4.2 基因表达与性状的关系-【爱上生物课】2023-2024学年高一生物下学期高效课件（人教版2019必修2）

第2节 基因表达与性状的关系 第4章 基因的表达 1 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。 1、这两种形态的叶，其细胞的基因组成一样吗？ 2、这两种叶形的差异，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。 两种叶形的差异可能是由其生活环境（沉在水中和挺出水面）引起的。 一、基因表达产物与性状的关系 基因 指导合成 蛋白质 体现 性状 如何控制？ 性状 基因表达 受精卵 有丝分裂 叶呈扁平状与丝状 （基因组成相同） 环境 可能影响 不同 蛋白质（不同） 直接 决定 实例1：豌豆的圆粒与皱粒 基因 酶 代谢 性状 编码淀粉分支酶的基因正常 淀粉分支酶正常合成 蔗糖合成为淀粉，淀粉含量升高 淀粉含量高，有效保持水分 打乱了编码淀粉分支酶的基因 淀粉分支酶不能正常合成 蔗糖不能合成为淀粉，淀粉含量降低 淀粉含量低，失水皱缩 外来DNA 插入 一、基因表达产物与性状的关系 实例2：人的白化病 基因 酶 代谢 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 缺乏黑色素而表现为白化病 控制酪氨酸酶的基因正常 酪氨酸酶合成 酪氨酸能转化为黑色素 含有黑色素表现正常 一、基因表达产物与性状的关系 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。 如：例1豌豆的圆粒和皱粒、例2人的白化病 性状 控制 酶的合成 代谢过程 基因 基因控制性状的途径一 间接控制 一、基因表达产物与性状的关系 从基因的角度来解释有些人饮酒后会表现“脸红”，有些人饮酒后会表现“脸白”。 喝酒“脸红”的人有高效的乙醇脱氢酶，而没有乙醛脱氢酶。 喝酒“脸白”的人是因为两种酶都缺乏。 千杯不醉的原因的人体内两种酶含量高。 一、基因表达产物与性状的关系 为什么酒量差的人好像训练后好像酒量提高了？ 酒量差的人肝脏不能有效将酒精分解，长期喝酒训练后，机体会做出调整，让酒精充满整个身体以稀释酒精，达到酒量变大的假象。但长期以往对身体的危害很大！ 一、基因表达产物与性状的关系 实例3：囊性纤维病 一、基因表达产物与性状的关系 实例3：囊性纤维病 基因 蛋白质 结构 功能 性状 编码CFTR蛋白的基因缺失3个碱基 CFTR蛋白异常，缺少苯丙氨酸 CFTR转运氯离子的功能异常 黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染 编码CFTR蛋白的基因正常 CFTR蛋白正常 CFTR转运氯离子的功能正常 表现正常 一、基因表达产物与性状的关系 控制血红蛋白的基因正常 血红蛋白基因碱基序列发生改变 红细胞形状变为镰刀状，易破裂 实例4：镰刀型细胞贫血病 基因 蛋白质 结构 功能 性状 血红蛋白结构正常 正常红细胞 血红蛋白蛋白结构异常 表现正常 使人患 溶血性贫血 一、基因表达产物与性状的关系 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。 如：例1豌豆的圆粒和皱粒、例2人的白化病 性 状 控制 酶的合成 代谢过程 基 因 控制 蛋白质结构 直接 2.基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。 如：例3肺部囊性纤维病、例4镰刀型细胞贫血症 间接 间接控制 直接控制 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 生物体多种性状的形成，都是以细胞分化为基础的。 同一生物体的不同类型细胞中，基因都是相同的，而形态结构和功能却各不相同，这是为什么呢？ 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，对这三种细胞中的DNA和mRNA进行了检测，结果如下： 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 + + + - - + 二、基因的选择性表达与细胞分化 思考·讨论 ？ 说明：“+”表示检测发现相应的分子，“-”表示检测未发现相应的分子。 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？ 3种基因转录的mRNA分别出现在3种细胞中，表明每种细胞只合成3种蛋白质中的一种。因此，这3种细胞中合成的蛋白质种类不完全相同，虽然有些蛋白质在所有的细胞中都合成，但也有一些特定功能的蛋白质只在特定的细胞中合成。 细胞中并不是所有的基因都表达，基因的表达存在选择性。 二、基因的选择性表达与细胞分化 细胞中表达的基因 管家基因 奢侈基因 在所有细胞中都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须的 RNA聚合酶基因，核糖体蛋白