4.2基因表达与性状的关系 (第1课时） 课件-2023-2024学年高中生物人教版必修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） 情景导入 第2节 基因表达与性状的关系 第4章 基因的表达 2 通过分析实例,明确基因控制性状的两种方式, 归纳基因表达产物与性状的关系。 通过分析材料,认同细胞分化的实质是基因的选择性表达,理解细胞调控基因表达的机制。 通过分析案例,认识DNA甲基化等因素在未改变碱基序列情况下, 导致基因表达情况发生可遗传的变化; 分析基因与性状之间的复杂关系。 生命观念、科学思维 科学思维、 科学探究、社会责任 基因表达产物与性状的关系 圆粒 皱粒 孟德尔的解释： 基因 性状 R r 相对性状 圆粒 皱粒 等位基因 控制 控制 控制 如何从基因指导蛋白质合成层面更深入解释这一对相对性状的形成？ 【实例1】豌豆的圆粒与皱粒 淀粉分支酶基因 被打乱的淀粉分支酶基因 外来DNA插入 淀粉分支酶 蔗糖合成淀粉淀粉含量升高 圆粒豌豆 保水 皱粒豌豆 失水 淀粉合成受阻 蔗糖含量升高 淀粉分支酶异常，活性下降 基因表达产物与性状的关系 基因 酶的合成 代谢过程 性状 【实例1】豌豆的圆粒与皱粒 基因表达产物与性状的关系 主要表现：畏光、毛发及皮肤呈白色。 控制酪氨酸酶的基因异常 酪氨酸酶不能正常合成 酪氨酸不能正常转化为黑色素 缺乏黑色素，表现白化病 基因 酶的合成 代谢过程 性状 【实例2】白化病 基因表达产物与性状的关系 以上实例说明基因是如何控制性状的？ 【实例1】豌豆的圆粒与皱粒 【实例2】白化病 基因 酶的合成 生物的性状 代谢过程 间接控制 控制 控制 间接控制 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 基因表达产物与性状的关系 实例3：镰刀型细胞贫血症 案例4：囊性纤维病 基因表达产物与性状的关系 正常气管 囊性纤维化气管 CFTR基因缺失了3个碱基 CFTR蛋白结构异常，导致CFTR蛋白转运氯离子的功能异常 患者支气管内黏液增多 黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染。 基因 蛋白质结构 性状 基因表达产物与性状的关系 以上实例说明基因是如何控制性状的？ 实例3：镰刀型细胞贫血症 实例4：囊性纤维病 基因 蛋白质结构 生物的性状 直接控制 控制 直接控制 蛋白质的结构 基因 细胞代谢 生物性状 酶 间接控制 直接控制 通过以上四个实例的分析，尝试用箭头和文字总结出基因对性状控制的两种途径。 学生活动 基因表达产物与性状的关系 我们知道，人是由受精卵发育来的，受精卵经过分裂形成多个细胞，进而形成不同类型的细胞，如红细胞、神经细胞、肌肉细胞等。 1．这个过程我们称为什么？ 2．这些细胞的基因是否相同？ 3．这些不同类型细胞的结构和功能都不相同。可能的原因是什么？ 生物体多种性状的形成，都是以细胞分化为基础的。在细胞分化过程中是什么原因使这些细胞结构功能发生了差异？是否有证据证明呢？ 想一想 细胞分化 相同 不同类型细胞中基因的表达情况不完全相同。 基因表达产物与性状的关系 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，对这3种细胞中的DNA和mRNA进行了检测，结果如下表所示。 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。 思考讨论 讨论 1．这3种细胞中合成的蛋白质种类有什么差别？ 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 + + + + + + + + + + + + - - - - - - 3种细胞中合成的蛋白质都是该细胞中的特异性蛋白质。 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 胰岛素mRNA 输卵管细胞 红细胞 胰岛细胞 + + + + + + + + + + + + - - - - - - 2．3种细胞中的