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）生物必修2

第2节 基因表达与性状的关系 第4章 基因的表达 目 录 CONTENTS 基因的选择性表达与细胞分化 一 二 表观遗传 三 基因表达产物与性状的关系 基因和性状的关系 四 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 空气中的叶 浸在水中中的叶 叶呈扁平状 叶呈丝状 一 基因表达产物与性状的关系 基因、蛋白质、性状三者间究竟存在怎样的联系？ 基因 控制 蛋白质 体现 性状 蛋白质是生命活动的主要承担者 怎样控制？ 结合教材第71页图4-9,阅读相关内容,请仔细分析下面的实例，说说基因是如何控制生物性状的？ 一、基因表达产物与性状的关系 请阅读 P71-72，从基因的角度解释以下现象： 1.豌豆的圆粒和皱粒 2.人的白化症 3.囊性纤维病 4.镰刀型细胞贫血症（镰状细胞贫血） 实例一：豌豆的圆粒和皱粒 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 由此可以看出豌豆种子圆粒和皱粒形成的原因是由于编码淀粉分支酶基因通过控制淀粉分支酶的合成来控制细胞代谢过程进而控制圆粒皱粒性状的形成。 实例一：豌豆的圆粒和皱粒 ______淀粉分支酶 ___________________ 淀粉含量_____ 淀粉________，含量降低 豌豆能有效地保留水分，十分饱满 ___________________ 正常的淀粉分支酶基因 被插入的DNA序列打乱的异常淀粉酶基因 正常的 异常的淀粉分支酶 丰富 合成受阻 豌豆由于失水而皱缩 基因 酶 细胞代谢 性状 由此可以看出豌豆种子圆粒和皱粒形成的原因是由于编码淀粉分支酶基因通过控制淀粉分支酶的合成来控制细胞代谢过程进而控制圆粒皱粒性状的形成。 实例二：白化病 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 白化病患者 正常人 实例二：白化病 正常的形成机制 患者的形成机制 编码酪氨酸酶的基因正常 酪氨酸酶正常 酶将酪氨酸转变为黑色素 表现正常 编码酪氨酸酶的基因被打乱 酪氨酸酶异常，无法正常合成 缺少酶，酪氨酸无法合成黑色素 缺乏黑色素表现白化症状 基因 酶 细胞代谢 性状 结论：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. 基因间接控制性状 实例1：豌豆的圆粒和皱粒 实例2：白化病 实例三：囊性纤维化 囊性纤维化是北美白种人中一种常见的遗传病，大约70%的囊性纤维化患者中编码CFTR转运蛋白的基因缺失了3个碱基，导致CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸，其空间结构发生改变，使CFTR转运氯离子的功能出现异常，导致患者支气管中黏液增多，管腔受阻，细菌在肺部大量生长繁殖，最终使肺功能严重受损。 例三：囊性纤维病 编码CFTR蛋白的基因_____________ CFTR蛋白在508位缺少________ CFTR蛋白转运_______的功能异常 支气管黏液增多，管腔受阻，细菌在肺部大量繁殖，肺功能严重受损 基因 蛋白质结构 性状表现 CFTR蛋白________发生变化 缺失3个碱基 苯丙氨酸 空间结构 氯离子 例四：镰刀型细胞贫血症（5.1） 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 性状表现 蛋白质结构 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 结论：基因能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。 直接控制 实例3：囊性纤维病 实例4：镰刀型细胞贫血症 基因表达产物与性状的关系 1.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。 例1豌豆的圆粒和皱粒 例2白化病 2.基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。 例3囊性纤维病、例4镰刀型细胞贫血症 性 状 控制 控制 酶的合成 细胞代谢 蛋白质结构 间接 直接 基 因 二 基因的选择性表达与细胞分化 二、基因的选择性表达与细胞分化 同一生物体中不同类型的细胞，基因都是相同的（都是来自同一个受精卵），而形态结构和功