【課件】基因表達與性狀的關(guān)系課件2022-2023學(xué)年高一下學(xué)期生物人教版必修2

第2節(jié)基因表達與性狀的關(guān)系（第1課時）第4章基因的表達轉(zhuǎn)錄翻譯蛋白質(zhì)基因RNA復(fù)習回顧基因如何指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成？性狀基因、蛋白質(zhì)和性狀之間是何關(guān)系呢？控制1．這兩種形態(tài)的葉，其細胞的基因組成一樣嗎？2．兩種葉形的基因相同，形態(tài)不同，能否說明基因與性狀為一一對應(yīng)的關(guān)系？推測引起兩種葉形差異可能的原因是什么？一樣?；蚝托誀畈皇且灰粚?yīng)的關(guān)系?？赡芘c水毛茛兩種葉形所處的環(huán)境有關(guān)?；蚓烤故侨绾慰刂粕镄誀畹哪兀繂栴}探討實例一：豌豆的圓粒和皺粒豌豆的圓粒與皺粒①性狀對比（淀粉在細胞中具有保留水分的作用）

圓粒：飽滿，能有效保留水分

皺粒：皺縮，失水②基因?qū)Ρ龋?/p>

圓粒：含有編碼淀粉分支酶的基因

皺粒：插入了一段外來DNA序列，打亂了編碼淀粉分支酶的基因?qū)嵗唬和愣沟膱A粒和皺粒______淀粉分支酶___________________淀粉含量_____淀粉________，含量降低豌豆能有效地保留水分，十分飽滿___________________正常的淀粉分支酶基因被插入的DNA序列打亂的異常淀粉酶基因正常的異常的淀粉分支酶豐富合成受阻豌豆由于失水而皺縮基因酶細胞代謝性狀實例二：白化病人的白化?、傩誀顚Ρ?/p>

正常：皮膚顏色正常，毛發(fā)為黑色

患病：皮膚、毛發(fā)為淡白色②基因?qū)Ρ龋?/p>

正常：含有編碼酪氨酸酶的基因

患病：編碼酪氨酸酶的基因異常白化病患者正常人實例二：白化病正常的形成機制患者的形成機制編碼酪氨酸酶的基因正常酪氨酸酶正常酶將酪氨酸轉(zhuǎn)變?yōu)楹谏乇憩F(xiàn)正常編碼酪氨酸酶的基因被打亂酪氨酸酶異常，無法正常合成缺少酶，酪氨酸無法合成黑色素缺乏黑色素表現(xiàn)白化癥狀基因酶細胞代謝性狀基因表達產(chǎn)物與性狀的關(guān)系淀粉分支酶基因異常合成的淀粉分支酶異常淀粉合成受阻，含量下降豌豆由于失水而皺縮酪氨酸酶基因異常酪氨酸酶無法正常合成細胞不能正常合成黑色素個體表現(xiàn)為白化癥狀你能總結(jié)出以上兩個實例中基因控制性狀的途徑嗎？小結(jié)基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀?；虮磉_產(chǎn)物與性狀的關(guān)系實例三：囊性纖維化囊性纖維化是北美白種人中一種常見的遺傳病，大約70%的囊性纖維化患者中編碼CFTR轉(zhuǎn)運蛋白的基因缺失了3個堿基，導(dǎo)致CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸，其空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，使CFTR轉(zhuǎn)運氯離子的功能出現(xiàn)異常，導(dǎo)致患者支氣管中黏液增多，管腔受阻，細菌在肺部大量生長繁殖，最終使肺功能嚴重受損。基因表達產(chǎn)物與性狀的關(guān)系正常的形成機制患者的形成機制編碼CFTR蛋白的基因正常CFTR蛋白正常CFTR轉(zhuǎn)運氯離子的功能正常表現(xiàn)正常編碼CFTR蛋白的基因缺失3個堿基CFTR蛋白異常，缺少苯丙氨酸CFTR轉(zhuǎn)運氯離子的功能異常支氣管粘液增多粘液清除困難，肺功能嚴重受損基因蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)功能性狀實例四：鐮狀細胞貧血紅細胞易破裂，使人患溶血性貧血正常紅細胞紅細胞自由流動正常血紅蛋白鐮狀紅細胞鐮狀紅細胞阻塞血流異常血紅蛋白正常的編碼血紅蛋白的基因編碼血紅蛋白的基因堿基有變化實例四：鐮狀細胞貧血正常的形成機制患者的形成機制編碼血紅蛋白的基因正常血紅蛋白正常紅細胞呈圓餅狀，正常運輸O2表現(xiàn)正常編碼血紅蛋白的基因谷氨酸被替換血紅蛋白蛋白異常，缺谷多纈紅細胞呈鐮刀型，運輸O2能力降低出現(xiàn)溶血、貧血等癥狀基因蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)細胞結(jié)構(gòu)性狀小結(jié)基因通過控制表達產(chǎn)物蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀?；虮磉_產(chǎn)物與性狀的關(guān)系蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因細胞代謝生物性狀酶間接控制直接控制

通過以上四個實例的分析，嘗試用箭頭和文字總結(jié)出基因?qū)π誀羁刂频膬煞N途徑。學(xué)生活動我們知道，人是由受精卵發(fā)育來的，受精卵經(jīng)過分裂形成多個細胞，進而形成不同類型的細胞，如紅細胞、神經(jīng)細胞、肌肉細胞等。1．這個過程我們稱為什么？2．這些細胞的基因是否相同？3．這些不同類型細胞的結(jié)構(gòu)和功能都不相同。可能的原因是什么？生物體多種性狀的形成，都是以細胞分化為基礎(chǔ)的。在細胞分化過程中是什么原因使這些細胞結(jié)構(gòu)功能發(fā)生了差異？是否有證據(jù)證明呢？想一想細胞分化相同不同類型細胞中基因的表達情況不完全相同。檢測的3種細胞卵清蛋白基因珠蛋白基因胰島素基因卵清蛋白mRNA珠蛋白mRNA胰島素mRNA輸卵管細胞＋＋＋＋－－紅細胞＋＋＋－＋－胰島細胞＋＋＋－－＋說明：“＋”表示檢測發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的分子，“－”表示檢測未發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的分子。思考討論科學(xué)家提取了雞的輸卵管細胞、紅細胞（有細胞核）和胰島細胞，這三種細胞中分別有不同的蛋白質(zhì)，卵清蛋白、珠蛋白及胰島素，科學(xué)家對這3種細胞中DNA、mRNA進行了檢測，結(jié)果如下表所示。檢測的3種細胞卵清蛋白基因珠蛋白基因胰島素基因卵清蛋白mRNA珠蛋白mRNA胰島素mRNA輸卵管細胞＋＋＋＋－－紅細胞＋＋＋－＋－胰島細胞＋＋＋－－＋說明：“＋”表示檢測發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的分子，“－”表示檢測未發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的分子。思考討論根據(jù)檢測結(jié)果推測，3種細胞中合成的蛋白質(zhì)有什么差別？123種細胞含有的基因相同，但只檢測到其中一種基因的mRNA，為什么？每種細胞只合成3種蛋白質(zhì)中的一種。細胞中不是所有的基因都表達，基因的表達存在選擇性。

這些細胞出現(xiàn)差異是在細胞分化過程中基因在不同細胞中特異性表達的結(jié)果。即基因的選擇性表達。同一生物體中是否存在某些基因在不同細胞中都進行選擇性表達的情況？有在所有細胞中都表達的基因嗎？為什么？細胞呼吸酶基因細胞呼吸合成ATP核糖體細胞呼吸酶ATP合成酶核糖體蛋白ATP合成酶基因核糖體蛋白基因舉例基因的選擇性表達與細胞分化基因在所有細胞中都表達的基因在某些細胞中特異性表達的基因核糖體蛋白基因、ATP合成酶基因等卵清蛋白基因、胰島素基因等指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)是維持細胞生命活動所必需的。管家基因奢侈基因細胞分化的本質(zhì)是基因的選擇性表達。隨堂練習1.圖中_________是奢侈基因，____是管家基因；2.圖中_____最可能是ATP合成酶基因；3.圖中_______最可能是胰島素基因；4.神經(jīng)細胞有沒有胰島素基因？_______

神經(jīng)細胞能不能產(chǎn)生胰島素？_______

原因是_______________；甲乙丙丁丁甲有不能基因的選擇性表達基因的選擇性表達與細胞分化細胞分化的“不變”與“變”DNA、

①不變細胞的數(shù)目②變mRNA、蛋白質(zhì)的種類細胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能tRNA、rRNA在人群中，有多種遺傳病是由苯丙氨酸的代謝缺陷所致，苯丙酮尿癥（PKU）是一種常見的氨基酸代謝病。人體內(nèi)苯丙氨酸的代謝途徑如下圖所示。苯丙酮尿癥表現(xiàn)為苯丙氨酸的代謝產(chǎn)物之一——苯丙酮酸積累，并從尿中大量排出，而苯丙酮酸在腦中積累可阻礙腦的發(fā)育，造成智力低下。1．梳理苯丙酮尿癥的成因，分析屬于基因控制性狀的哪條途徑？2．根據(jù)苯丙氨酸的代謝途徑，針對苯丙酮尿癥患者的飲食，你有什么建議？基因控制酶的合成控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)性狀細胞分化的本質(zhì)是基因的選擇性表達間接控制細胞代謝直接控制基因表達產(chǎn)物與性狀的關(guān)系相同基因不同的蛋白質(zhì)基因選擇性表達不同類型的細胞表現(xiàn)不同的mRNA合成例1．我國科學(xué)家將含有人凝血因子基因的DNA片段注射到羊的受精卵中，由該受精卵發(fā)育而成的羊，分泌的乳汁中含有人的凝血因子，可治療血友病。下列敘述錯誤的是（）A．這項研究說明人和羊共用一套遺傳密碼B．該羊的乳腺細胞中含有人的凝血因子基因C．該羊分泌的乳汁中含有人的凝血因子基因D．該羊的后代也可能含有人的凝血因子基因C例2．人體的神經(jīng)細胞和肌細胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能不同，原因是這兩種細胞內(nèi)（）A．tRNA不同 B．rRNA不同C．mRNA不同 D．DNA上的遺傳信息不同C人體皮膚細胞與肌肉細胞是細胞分化形成的，而細胞分化的實質(zhì)是基因的選擇性表達，因此兩種細胞中的mRNA有所區(qū)別。解析1、下圖為豌豆種子圓粒性狀的產(chǎn)生機制。下列敘述錯誤的是A.圖中顯示了基因通過控制酶的合成來控制代謝過程,進而控制生物體的性狀B.當編碼淀粉分支酶的基因被打亂時,細胞內(nèi)淀粉的含量會上升C.皺粒種子中蔗糖含量相對較高,味道更甜美D.圖中①②過程中堿基互補配對的方式有差異B練習2、著色性干皮癥是一種常染色體隱性遺傳病，起因于DNA損傷。深入研究發(fā)現(xiàn)患者體內(nèi)缺乏DNA修復(fù)酶，DNA損傷后不能修復(fù),從而引起突變。這說明一些基因A.通過控制酶的合成來控制代謝過程,進而控制生物體的性狀B.通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu),從而直接控制生物體的性狀C.通過控制酶的合成,從而直接控制生物體的性狀D.可以直接控制生物體的性狀,發(fā)生突變后生物的性狀隨之改變A練習3、如圖為人體內(nèi)基因?qū)π誀畹目刂七^程，下列相關(guān)敘述正確的是A.基因1和基因2可出現(xiàn)在人體內(nèi)的同一個細胞中B.圖中①過程需RNA聚合酶的催化，②過程需tRNA的催化C.④⑤過程形成的結(jié)果存在差異，根本原因是血紅蛋白結(jié)構(gòu)的不同D.①②③和①②④⑤過程均體現(xiàn)出基因通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制人體的性狀A(yù)練習4、下表是人體內(nèi)的紅細胞(未成熟)、胰島B細胞、漿細胞（與合成抗體有關(guān)）內(nèi)所含有的核基因及這些基因表達的情況(“＋”表示該基因能表達，“－”表示該基因未表達)。下列有關(guān)說法正確的是A.①②③均表示“＋”B．此表說明細胞分化導(dǎo)致基因的選擇性表達C．三種細胞中mRNA和蛋白質(zhì)種類完全不同D．三種細胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能不同的根本原因是核基因種類不完全相同細胞血紅蛋白基因胰島素基因抗體基因有氧呼吸酶基因紅細胞＋－－＋胰島B細胞－①－＋漿細胞－－②③A練習5、如圖為人體某早期胚胎細胞所經(jīng)歷的生長發(fā)育階段示意圖，圖中甲、乙、丙、丁、戊為各個時期的細胞，a、b表示細胞所進行的生理過程。下列敘述正確的是

①a過程是有絲分裂，b過程是細胞分化②乙和丙的染色體組成不同③丁與戊因遺傳物質(zhì)不同而發(fā)生分化④甲、丁、戊中的蛋白質(zhì)不完全相同

A．①②B．①④C．③④D