4.2 基因表达与性状的关系-【大鹏生物】高中新教材精品课生物必修2 遗传与进化 课件

第四章 基因的表达 第2节　基因表达与性状的关系 [学习目标] 1.举例说明基因控制生物体性状的两种方式。 2.描述基因选择性表达与细胞分化的关系。 3.阐述表观遗传现象。 2 [本讲目录] 一、基因表达产物与性状的关系 二、基因的选择性表达与细胞分化 三、表观遗传及基因与性状的对应关系 3 一、基因表达产物与性状的关系 [教材梳理] 1.间接途径：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。 (1)途径：基因 酶的合成 代谢过程 生物体的性状。 4 (2)举例 ①豌豆的圆粒与皱粒 圆粒豌豆：淀粉含量高→成熟时吸水胀大； 皱粒豌豆：编码淀粉分支酶的基因被插入的DNA序列打乱→淀粉分支酶 异常，活性大大降低→淀粉合成受阻，含量降低→成熟时失水皱缩。 ②人白化病的形成：编码酪氨酸酶的基因异常→不能合成酪氨酸酶→酪氨酸不能转变为黑色素→表现出白化症状。 2.直接途径：基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。 (1)途径：基因 蛋白质的结构 生物体的性状。 (2)举例 囊性纤维化：编码CFTR蛋白(一种转运蛋白)的基因缺失了3个碱基→ CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸→CFTR蛋白结构与功能异常→支气管中黏液增多，管腔受阻，细菌在肺部大量繁殖，最终使肺功能严重受损。 题组一　基因表达产物与性状的关系 1.下列关于基因控制生物性状的叙述，错误的是（ ） A.基因可以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，如白化病的发病机理 B.基因可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，如豌豆的圆粒和皱粒的形成 C.基因中碱基排列顺序不发生改变也可能会导致生物体性状的改变 D.生物体的性状除了受基因控制外，还受环境的影响 B A.基因1和基因2一般不会出现在人体内的同一个细胞中 B.图中过程①需要RNA聚合酶的催化，过程②不需要tRNA的协助 C.过程④⑤的结果存在差异的根本原因是血红蛋白结构的不同 D.过程①②③表明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 2.如图为人体内基因对性状的控制过程，由分析可知（ ） D 二、基因的选择性表达与细胞分化 [教材梳理] 1.基因类型 (1)在所有细胞中都能表达的基因：指导合成的蛋白质是维持细胞基本生命活动所必需的，如核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因。 (2)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。 2.细胞分化的本质：基因的选择性表达。 3.细胞分化的结果 由于基因的选择性表达，导致来自同一个体的体细胞中mRNA和蛋白质 不完全相同，从而导致细胞具有不同的形态和功能。 9 [教材拓展] 管家基因和奢侈基因 (1)管家基因：指所有细胞中都表达的一类基因，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，如核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因等。 (2)奢侈基因：只在某类细胞中特异性表达的基因，这类基因表达的产物赋予各种类型细胞特定的形态结构特征与功能，如卵清蛋白基因、胰岛素基因等。 [核心探讨] 探讨点　基因的选择性表达 根据课本P72的“思考·讨论”，回答下列问题： 1.这三种细胞的基因组成是否相同？它们合成的蛋白质种类是否相同？ 提示　这三种细胞都属于同一只鸡的体细胞，是经过有丝分裂而来的，因此基因组成相同，但由于基因的选择性表达，三种细胞合成的蛋白质种类不完全相同。 2.三种细胞中都有卵清蛋白基因、珠蛋白基因、胰岛素基因，但是都只检测到了一种基因的mRNA，这说明了什么？ 提示　在高度分化的体细胞中，基因是选择性表达的。 3.是不是这三类细胞中表达的基因完全不相同？如不是，请举例说明。 提示　不是。控制细胞基本生命活动的基因在所有细胞中都能表达，如核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因等。 [核心归纳] 从基因表达看细胞分化 (1)细胞分化的标志 ①分子水平：基因选择性表达，合成了某种细胞特有的蛋白质，如卵清蛋白、胰岛素。 ②细胞水平：形成不同种类的细胞。 (2)分化细胞表达的基因：所有管家基因和部分奢侈基因。 (3)细胞分化的“变”与“不变” ①不变：DNA、tRNA、rRNA、细胞的数目。 ②改变：mRNA、蛋白质的种类，细胞的形态、结构和功能。 (4)细胞分化本质的模型分析 题组二　基因的选择性表达与细胞分化 3.下列有关基因表达与性状关系的叙述，错误的是（ ） A.细胞分化的本质是基因的选择性表达 B.基因能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 C.基因能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状 D.细胞中能表达的基因在所有的细胞中都能表达 D 4.图1中Ⅲ、Ⅱ