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

2020 基因的表达 第二节：基因与性状表达的关系 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：基因如何控制生物性状的呢？ 基因 蛋白质 性状 指导合成 体现 控制 S z L w h 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 一.基因表达产物与性状的关系 案例1：豌豆的圆粒与皱粒 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 一.基因表达产物与性状的关系 案例2：人的正常肤色与白化病 基 因　 控制 酶的合成 代谢过程 控制 生物性状 控制 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。 一、基因表达产物与性状的关系 该病的病因是编码CFTR蛋白的基因缺失了3个碱基，导致CFTR蛋白少了一个苯丙氨酸，空间结构发生改变，使CFTR蛋白对氯离子的转运发生异常，造成黏液分泌过多，堵塞呼吸道，细菌大量繁殖，诱发感染。 正常气管 囊性纤维化气管 一.基因表达产物与性状的关系 案例3：人的正常肺和囊性纤维病 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 囊性纤维化 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 囊性纤维化 基 因 2. 基因通过控制蛋白质的结构来直接 控制生物体的性状。 蛋白质结构 控制 生物性状 控制 一、基因表达产物与性状的关系 基因 酶 细胞代谢 生物性状 结构蛋白 生物性状 蛋白质 间接作用 直接作用 1. 基因通过控制 来控制 ，进而控制生物体的性状。 酶的合成 代谢过程 2. 基因通过控制 来 控制生物体的性状。 蛋白质的结构 直接 一、基因表达产物与性状的关系—小结 思考·讨论 分析不同类型细胞中DNA和mRNA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种细胞中合成的蛋白质都是该细胞中的特异性蛋白质。 2.3种细胞中的DNA都含有卵清蛋白基因、珠蛋白基因和胰岛素基因，但只检测到其中一种基因的mRNA，这一事实说明了什么？ 细胞中并非所有的基因都表达，不同种类细胞中基因的表达情况有差别。 二.基因的选择性表达与细胞分化 1.细胞分化的实质：基因的选择性表达。 二.基因的选择性表达与细胞分化 2. 表达的基因分类 ①管家基因：在所有细胞中都表达的基因（如核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因、呼吸酶基因。） ②奢侈基因：只在某类细胞中特异性表达的基因（如卵清蛋白基因、胰岛素基因、血红蛋白基因。） DNA、tRNA、rRNA 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 二.基因的选择性表达与细胞分化 3.细胞分化的“不变”与“变” 4.同一个体的体细胞由于分化产生不同的形态和结构，不同细胞形态，结构不同的根本原因和直接原因是什么？ 直接原因： 根本原因： 蛋白质结构不同 基因的选择性表达 　基因的选择性表达与基因表达的调控有关。 基因什么时候表达 基因在哪种细胞中表达 基因表达水平的高低 调控基因是否表达 调控基因表达多少 性状 直接影响 三.表观遗传 植株A的Lcyc基因在开花时表达，植株B的Lcyc基因不表达。植株B的Lcyc基因不表达的原因是它被高度甲基化。 柳穿鱼是一种园林花卉。如图所示的两株柳穿鱼，除了花的形态 结构不同，其他方面基本相同。 柳川鱼花的形态结构与Lcyc基因的 表达直接相关。 植株A 植株B 实例1：柳穿鱼的花形态遗传 毋庸