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

基因表达与性状的关系 板书 1 基因 性状 控制 蛋白质 体现 表达 基因的表达产物蛋白质是如何体现生物性状的呢？ 通过前面的学习已经知道基因控制性状 基因指导蛋白质合成 蛋白质是生命活动的主要承担者 基因的表达产物蛋白质是如何体现生物性状的呢？ 下面通过几个实例进行探究 2 实例1：豌豆的圆粒与皱粒 尝试从基因角度解释这一对相对性状的形成。 材料： 淀粉分支酶可以催化蔗糖合成淀粉。 淀粉在细胞中具有保留水分的作用。 皱粒豌豆插入了一段外来DNA序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因。 圆粒豌豆 皱粒豌豆 一、基因表达产物与性状的关系 豌豆为什么有的是圆的，有的是皱的？ 皱粒豌豆虽然长得皱巴巴的，挺丑的，却甜甜的。这是为什么？ 豌豆为什么有的是圆的 有的是皱的 阅读材料 小组讨论 尝试从 那个小组愿意和大家分享一下 非常 一看就是一个有智慧的小组 把这个小组的智慧结晶呈现在这里这一实例说明基因是如何控制生物性状的？ 豌豆的圆粒与皱粒的形成机制 圆粒豌豆的形成机制 皱粒豌豆的形成机制 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 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 这一实例说明基因是如何控制生物性状的？ 4 基因通过控制 ， 来控制 ， 进而控制 。 酶的合成 代谢的过程 生物体的性状 间接控制 一、基因表达产物与性状的关系 这一实例说明基因是怎么控制性状的 找同学来总结一下 5 实例2：镰刀型细胞贫血症 一、基因表达产物与性状的关系 患者的红细胞不是正常的圆饼状，而是弯曲的镰刀状。病重时，红细胞受机械损伤而破裂的现象，引起严重贫血而造成死亡。研究发现，控制血红蛋白形成基因的一个碱基发生变化，血红蛋白结构异常。 材料： 尝试从基因角度解释镰刀型红细胞的形成。 红细胞为什么呈镰刀状？ 正常红细胞 圆饼状 镰刀型 为什么？ 阅读材料 小组讨论 尝试从 6 实例2：镰刀型细胞贫血症 控制血红蛋白形成基因的一个碱基发生变化 血红蛋白的结构发生变化 红细胞呈镰刀状 基因 蛋白质结构 性状 基因通过控制 ， 直接控制 。 蛋白质的结构 生物体的性状 一、基因表达产物与性状的关系 这一实例说明基因是如何控制生物性状的？ 为什么形态、结构和功能却不相同？ 红细胞 神经细胞 纤维原细胞 平滑肌细胞 骨细胞 脂肪细胞 横纹肌细胞 小肠上皮细胞 同一个体的不同的体细胞所含基因相同吗？为什么？ 二、基因的选择性表达与细胞分化 无论是直接控制还是间接控制，基因都是通过指导蛋白质的合成来控制性状的。那么来自同一个受精卵的细胞基因相同，为何形态、功能各异。 为什么相同 由受精卵分裂而来 针对这一问题科学家进行了相关实验 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 + + + + + + + + + + － + + － － － － － 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 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，对三种细胞中的DNA和mRNA进行了检测，结果如下： ••• 思考与讨论： 二、基因的选择性表达与细胞分化 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 + + + - - + 讨论：（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？ 细胞分化的本质就是基因的选择性表达 核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因；分析表格 小组讨论回答以下问题 不同 只检测到卵清蛋白信使 合成蛋白 完全不同吗 每个细胞都有一些相同的蛋白质 三种基因都含 只表达部分 有选择性 形成不同蛋白质 不同类型细胞 发生细胞分化 本质 为什么会选择性表达部分基因与基因表达调控有关 基因