4.2 基因表达与生物性状的关系-【轻松备课】2022-2023学年高一生物同步精品课件（人教版2019必修2）

第2节 基因表达与性状的关系 授课人： 工作单位： 人教版 2019 必修二《遗传与进化》 目标 01 02 03 举例说明基因通过控制酶的合成或蛋白质的结构控制生物体的性状 说明细胞分化是基因选择性表达的结果 概述生物体的表观遗传现象 教学目标 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。 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？ 基因组成是一样的。 可能是由叶片所处的环境因素引起的 我们吃的白萝卜其实是萝卜植株变态发育的根，若一直埋在 土壤中生长，其通常是白色的，但如果生长过程中一部分暴 露在土壤外，那一部分将表现出叶一样的绿色。这是为什么？ 一、基因表达产物与性状的关系 案例1：豌豆的圆粒和皱粒 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 外来DNA 插入 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 编码淀粉分支酶的基因正常 ____________酶正常 淀粉合成正常，含量增加 淀粉含量高，有效保留水分 编码淀粉分支酶的基因______ _________酶异常，活性____ 淀粉合成受阻，含量降低 淀粉含量低的由于失水而皱缩 基因 酶 细胞代谢 性状 3.形成机制对比： 一、基因表达产物与性状的关系 案例2：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 3.形成机制对比： 编码酪氨酸酶的基因正常 ____________酶正常 酶将酪氨酸转变为_______ 表现正常 编码酪氨酸酶的基因______ _________酶异常，无法合成 缺少酶，无法合成_______ 缺乏______表现______症状 基因 酶 细胞代谢 性状 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 从基因的角度来解释有些人饮酒后会表现“脸红”，有些人饮酒后会表现“脸白”。 喝酒“脸红”的人有高效的乙醇脱氢酶，而没有乙醛脱氢酶。 喝酒“脸白”的人是因为两种酶都缺乏。 千杯不醉的原因的人体内两种酶含量高。 一、基因表达产物与性状的关系 案例3：囊性纤维病 囊性纤维病患者的肺部 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 一、基因表达产物与性状的关系 编码________的基因正常 ____________蛋白正常 CFTR转运___离子的功能正常 表现正常 编码CFTR蛋白的基因缺失______ _________蛋白异常，缺少______ CFTR转运___离子的功能异常 肺功能受损 基因 蛋白质的结构 性状 3.形成机制对比： 基因通过控制结构蛋白来直接控制生物体的性状 一、基因表达产物与性状的关系 3.形成机制对比： 一、基因表达产物与性状的关系 编码________的基因正常 _______蛋白结构正常 红细胞功能和形态正常 编码血红蛋白的基因_______ _______蛋白结构异常 红细胞 的功能异常 表现为镰刀状 基因 蛋白质的结构 性状 基因通过控制结构蛋白来直接控制生物体的性状 案例4：镰状细胞贫血 一、基因表达产物与性状的关系 总结： 二、基因的选择性表达与细胞分化 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： 思考•讨论：分析不同类型细胞中DNA和RNA的检测结果 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 + + + - - + 1. 这3种细胞中合成的蛋白质种类有什么差别？ 3种基因转录的mRNA分别出现在3种细胞中，表明每种细胞只合成3种蛋白质中的一种，因此这3种细胞中合成的蛋白质种类不完全相同。 二、基因的选择性表达与细胞分化 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： 思考•讨论：分析不同类型细胞中DNA