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

第四章 第2节 基因表达与性状的关系 2024年4月15日星期一3时42分0秒 [学习目标] 1.通过资料分析.建立基因控制性状的两种模型(科学探究、科学思维) 2.理解并描述基因的选择性表达与细胞分化的关系。 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（生命观念、社会责任）。 问题探讨： 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。 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？ 叶片所处的环境不同 一样 开动脑筋 “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。” (右图：南橘（上）北枳（下）) 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 控制 蛋白质 体现 性状 蛋白质是生命活动的主要承担者 怎样控制？ 一、基因表达产物和性状的关系 阅读书P71-72相关内容，从基因的角度解释豌豆的圆粒和皱粒？ 正常 插入DNA 序列 基因 酶 细胞代谢 性状 编码淀粉分支酶的基因 淀粉分支酶正常,活性较高 淀粉分支酶异常,活性较低 淀粉合成正常 淀粉含量高，有效保留水分 淀粉合成受阻 淀粉含量低，失水皱缩 事实1：豌豆的圆粒和皱粒 一、基因表达产物和性状的关系 事实2：从基因的角度解释 “白化病”形成机制？ 白化病是由于基因不正常，缺少酪氨酸酶，导致机体不能合成黑色素。 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 基因通过控制 来 过程,进而间接控制性状。 酶的合成 结论1： 控制代谢 一、基因表达产物和性状的关系 事实3：从基因的角度解释 “囊性纤维病”发病机理。 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，黏液清除困难，细菌大量繁殖，肺功能受损 囊性纤维化气管 正常气管 基因通过控制 直接控制生物体的性状。 蛋白质的结构 结论2： 直接控制 一、基因表达产物和性状的关系 事实4：镰刀型细胞贫血症形成机制 血红蛋白的结构正常 红细胞呈圆饼状 控制血红蛋白形成的基因碱基对正常 红细胞正常 红细胞易破裂,患溶血性贫血 控制血红蛋白形成的 基因中一个碱基对变化 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 细胞结构 性状 直接控制 归纳整合 事实1、豌豆的圆粒和皱粒；事实2、白化病 事实3、囊性纤维病； 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 基因 结构蛋白 细胞结构 生物性状 酶或激素 代谢过程 生物性状 基因表达产物 直接控制 间接控制 事实4：镰刀型细胞贫血症 练习：P79 例1、2 《报纸》35期3版 1、 8 二、基因的选择性表达导致细胞的分化 同一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? P72思考·讨论 分析不同类型细胞中DNA和mRNA的检测结果 检测的 3种细胞 是否含有三种 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 + + + - - + 结果分析： 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？ 结论：细胞中并不是所有的基因都表达，基因的表达存在选择性。 2. 细胞分化的本质： 基因的选择性表达与基因表达的调控有关。 1. 表达的基因分为两类： 所有细胞都表达——管家基因 如：核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因等 只在某类细胞特异性表达——奢侈基因 如：卵清蛋白基因、胰岛素基因等 2. 基因的选择性表达与细胞分化 基因的选择性表达。 书P72 细胞分化的“不变”与“变”： ⑴不变 DNA、tRNA、rRNA 细胞的数目 mRNA、蛋白质的种