样的生活经验，吃生花生时，偶尔吃到一粒皱巴巴的，虽然长得不好看，却格外的甜。这是为什么？豌豆中也有类似的现象。 6 人的白化病 ①性状对比 正常：皮肤颜色正常，毛发为黑色 患病：皮肤、毛发为淡白色 ②基因对比： 正常：含有编码酪氨酸酶的基因 患病：编码酪氨酸酶的基因异常 一 基因表达产物与性状的关系 实例2 : 白化病 控制酪氨酸酶的基因正常 酪氨酸酶正常合成 酪氨酸能转化为黑色素 基因 酶 代谢 过程 性状 实例2 : 白化病 缺少酪氨酸酶 酪氨酸不能转化为黑色素 控制酪氨酸酶的基因异常 表现为白化病 表现正常 不知道大家有没有过这样的生活经验，吃生花生时，偶尔吃到一粒皱巴巴的，虽然长得不好看，却格外的清甜。这是为什么？豌豆中也有类似现象。 8 ①性状对比 正常：肺部功能正常 患病：肺部功能严重受损 ②基因对比： 正常：含有编码CFTR蛋白的基因正常 患病：编码CFTR蛋白的基因缺失了3个碱基 囊性纤维病患者的肺部 一 基因表达产物与性状的关系 实例3 ：囊性纤维病 正常的形成机制 编码CFTR蛋白的基因正常 CFTR蛋白正常 CFTR转运氯离子的功能正常 表现正常 患者的形成机制 编码CFTR蛋白的基因缺失3个碱基 CFTR蛋白异常，缺少苯丙氨酸 CFTR转运氯离子的功能异常 黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染 基因 蛋白质结构 功能 性状 实例3 ：囊性纤维病 红细胞易破裂,患溶血性贫血 实例4：镰状细胞贫血 控制血红蛋白形成的 基因中一个碱基对变化 血红蛋白的结构发生变化 红细胞呈镰刀状 基因 蛋白 质结构 性状 血红蛋白的结构正常 红细胞呈圆饼状 控制血红蛋白形成的基因碱基对正常 红细胞正常 基因如何控制生物体性状？ 基因 结构蛋白 细胞结构 生物性状 酶或激素 细胞代谢 生物性状 直接作用 间接作用 一 基因表达产物与性状的关系 基因控制生物性状的方式： 基因通过控制酶或激素的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。 1.间接控制 例如：豌豆的粒形、人的白化病 2.直接控制 基因还能通过控制蛋白质的结构而直接 控制生物体的性状 。 例如：囊性纤维病、镰刀型贫血症 一 基因表达产物与性状的关系 来自同一个受精卵的细胞为何形态、功能各异？ 无论是直接控制还是间接控制，基因都是通过指导蛋白质的合成来控制性状的。那么来自同一个受精卵的细胞基因相同，为何形态、功能各异。 14 细胞分化的概念是什么？ 细胞分化的特点是什么？ 细胞分化的结果是什么？ 在个体发育过程中，由一个或多个细胞增殖产生的后代，在形态结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。 持久性、普遍性、不可逆性 导致细胞在形态结构和生理功能上发生稳定性差异,使多细胞生物体中的细胞趋于专门化，有利于提高各种生理功能的效率。 二 基因的选择性表达与细胞分化 早在19世纪，孟德尔就提出豌豆所表现出来的性状如：高茎和矮茎、圆粒和皱粒是由遗传因子控制的，后来我们通过大量的实验证明了这种说法，同时也找出了遗传因子的真身——DNA，那么DNA是如何控制生物性状的呢？以上的实例也告诉我们，其实基因与性状并非一一对应的关系，这又如何来理解？ 15 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