4.2 基因表达与性状的关系（教学课件）-2023-2024学年高一生物下册同步备课课件（人教版2019必修2）

第四章 基因的表达 第2节 基因表达与性状的关系 ——赵沐溪 微信公众号：中学生物科学，欢迎关注！ 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 随堂练习 表观遗传 基因与性状之间的关系 基因表达与性状的关系 目录 9d3b67dc-bbec-4369-98cc-7dbdd7f38e76.source.3.zh-Hans 2 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。 一样 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 从图中我们可以看到：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？ 《 晏子春秋 ·杂下之六 》中有这样一句话： “婴闻之：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？水土也。” (下图：南橘（左）北枳（右）) 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、性状三者间究竟存在怎样的联系？ 我们已经知道生物体的性状是由基因控制的。那么基因是如何控制性状的呢？从问题探讨中我们也可以看出，基因与性状不一定是一一对应的关系。这又是怎么回事呢？ 圆粒豌豆的形成机制 编码淀粉分支酶的基因正常 淀粉分支酶活性正常 淀粉合成正常，含量增加 淀粉含量高，有效保留水分 皱粒豌豆的形成机制 编码淀粉分支酶的基因被打乱 淀粉分支酶异常，活性降低 淀粉合成受阻，含量降低 淀粉含量低的由于失水而皱缩 基因 酶 代谢过程 性状 外来DNA 插入 基因表达产物与性状的关系 圆粒豌豆 皱粒豌豆 以豌豆的圆粒和皱粒这一相对性状为例：与圆粒豌豆不同的是，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。而淀粉在细胞中具有保留水分的作用。因此当豌豆成熟时，淀粉含量高的豌豆十分饱满，淀粉含量低的豌豆失水而皱缩。 例如：人的白化症状是由编码酪氨酸酶的基因异常而引起的。酪氨酸酶能将酪氨酸转变为黑色素，如果缺少酪氨酸酶，就会导致机体不能合成黑色素，从而出现白化症状。 基因表达产物与性状的关系 基因通过控制____的合成来控制___________，进而控制生物体的性状。 酶 代谢过程 间接控制 从上述实例我们可以看出： 控制酪氨酸酶的基因异常 酪氨酸不能正常转化为______ ________不能正常合成 缺乏黑色素，表现_______ 酪氨酸酶 黑色素 白化病 基因　 酶 代谢 过程 生物性状 控制 控制 控制 图示： 6 除上述方式外：基因还能通过控制____________来_____控制生物体的性状 蛋白质的结构 直接 基因表达产物与性状的关系 正常的形成机制 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 患者的形成机制 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 基因型 蛋白质结构 表现型 例如：在大约70%的囊性纤维化患者中，编码CFTR蛋白的基因缺失了3个碱基对，导致CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸，其空间结构发生变化，使CFTR转运氯离子的功能出现异常，导致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。 直接控制 随堂练习 着色性干皮症是一种常染色体隐性遗传病，起因于DNA损伤。深入研究后发现患者体内缺乏DNA修复酶，DNA损伤后不能修复而引起突变。这说明一些基因（　　） A．是通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物的性状 B．是通过控制蛋白质分子的结构，从而直接控制生物的性状 C．是通过控制酶的合成，从而直接控制生物的性状 D．可以直接控制生物的性状，发生改变后生物的性状随之改变 着色性干皮症是一种常染色体隐性遗传病，起因为DNA损伤，患者体内缺乏DNA修复酶，DNA损伤后不能修补从而引起突变。这说明一些基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物性状，A正确，BCD错误。 A 随堂练习 牵牛花的颜色主要是由花青素决定的，如图为花青素的合成与牵牛花颜色变化途径示意图，从图中不可以得出的是（    ） A．花的颜色由多基因共同控制 B．性状由基因决定，也受环境影响 C．基因可以通过控制酶的合成来控制代谢 D．基因①不表达，则基因②和基因③均不 表达 A、花青素决定花的颜色，而花青素的合成是由多对基因共同控制的，因此花的颜色由多基因共同控制，A正确； B、花青素的合成是由多对基因共同控制的，且花青素在不同酸碱条件下显示不