4.2 基因表达与性状的关系（教学课件）-2023-2024学年高一生物下学期任务型教学课件（2019人教版必修2）

第4章 基因的表达 第2节 基因表达与性状的关系 学习目标 1：通过资料分析，用不完全归纳法总结基因控制性状的两种途径。 2：理解并建立基因的选择性表达与细胞分化的关系模型。 3：结合基因、性状与环境三者关系，理解表观遗传现象并学以致用；通过表观遗传的发现认同科学是不断发展的，人类对自然界的探究永无止境。 1.这两种形态的叶，其细胞的基因组成 一样吗？原因？ 2.这两种叶形的差异，可能是什么因素 引起的？ 一样，均来源于受精卵的有丝分裂 可能与水毛茛两种叶形所处的环境有关。 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。 空气中的叶 浸在水中中的叶 叶呈扁平状 叶呈丝状 问题探讨引新课 巩固旧知探新知 一、基因表达产物与性状的关系 基因 蛋白质 性状 控制 体现 思考： 基因如何控制生物的性状？ ？ 任务一：阅读课本71页，完成以下皱粒豌豆、白化病的形成机制。 皱粒豌豆形成机制 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 性状 酶 代谢过程 回归课本探新知 白化病形成机制 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，表现白化病 基因 性状 酶 代谢过程 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。（间接） 回归课本探新知 回归课本探新知 任务二：阅读课本71-72页，完成囊性纤维化的形成机制的形成机制。 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 囊性纤维化的形成机制 基因 蛋白质结构 功能 性状 基因还能通过控制蛋白质的结构来直接控制生物体的性状 ①间接控制 控制 控制 生物性状 控制 ②直接控制 举例：豌豆的皱粒、白化病 蛋白质结构 控制 控制 基因 生物性状 一、基因表达产物与性状的关系 举例：囊性纤维病 基因 酶 代谢过程 回归课本探新知 二、基因的选择性表达与细胞分化 任务三：分析不同类型细胞中DNA和mRNA的检测结果，思考下列问题： (1)这三种细胞的基因组成是否相同？为什么？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？ 相同，三种细胞都来源于受精卵的有丝分裂。输卵管细胞只能合成卵清蛋白，红细胞只能合成珠蛋白，胰岛细胞只能合成胰岛素 细胞中并不是所有基因都会表达，基因的表达具有选择性。 回归课本探新知 回归课本探新知 任务四：小组合作建构模型，利用材料模拟鸡的输卵管细胞、红细胞（有细胞核）和胰岛细胞中的基因表达情况。 在所有细胞中都表达的基因。-- 管家基因 只在某类细胞中特异性表达的基因。--奢侈基因 细胞形态结构不同 相同基因 不同的 蛋白质 基因选择性表达 细胞生理功能不同 不同的 mRNA 合成 E D C A B E D C A B E D C A B 细胞分化的本质就是基因的选择性表达 细胞分化的结果： 细胞的数目、DNA、tRNA、rRNA不变。 细胞的形态、结构和功能不同，细胞中mRNA、蛋白质的种类不完全相同。 回归课本探新知 任务五：阅读课本P73资料1柳穿鱼花形态结构的遗传，小组讨论解决以下问题。 三、表观遗传 问题1：对两植株Lcyc基因测序结果？检测两植株Lcyc基因表达情况？ 问题2：植株BLcyc基因不表达的原因？ 问题3：甲基化的Lcyc基因能够遗传吗？ 问题4：F1的花为什么与植株A的相似？在F2中，为什么有些植株的花与植株B的相似？ 相同；植株A的Lcyc基因能表达，植株 B的Lcyc基因不表达 植株BLcyc基因甲基化 能够遗传 回归课本探新知 F1植株同时含有来自植株A和植株B的Lcyc基因。植株A的Lcyc基因能够表达，表现为显性；植株B的Lcyc基因由于部分碱基被甲基化，基因表达受到抑制，表现为隐性。因此，同时含有这两个基因的F1的花与植株A的相似。F1自交后，F2中有少部分植株含有两个来自植株B的Lcyc基因，由于该基因的部分碱基被甲基化，基因表达受到抑制，因此，这部分植株的花与植株B的相似。 问题4：F1的花为什么与植株A的相似？在F2中，为什么有些植株的花与植株B的相似？ DNA甲基化是指在DNA甲基转移酶（DNMT）的催化作用下，将甲基（-CH3)转移到DNA分子胞嘧啶碱基上，将其修饰成为5-甲基胞嘧啶的反应过程，一般发生于CG二核苷酸序列处。 甲基化不改变DNA碱基序列， 只是对碱基进行修饰 知识链接： 回归课本探新知 任务六：阅读教材73资料2-