4.2基因表达与性状的关系（2024年优化版）-【生物一起课件】高中生物必修二同步PPT课件（人教版2019）

人教版必修二 《遗传与进化》 第四章 基因的表达 第二节 基因表达与性状的关系 4.2 授课人 / 一起做生物课件 学习目标 通过资料分析，建立基因控制性状的两种模型。 科学探究| 科学思维 生命观念| 科学思维 生命观念| 社会责任 通过分析材料，认同细胞分化的实质是基因的选择性表达，理解细胞调控基因表达的机制。 结合基因、性状与环境三者关系，理解表观遗传现象并学以致用；通过表观遗传的发现认同科学是不断发展的，人类对自然界的探究永无止境。 新课导入 南橘 北枳 “橘生淮南则为橘，生于淮北则为枳，叶徒相似，其实味不同。所以然者何？水土异也。”（右图）像这种随环境不同，生物性状发生改变的例子非常普遍。 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、性状三者间究竟有怎样的关系？ 问题探讨 水毛茛 空气中的叶 浸泡在水中的叶 叶片扁平状 叶片丝状 这两种形态的叶，其细胞的基因组成一样吗？ 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，可能是由什么因素引起的？ 这两种叶形的差异，可能是由叶片所处的环境因素引起的。 问题探讨 基因 性状 蛋白质 ? 控制 表达 转录 体现 翻译 基因的表达产物蛋白质是如何体现生物性状的呢？ 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？ “ “ 01 / 基因表达产物与性状的关系 【实例1】豌豆的圆粒与皱粒 圆粒豌豆形成机制 皱粒豌豆形成机制 编码淀粉分支酶基因 合成淀粉分支酶 合成淀粉 淀粉含量升高,保留水分 控制 催化 导致 编码支链淀粉酶的基因被插入的DNA序列打乱 淀粉酶异常,活性降低 淀粉合成受阻,含量降低 淀粉含量低的豌豆,失水皱缩 基因 酶的合成 代谢过程 生物性状 控制 控制 控制 外来DNA 插入 圆粒豌豆DNA 皱粒豌豆DNA 01 / 基因表达产物与性状的关系 【实例2】白化病 白化病患者 畏光 毛发及皮肤呈白色 基因 酶的合成 代谢过程 生物性状 控制酪氨酸酶的基因异常 酪氨酸酶不能正常合成 酪氨酸不能正常转化为黑色素 缺乏黑色素，表现白化病 01 / 基因表达产物与性状的关系 从实例1和实例2，我们可以得出什么结论？ “ “ 结论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。 基因 酶的合成 代谢过程 生物性状 控制 控制 间接控制 间接控制 01 / 基因表达产物与性状的关系 【实例3】囊性纤维化的发病机理 基因 蛋白质结构 生物性状 控制 控制 编码CFTR蛋白（转运蛋白）基因缺失3个碱基 蛋白质空间结构变化 CFTR转运氯离子的功能异常 导致508位缺少苯丙氨酸 导致 患者支气管内黏液增多，管腔受阻，细菌繁殖，肺部感染 表现 正常气管 囊性纤维化气管 气流大小 气流大小 01 / 基因表达产物与性状的关系 【实例4】镰刀型细胞贫血症 基因 蛋白质结构 生物性状 控制 控制 血红蛋白基因中1个碱基对被替换 血红蛋白中谷氨酸被缬氨酸替换，空间结构改变 红细胞呈镰刀型,易破裂，使人患溶血性贫血 血液正常流动 阻碍血液流动 正常红细胞 镰刀状红细胞 01 / 基因表达产物与性状的关系 从实例3和实例4，我们可以得出什么结论？ “ “ 结论2 基因还能通过控制 基因 生物性状 控制 直接控制 直接控制 蛋白质的结构来直接控制生物体的性状。 蛋白质的结构 01 / 基因表达产物与性状的关系 通过以上四个实例的分析，尝试用箭头和文字总结出基因对性状控制的两种途径。 “ “ 基因控制性状的两条途径 途径1 途径2 基因 → 酶 → 代谢 → 性状 （间接） 基因 → 结构蛋白 → 性状 （直接） 控制 控制 基因 性状 酶的合成 细胞代谢 蛋白质结构 控制 直接控制 间接控制 我们知道，人是由受精卵发育来的，受精卵经过分裂形成多个细胞，进而形成不同类型的细胞，如红细胞、神经细胞、肌肉细胞等。 1 这个过程我们称为什么？ 2 这些细胞的基因是否相同？ 3 这些不同类型细胞的结构和功能都不相同。可能的原因是什么？ 细胞分化 相同 不同类型细胞中基因的表达情况不完全相同。 生物体多种性状的形成，都是以细胞分化为基础的。在细胞分化过程中是什么原因使这些细胞结构功能发生了差异？是否有证据证明呢？ 是什么原因使这些细胞结构功能发生了差异？是否有证据证明呢？ 02 / 基因的选择性表达与细胞分化 思考·讨论 分析不同类型细胞中DNA和mRNA的检测结果 科学家提取了鸡的输卵管细胞、红细胞（有细胞核）和胰岛细胞，对这3种细胞中的DNA和mRNA进行了检测，结果如下表所示。 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