4.2 基因表达与性状的关系（第1课时）-2023-2024学年高一生物名师精选备课备件（人教版2019必修2）

第4章 基因的表达 第2节 基因表达与性状的关系 遗传与进化 基因表达产物与性状的关系 阅读课本P71至P72页第一段内容： 1.勾画出下列三种性状的形成机制： 豌豆的皱粒、人的白化病、囊性纤维病 2.结合实例思考以上三种性状形成分别与蛋白质、基因的关系 实例1：豌豆的圆粒和皱粒 皱粒种子主要含有蔗糖等小分子糖类，成熟时大量失水引起皱缩，但味道更甜 饱满 VS 皱缩 圆粒种子主要含淀粉，而淀粉在细胞中具有保留水分的作用，成熟时能有效保留水分，但味道不甜 形成机制 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，有效保留水分 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 插入外来DNA 基因 酶合成 代谢过程 实例1：豌豆的圆粒和皱粒 控制 控制 控制 生物性状 实例2：人的白化病 白化病是一种较常见的皮肤及其附属器官黑色素缺乏所引起的疾病 主要表现：毛发及皮肤呈白色、畏光，对紫外线敏感，易晒伤，甚至诱发皮肤癌 这只大猩猩名为雪花，1964年出生，1966入住巴塞罗那动物园，一生都生活在那里，2003年死于皮肤癌。它是现今发现的唯一的白化病大猩猩 形成机制 实例2：人的白化病 控制酪氨酸酶的基因正常 酪氨酸酶合成 酪氨酸能转化为黑色素 含有黑色素表现正常 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 缺乏黑色素而表现为白化病 基因 酶合成 代谢过程 控制 控制 控制 生物性状 实例2：人的白化病 实例1：豌豆的圆粒与皱粒 基因通过控制__________来控制________，进而 控制 。 酶的合成 代谢过程 基因表达产物与性状的关系 生物体的性状 结论一 间接 实例3：囊性纤维病 囊性纤维化是北美白种人中常见的一种遗传病，患者支气管被异常的粘液堵塞，常于幼年时死于肺部感染。 正常的形成机制 编码CFTR蛋白的基因正常 CFTR蛋白结构正常 CFTR转运氯离子的功能正常 表现正常 患者的形成机制 编码CFTR蛋白的基因缺失3个碱基 CFTR蛋白结构异常 （在第508为缺少苯丙氨酸） 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 基因 蛋白质结构 生物性状 实例3：囊性纤维病 形成机制 控制 控制 实例4：镰状细胞贫血症 正常红细胞 镰刀型红细胞 （易破裂） 正常人的红细胞是中央微凹的圆饼状，而镰状细胞贫血患者的红细胞却是弯曲的镰刀状，这样的红细胞易破裂，使人患溶血性贫血。 正常的形成机制 编码血红蛋白的基因正常 血红蛋白结构正常 红细胞成双凹圆饼状 运氧功能正常 表现正常 患者的形成机制 编码血红蛋白的基因发生碱基对替换 血红蛋白结构异常 （发生氨基酸替换） 红细胞成镰刀型，运氧能力降低 容易破裂，患溶血性贫血 基因 蛋白质结构 生物性状 实例4：镰状细胞贫血症 形成机制 控制 控制 实例4：镰状细胞贫血症 实例3：囊性纤维病 基因通过控制___________， 控制_______ 。 蛋白质结构 基因表达产物与性状的关系 生物体的性状 结论二 直接 基因 酶 细胞代谢 生物性状 结构蛋白 生物性状 蛋白质 间接作用 直接作用 小结：基因表达产物与性状的关系 生物体多种性状的形成，都是以细胞分化为基础的。 同一生物体的不同类型细胞中，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 Thinking 基因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。 阅读P72思考与讨论，完成讨论1、2： 讨论： 1、这3种细胞中合成的蛋白质种类有什么差别？ 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。 3种基因转录的mRNA分别出现在3种细胞中，表明每种细胞只合成3种蛋白质中的一种。因此，这3种细胞中合成的蛋白质种类不完全相同。 讨论： 2、3种细胞中的DNA都含有卵清蛋白