4.2基因表达与性状的关系课件-2023-2024学年高一下学期生物人教版必修2

第2节 基因表达与性状的关系 第4章 基因的表达 学习目标 核心素养 1.概述基因控制生物体性状的两种方式，进一步理解基因、蛋白质与性状关系。 2.概述基因选择性表达与细胞分化的关系。 3．概述生物体的表观遗传现象。 1.生命观念：基因控制性状就是通过遗传信息的流动来实现的，体现生命的信息观。 2.科学思维：柳穿鱼花的形态结构和小鼠毛色的遗传，让学生归纳出表观遗传。 3.科学探究：表观遗传中小鼠的毛色为什么会出现不同的现象，引导学生分析探究 4.社会责任：吸烟会使人的体细胞内DNA甲基化水平提高，影响健康，建议学生向周围人群宣传戒烟的道理，培养学生的社会责任感 神奇的水毛茛 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。 讨论： 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？ 【答案】这两种形态的叶，其细胞的基因组成是一样的。 【提示】这两种叶形的差异，可能是由叶片所处的环境因素引起的。 基因与性状不一定是一一对应的关系 基因和性状之间的关系是如何？是一一对应的关系吗？下面我们再通过几个具体的例子来看看基因、蛋白质与生物性状特征之间的关系。 3 实例一、豌豆圆粒与皱粒 性状对比 基因对比 淀粉在细胞中 具有保留水分的作用 饱满 水分多 皱缩 失水 含有编码淀粉分支酶的基因 插入了一段外来DNA序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因 外来DNA 插入 一、基因表达产物与性状的关系 我们前面刚学的豌豆有圆粒与皱粒这一对相对性状，100多年前，孟德尔用遗传因子的假设作岀精彩的解释，如何从基因的角度来解释这一对相对性状呢？ 4 编码淀粉分支酶的基因 指导合成 DNA中插入了一段外来DNA序列 促使 蔗糖合成淀粉 引起 打乱了编码淀粉分支酶的基因 淀粉分支酶出现____，活性_____ 豌豆水分较少而皱缩 淀粉含量_____ _________酶 淀粉含量____ 基因 酶 代谢 过程 性状 高 淀粉分支 淀粉能______ 保留水分 异常 降低 低 外来DNA 插入 5 白化病患者体内缺乏黑色素，全身皮肤呈乳白或粉红色，毛发为白或淡黄色。 实例二、白化病 由于缺乏黑色素的保护，患者皮肤对光线高度敏感，日晒后易发生晒斑和各种光感性皮炎。白化病的患病原因是患者体内的酪氨酸酶缺乏或功能减退，使得黑色素不能正常合成。 那为什么会缺少酪氨酸酶呢？原来是白化病患者中控制酪氨酸酶形成的基因异常导致的。 基因通过控制___________来控制___________，进而控制生物体的性状 控制酪氨酸酶的基因异常 机体无法将______转变为______ ________不能正常合成 皮肤、毛发缺乏黑色素，表现_______ 结论1： 酶的合成 代谢过程 这是一种间接控制途径 酪氨酸酶 黑色素 白化症状 基因 酶 代谢 过程 性状表现 酪氨酸 直接原因 根本原因 这两个例子可以总结出什么共同点？ 7 正常气管 囊性纤维化气管 实例三、囊性纤维化 囊性纤维病患者支气管被异常的黏液堵塞，常于幼年时死于肺部感染 囊性纤维病患者CFTR蛋白（一种转运蛋白）异常 主动运输中学过 8 编码CFTR蛋白的基因_____________ CFTR蛋白在第508位缺少________ CFTR蛋白转运_______的功能异常 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 CFTR蛋白________发生变化 缺失3个碱基 苯丙氨酸 空间结构 氯离子 结构和功能相适应 9 实例四、人镰状细胞贫血症 正常红细胞 镰状红细胞 （易破裂） 蛋白质那章学过 10 例四：镰刀型细胞贫血症（5.1） 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，运输O2能力降低 容易破裂，患溶血性贫血 基因还能通过控制______________来_____控制生物体的性状 这是一种直接控制途径 结论2： 蛋白质的结构 直接 基因 性状表现 蛋白质结构 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 谷氨酸被缬氨酸代替 基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状 11 一、基因表达产物与性状的关系 归纳总结 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。 例1豌豆的圆粒和皱粒、例2白化病 2、基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。 例3囊性纤维病、例4镰状细胞贫血症 性 状 控制 控制 酶的合成 细胞代谢 蛋白质结构 间接 直接 基 因 如图表示基因与性状之间的关系示意图，据图回答下列问题： (1)过程①和②分