4.2基因表达与性状的关系第1课时课件-2023-2024学年高一下学期生物人教版必修2

第4章 第2节 1 问题探讨 空气中的叶 浸在水中中的叶 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? 叶呈扁平状 叶呈丝状 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 2 问题探讨 问题3: 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? 基因 蛋白质 性状 控制 体现 控制 蛋白质如何体现生物性状 环境条件如何影响生物性状 3 一、基因表达产物与性状的关系 豌豆的圆粒与皱粒 ①性状对比(淀粉在细胞中具有保留水分的作用) 圆粒:饱满,能有效保留水分 皱粒:皱缩,失水 ②基因对比: 圆粒:含有编码淀粉分支酶的基因 皱粒: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 实例1:豌豆圆粒与皱粒 4 一、基因表达产物与性状的关系 编码淀粉分支酶的基因 淀粉分支酶 蔗糖 淀粉 锁水强 饱满(圆粒) 基因序列被打乱 淀粉分支酶异常 蔗糖 淀粉 插入一段DNA序列 活性大大降低 (含量降低) 细胞失水 皱缩(皱粒) 实例1:豌豆的圆粒与皱粒 5 一、基因表达产物与性状的关系 人的白化病 ①性状对比 正常:皮肤颜色正常,毛发为黑色 患病:皮肤、毛发为淡白色 ②基因对比: 正常:含有编码酪氨酸酶的基因 患病:编码酪氨酸酶的基因异常 实例2:白化病 6 一、基因表达产物与性状的关系 实例2:人的白化病 酪氨酸酶基因 酪氨酸酶 酪氨酸 黑色素 正常 酪氨酸酶基因异常 酪氨酸酶 酪氨酸 黑色素 (无) 7 一、基因表达产物与性状的关系 编码淀粉分支酶的基因 淀粉分支酶 蔗糖 淀粉 锁水强 酪氨酸酶基因 酪氨酸酶 酪氨酸 黑色素 正常 代谢过程 合成 代谢过程 合成 生物性状 生物性状 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 8 一、基因表达产物与性状的关系 ①性状对比 正常:肺部功能正常 患病:肺部功能严重受损 ②基因对比: 正常:含有编码CFTR蛋白的基因正常 患病:编码CFTR蛋白的基因缺失了3个碱基 实例3 :囊性纤维病 9 一、基因表达产物与性状的关系 编码CFTR蛋白的基因缺失3个碱基 编码CFTR蛋白的基因 第508位缺少苯丙氨酸 CFTR蛋白片段 CFTR蛋白结构异常 CFTR蛋白功能异常 囊性纤维化 基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状 10 一、基因表达产物与性状的关系 基因 酶 细胞代谢 生物性状 结构蛋白 生物性状 蛋白质 间接途径 直接途径 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 11 基因可以通过控制酶的合成或蛋白质的结构来控制生物体的性状,那为什么来自同一个受精卵的细胞发育过程中细胞在形态、功能等方面有差异呢? 细胞分化的概念是什么? 细胞分化的特点是什么? 细胞分化的结果是什么? 细胞分化的实质是什么? 12 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 + + + - - + 分析不同类型细胞中DNA和mRNA的检测结果 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。 13 二、基因的选择性表达与细胞分化 管家基因:在所有细胞中都表达的基因指导合成的蛋白质是维持细胞基本生命活动所必需的。 奢侈基因:又称组织特异性基因,只在某类细胞中特异性表达的基因,这类基因表达会使细胞在形态、结构和功能上产生稳定的差异。 问题: 细胞中的基因可以分为几类? 14 二、基因的选择性表达与细胞分化 细胞分化是基因选择性表达的结果,即在个体发育过程中,不同种类细胞中遗传信息的执行情况不同。 红细胞 浆细胞 抗体合成基因关闭 血红蛋白基因开启 血红蛋白 抗体合成基因开启 血红蛋白基因关闭 抗体 15 二、基因的选择性表达与细胞分化 从不同水平上分析细胞分化的过程 (1)从细胞水平上分析: (2)从亚显微结构水平上分析: (3)从分子水平上分析: 细胞的形态、结构和功能发生改变。 细胞器的种类和数目及细胞质基质成分和功能发生改变。 蛋白质角度:蛋白质的种类、数量和功能发生改变; 基因角度:基因的选择性表达,是细胞分化的根本原因。 16 二、基因的选择性表达与细胞分化 细胞分化的“不变”与“变” 不 变 变 DNA、tRNA、rRNA、细胞的数目 mRNA、蛋白质的种类、细胞的形态、结构和功能 基因什么时候表达、在什么条件下表达、在哪些细胞中表达以及表达水平的