4.2基因表达与性状的关系课件-2022-2023学年高一下学期生物人教版（2019）必修2

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？ 回顾旧知 问题探讨 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 3 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 基因 性状 酶 代谢过程 案例1：豌豆的圆粒与皱粒 一、基因表达产物与性状的关系 4 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 基因 酶 细胞代谢 性状 控制 控制 控制 一、基因表达产物与性状的关系 5 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 案例2：人的正常肤色与白化病 一、基因表达产物与性状的关系 6 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） 实例2：白化病 基因 酶 细胞代谢 性状 控制 控制 控制 一、基因表达产物与性状的关系 7 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 基因 酶 细胞代谢 性状 控制 控制 控制 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 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 案例3：囊性纤维化 一、基因表达产物与性状的关系 ATP ADP 功能正常的CFTR蛋白 H2O 异常关闭的CFTR蛋白 稀薄的黏液 氯离子 黏稠的分泌物不断积累 案例3：囊性纤维化 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 案例3：囊性纤维化 基因 蛋白质结构 性状 一、基因表达产物与性状的关系 编码血红蛋白的 基因中一个碱基对变化 血红蛋白的结构发生变化 红细胞成镰刀型 容易破裂，患溶血性贫血 基因 蛋白质结构 性状 案例4：镰刀型细胞贫血症 一、基因表达产物与性状的关系 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 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。 根据检测结果推测，3种细胞中合成的蛋白质有什么差别？ 1 2 3种细胞含有的基因相同，但只检测到其中一种基因的mRNA，为什么？ 每种细胞只合成3种蛋白质中的一种。 细胞中不是所有的基因都表达，基因的表达存在选择性。 这些细胞出现差异是在细胞分化过程中基因在不同细胞中特异性表达的结果。即基因的选择性表达。 分析不同类型细胞中DNA和mRNA的检测结果 思考·讨论 这些细胞出现差异是在细胞分化过程中基因在不同细胞中特异性表达的结果。即基因的选择性表达。 14 基因 在所有细胞中都表达的基因 在某些细胞中特异性表达的基因 核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因等 卵清蛋白基因、胰岛素基因等 指导合成的蛋白质是维持细胞生命活动所必需的。 管家基因 奢侈基因 细胞分化的本质是基因的选择性表达。 二、基因的选择性表达与细胞分化 细胞分化的“不变”与“变” DNA、 ①不变 细胞的数目 ②变 mRNA、蛋白质的种类 细胞的形态、结构和功能 tRNA、rRNA 二、基因的