4.2基因表达与性状的关系第1课时课件2023-2024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 第1课时 基因表达产物与性状的关系、 基因的选择性表达与细胞分化 生物学必修2 遗传与进化（人教版） 1 导入新课（导入一） 1.这两种形态的叶，其细胞的基因组成一样吗？为什么？ 2.这两种叶形的差异，可能是由什么因素引起的？ 水毛茛 裸露在空气中的叶 浸在水中的叶 2 导入新课（导入二） 韭菜 韭黄 韭黄是怎么培育出来的？ 3 环节一：基因表达产物与性状的关系（思路一） 皱粒豌豆 圆粒豌豆 环节一：基因表达产物与性状的关系（思路一） 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 淀粉含量低的豌豆由于失水而皱缩 皱粒豌豆的形成机制 皱粒豌豆的DNA中插入了一段外来DNA序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因，导致淀粉分支酶出现异常，活性大大降低，进而使细胞内淀粉含量降低。淀粉在细胞中具有保留水分的作用，淀粉含量高的豌豆能有效地保留水分，十分饱满，而淀粉含量低的豌豆因失水而皱缩。 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 环节一：基因表达产物与性状的关系（思路一） 白化病患者 酪氨酸酶基因异常 酪氨酸酶缺乏 酪氨酸不能转变为黑色素，表现出白化症状 白化症状形成机制 人的白化症状是由编码酪氨酸酶的基因异常引起的。酪氨酸酶存在于正常人的皮肤、毛发等处，它能将酪氨酸转变为黑色素。如果一个人由于基因异常而缺少酪氨酸酶，那么这个人就不能合成黑色素，从而表现出白化症状。 6 环节一：基因表达产物与性状的关系（思路一） 基因可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状 编码CFTR蛋白（一种转运蛋白）的基因缺失了3个碱基对 CFTR蛋白的第508位缺少苯丙氨酸，空间结构发生变化 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 囊性纤维化发病机理 7 基因 的合成 细胞内 淀粉含量 控制 影响 多 少 圆粒豌豆 皱粒豌豆 环节一：基因表达产物与性状的关系（思路二） 淀粉分支酶 阅读教材内容，完成以下任务。 （1）填图。 （2）豌豆表现出皱粒的根本原因和直接原因分别是什么？ 根本原因：控制淀粉分支酶合成的基因中插入了一段外来 DNA 序列 直接原因：淀粉分支酶活性降低，导致豌豆中淀粉含量下降，保留水 分的能力下降 8 环节一：基因表达产物与性状的关系（思路二） 阅读教材，完成以下任务。 （1）模拟上述任务（1）绘制白化症状的形成机制图。 （2）人出现白化症状的根本原因和直接原因分别是什么？ 基因 酪氨酸酶 的合成 黑色素的合成 控制 影响 不能合成 能合成 白化症状 正常 根本原因：控制酪氨酸酶合成的基因异常 直接原因：无法合成酪氨酸酶，不能合成黑色素 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。 9 环节一：基因表达产物与性状的关系（思路二） 囊性纤维化 环节一：基因表达产物与性状的关系（思路二） 囊性纤维化患者患病的根本原因和直接原因分别是什么? 囊性纤维化 根本原因：编码CFTR蛋白（一种转运氯离子的蛋白质）的基因 缺失了3个碱基对 直接原因：CFTR蛋白结构异常，转运氯离子的功能异常 基因可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状 环节一：基因表达产物与性状的关系（思路二） 正常红细胞 镰状红细胞 镰状细胞贫血形成的原因： 编码血红蛋白的基因中一个碱基发生了替换，导致血红 蛋白中的一个谷氨酸变成了缬氨酸，血红蛋白结构异常。 环节二：基因的选择性表达与细胞分化（思路一） 科学家检测了鸡的输卵管细胞、红细胞和胰岛细胞中的DNA和mRNA，结果如表所示。 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？ （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？ 既有共有蛋白，也有特有蛋白 细胞中并不是所有的基因都表达，基因的表达存在选择性 13 环节二：基因的选择性表达与细胞分化（思路一） 表达的基因 只在某类细胞中