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（2019）必修2

基因表达与性状的关系 1 问题探讨 同一株水毛茛裸露在空气中的叶和浸泡在水中的叶表现出两种不同的形态。 2.这两种叶形的差异，可能是由什么因素引起的？ 1.这两种形态的叶，其细胞的基因组成一样吗？ 讨论 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。 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，可能是由叶片所处的环境因素引起的。 思考： 那基因是如何控制生物体的性状的呢？ “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。” 像这种随环境不同，生物性状发生改变的例子非常普遍。北极附近生活着一种雷鸟，它们四季换羽，羽色多变，春夏季为灰褐色，秋季为黄栗色，冬季则为雪白色，在不同季节始终与环境保持一致。可见遗传信息对生物性状的控制，存在着复杂的调控机制。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？ 2 基因 蛋白质 性状 控制 体现 控制 思考： 基因如何控制生物的性状？ 生物的性状是基因通过控制蛋白质的合成来实现的。 一、基因表达产物与性状的关系 3 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，保留水分，饱满 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 细胞代谢 性状 例1：豌豆的圆粒和皱粒是如何形成的？ 一、基因表达产物与性状的关系 说明：基因通过控制____的合成来控制_____过程，进而控制生物体的______. 酶 性状 这体现直接还是间接控制性状？ 代谢 间接 插入小段DNA 4 例2：白化病的形成机制 编码酪氨酸酶的基因异常 缺少酶，酪氨酸不能转化为黑色素 基因 酶 细胞代谢 性状 酪氨酸酶无法正常合成 缺乏黑色素表现白化症状 图1 白化病患者 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，进而间接控制生物体的性状。 说明： 白化病与老年人白头发的原理一样吗？ 不同。白头发是酪氨酸酶活性低。白化病是基因异常，缺少酪氨酸酶。 5 例3：囊性纤维病形成机制 编码CFTR蛋白的基因缺失3个碱基 CFTR转运氯离子的功能异常 基因 蛋白质结构 功能 性状 CFTR蛋白缺少1个苯丙氨酸，蛋白结构异常 支气管内黏液增多，管腔受阻，细菌大量繁殖，肺功能严重受损 囊性纤维化气管 正常气管 一、基因表达产物与性状的关系 基因还能通过控制蛋白质的_____，______控制生物体的______。 说明： 性状 结构 直接 6 一、基因表达产物与性状的关系 例4：镰刀型细胞贫血症 控制血红蛋白形成基因的一个碱基对发生变化（碱基对替换） 红细胞呈镰刀状 血红蛋白的结构发生变化 红细胞容易破裂，患溶血性贫血。 基因 蛋白质结构 功能 性状 基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。 说明： 镰刀型细胞贫血病是由于基因突变，导致血红蛋白分子的多肽链上的谷氨酸替换成了缬氨酸，从而使患者的红细胞变成弯曲的镰刀状。 7 一、基因表达产物与性状的关系 豌豆的圆粒和皱粒；白化病 囊性纤维病；镰刀型细胞贫血症； 直接控制 间接控制 基因 结构蛋白 酶/激素 细胞代谢 生物 性状 1、基因通过控制__________来控制__________，进而控制生物体的性状 酶的合成 代谢过程 2、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 《金》P118 例1、2 苯丙酮尿症 8 练习1、在豌豆的DNA中插入一段外来的DNA序列后，使编码淀粉分支酶的基因被打乱，导致淀粉分支酶不能合成，最终导致豌豆种子中淀粉的合成受阻，种子成熟晒干后就形成了皱粒豌豆．下列有关分析正确的是（　） A．插入的外来DNA序列会随豌豆细胞核DNA分子的复制而复制，复制场所为细胞质 B．基因侧重于遗传物质化学组成的描述，DNA侧重描述遗传物质的功能 C．淀粉分支酶基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状 D．插入的外来DNA序列使淀粉分支酶基因的结构发生了改变，因此该变异属于基因突变 D 二、基因的选择性表达与细胞分化 同一个生物体中不同类型的细胞，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? 思考： 10 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？ 这3种细胞中合成的蛋白