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

4.2-基因表达与性状的关系 转录 DNA RNA 翻译 蛋白质 逆转录 需逆转录酶 复制 脱氧核苷酸序列 遗传信息 核糖核苷酸序列 遗传密码 氨基酸序列 基因 指导合成 蛋白质 体现 性状 如何控制？ 知识回顾 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？ 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？ 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 可能是由叶片所处的环境因素引起的。 相同，应为这两种细胞都是有同一个受精卵通过增殖和分化而来，而增殖和分化过程中遗传物质不变。 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、性状三者间究竟存在怎样的联系？ ______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（活性大大降低） 丰富 合成受阻 豌豆由于失水而皱缩 实例一：豌豆的圆粒和皱粒 皱粒豌豆 圆粒豌豆 圆粒豌豆的形成机制 皱粒豌豆的形成机制 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 酶的合成 控制 生物性状 控制 控制 代谢过程 一.基因表达产物与性状的关系 表达 表达 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。 编码酪氨酸酶的基因正常 酪氨酸转化为黑色素 酪氨酸酶合成（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 酶的合成 控制 生物性状 控制 控制 代谢过程 控制 催化 控制 催化 实例二：白化病 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 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(转运氯离子)异常 囊性纤维化（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） 实例三：囊性纤维病形成机制 基因 生物性状 控制 控制 蛋白质的结构 基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状 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 实例四：镰刀型细胞贫血症形成机制 基因 生物性状 控制 控制 蛋白质的结构 基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状 一.基因表达产物与性状的关系 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.基因还能通过控制 来 控制生物体的性状。 蛋白质的结构 直接 间接控制 直接控制 基因控制性状的两种途径——归纳总结 例如：豌豆的圆粒和皱粒、白化病等 例如：囊性纤维病、镰刀型细胞贫血症等 1、下图为豌豆种子圆粒性状的产生机制。下列叙述错误的是 A．过程a的完成需RNA聚合酶参与 B．过程b中碱基互补配对的方式包括A—U和C—G C．若基因R发生碱基对的替换，仍可能会形成圆粒豌豆 D．图示表明基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状 D 学以致用 细胞中并不是所有的基因都表达，基因的表达存在选择性 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 + + + - - + 分析不同类型细胞中DNA和mRNA的检测结果 思考：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？ 二.基因的选择性表达与细胞分化 细胞分化的本质就是基因的选择性表达。 表达的基因分类 管家基因 所有细胞中都表达的基因，这类基因指导合成的蛋白质是维持细胞基本生命活动所必需的，如核糖蛋白基因、ATP合成酶基因。 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。 细胞的分化 二.基因的选择性表达与细胞分化 相同基因 不同的 蛋白