4.2基因的表达与性状的关系课件2022-2023学年高一下学期生物人教版必修2

第4章　基因的表达 第2节 基因表达与性状的关系　 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？ 环境 问题探讨 问题探讨 叶呈扁平状 叶呈丝状 受精卵 有丝分裂 叶呈扁平状与丝状 （基因组成________） 相同 已知： ①什么是基因？ ②基因和蛋白质什么关系？ ③谁是生命活动的承担者？ ④什么是性状？ 有遗传效应的DNA片段 基因指导蛋白质的合成 蛋白质 形态、结构和生理生化等特征 提出问题： 基因、蛋白质、性状之间是什么关系呢？ 性状 基因表达 受精卵 有丝分裂 叶呈扁平状与丝状 （基因组成相同） 环境 可能影响 不同 蛋白质（不同） 直接 决定 作出假设：基因通过蛋白质控制生物性状 问题探讨 蛋白质如何承担生命活动？ 运动（如肌纤维中的肌球蛋白和肌动蛋白，助肌肉收缩） 运输(如血红蛋白、协助扩散和主动运输时的载体蛋白) 调节(如生长激素、胰岛素) 防御免疫(如抗体) 催化（各种酶） 01 基因通过蛋白质控制生物性状 实例一：豌豆的圆粒与皱粒 编码淀粉分支酶基因正常 淀粉分支酶正常合成 蔗糖合成为淀粉，淀粉含量升高 淀粉含量高，有效保持水分，豌豆显得圆鼓鼓的 DNA中插入了一段外来的DNA序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因 淀粉分支酶不能正常合成 蔗糖不能合成为淀粉，淀粉含量降低 淀粉含量低的豌豆由于失水而显得皱缩 一、基因通过蛋白质控制生物性状 通过前面的学习，我们已经知道基因能指导蛋白质的合成，蛋白质能体现生物的性状。但水毛茛的例子却又告诉我们：基因和性状不一定是一一对应的关系。这又是怎么回事呢？ 资料1：从基因的角度来解释孟德尔的圆粒与皱粒豌豆——阅读教材P71 皱粒豌豆的DNA中插入了一段外来的DNA0.8kb（800个碱基对）序列，r基因编码的mRNA序列与R基因相比有何变化？ 一、基因通过蛋白质控制生物性状 Rr相对于RR而言，只产生一半量的具有催化活性的SBE1酶，但Rr为什么仍然能保持完全显性 酶具有高效性； 酶作为生物催化剂，在细胞中能够持续发挥作用。 一、基因通过蛋白质控制生物性状 一、基因通过蛋白质控制生物性状 实例二：饮酒后脸红与脸白 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”。 依据乙醇进入人体内的分解路径，分析饮酒后表现“脸红”与“脸白”的原因；千杯不醉的原因。 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、基因通过蛋白质控制生物性状 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”。 依据乙醇进入人体内的分解路径（如图），分析过量饮酒的危害。 酒精中毒；啤酒肚、脂肪肝、肝硬化等 请用流程图梳理：“脸红”形成的可能机制 一、基因通过蛋白质控制生物性状 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”。 乙醇脱氢酶基因位于4号染色体，由至少7种不同的基因编码；乙醛脱氢酶基因位于12号染色体，该基因编码合成一条多肽链，并由4条相同的多肽链构成四聚体（如图），即为具有活性的乙醛脱氢酶。当该基因发生突变时，肽链的第487位的谷氨酸被赖氨酸取代；这四聚体中的任何一条肽链发生改变都会造成该酶失活。 实例三：人的白化病 编码酪氨酸酶的基因正常 酪氨酸酶正常合成 酪氨酸转变为黑色素 有黑色素表现正常 编码酪氨酸酶的基因异常 酪氨酸酶不能合成 酪氨酸不能转变为黑色素 缺乏黑色素表现为白化病 一、基因通过蛋白质控制生物性状 基因 酶 代谢过程 性状 DNA中插入了一段外来的DNA序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因 淀粉分支酶不能正常合成 蔗糖不能合成为淀粉，淀粉含量降低 淀粉含量低的豌豆由于失水而显得皱缩 编码酪氨酸酶的基因异常 酪氨酸酶不能合成 酪氨酸不能转变为黑色素 缺乏黑色素表现为白化病 基因是通过控制______________________，间接控制生物的性状。 酶的合成来控制代谢 一、基因通过蛋白质控制生物性状 通过前面的学习，我们已经知道基因能指导蛋白质的合成，蛋白质能体现生物的性状。但水毛茛的例子却又告诉我们：基因和性状不一定是一一对应的关系。这又是怎么回事呢？ 囊性纤维化是北美白种人中常见的一种遗传病，患者支气管被异常的粘液堵塞，常于幼年时死于肺部感染。 常染色体隐性遗传病 实例四：囊性纤维化 一、基因通过蛋白质控制生物性状 CFTR蛋白转运氯离子的功能异常 编码CFTR蛋白的基因缺失3个碱基 CFTR蛋白在508位缺少苯