4.2基因表達(dá)與性狀的關(guān)系第1課時(shí)課件-高一下學(xué)期生物人教版必修2

第四章第二節(jié)

基因表達(dá)與性狀的關(guān)系

第1課時(shí)1．這兩種形態(tài)的葉，其細(xì)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。可能與水毛茛兩種葉形所處的環(huán)境有關(guān)。基因究竟是如何控制生物性狀的呢？問題探討實(shí)例一：豌豆的圓粒和皺粒豌豆是圓粒還是皺粒與細(xì)胞內(nèi)的淀粉含量密切相關(guān)。淀粉含量高的豌豆在成熟時(shí)能有效保留水分而變得飽滿，淀粉含量低的豌豆由于失水而皺縮。從基因?qū)用嫔峡?，皺粒豌豆淀粉含量降低的原因是DNA上插入了一段外來的DNA序列，打亂了編碼淀粉分支酶的基因，導(dǎo)致淀粉分支酶異常，淀粉含量降低。圓粒豌豆皺粒豌豆嘗試用文字和箭頭從不同層次水平解釋圓粒豌豆與皺粒豌豆形成的機(jī)制。圓粒豌豆的形成機(jī)制編碼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，有效保留水分皺粒豌豆的形成機(jī)制編碼淀粉分支酶的基因被打亂淀粉分支酶異常，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皺縮基因酶細(xì)胞代謝性狀基因酶的合成控制生物的性狀間接控制代謝過程控制實(shí)例二：白化病白化病患者酪氨酸酶基因酪氨酸酶酪氨酸中間產(chǎn)物黑色素正常人毛發(fā)是黑色的，這是由于皮膚細(xì)胞中含有酪氨酸酶，可將酪氨酸轉(zhuǎn)變成黑色素，正常人的皮膚細(xì)胞中也有此種酶，圖中表示的是黑色素形成的代謝過程。

白化病人的皮膚、毛發(fā)呈粉白色，白化癥狀是由于編碼酪氨酸酶的基因異常引起的，依據(jù)上圖你能解釋出現(xiàn)白化癥狀的原因嗎？

白化病是由于基因不正常，缺少酪氨酸酶，導(dǎo)致機(jī)體不能合成黑色素。毛發(fā)白色，皮膚淡紅色，畏光?；駻mRNA酪氨酸酶酪氨酸中間產(chǎn)物黑色素轉(zhuǎn)錄翻譯合成黑色素的代謝途徑基因酶的合成控制生物的性狀間接控制代謝過程控制實(shí)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(yùn)蛋白的基因缺失了3個(gè)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(yùn)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(xì)菌在肺部大量生長繁殖，最終使肺功能嚴(yán)重受損。正常的CFTR蛋白突變的CFTR蛋白厚厚的黏液層稀薄的黏液正常的形成機(jī)制編碼CFTR蛋白的基因正常CFTR蛋白正常CFTR轉(zhuǎn)運(yùn)氯離子的功能正常表現(xiàn)正常囊性纖維病形成機(jī)制編碼CFTR蛋白的基因缺失3個(gè)堿基CFTR蛋白異常，缺少苯丙氨酸CFTR轉(zhuǎn)運(yùn)氯離子的功能異常黏液清除困難，細(xì)菌繁殖，肺部感染基因蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)功能性狀囊性纖維病基因蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)控制生物的性狀直接控制基因蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)控制生物的性狀直接控制控制血紅蛋白形成基因的一個(gè)堿基發(fā)生變化（堿基替換）血紅蛋白的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化紅細(xì)胞呈鐮刀狀紅細(xì)胞容易破裂，患溶血性貧血。通過以上實(shí)例說明基因如何控制控制生物的性狀?基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進(jìn)而控制生物體的性狀基因還能通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀間接控制直接控制豌豆圓粒與皺粒人的白化病70%的囊性纖維化鐮狀細(xì)胞貧血在人群中，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？1.苯丙酮尿癥的成因：編碼與苯丙氨酸代謝有關(guān)酶①的基因異?！鸁o法合成苯丙氨酸代謝有關(guān)的酶①→苯丙氨酸不能被轉(zhuǎn)化為酪氨酸，只能形成苯丙酮酸→苯丙酮酸積累，表現(xiàn)為苯丙酮尿癥。屬于基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進(jìn)而控制生物性狀。2.控制天然蛋白質(zhì)的攝入，使苯丙氨酸攝入量維持在最低生理需要量；補(bǔ)充專門的奶粉或氨基酸粉，保證蛋白質(zhì)；保證熱量、維生素、礦物質(zhì)、微量元素等營養(yǎng)需求；定期監(jiān)測血苯丙氨酸濃度與營養(yǎng)狀況，個(gè)體化飲食指導(dǎo)，使血苯丙氨酸濃度控制在適當(dāng)范圍。

科學(xué)家提取了雞的輸卵管細(xì)胞、紅細(xì)胞和胰島B細(xì)胞，對這3種細(xì)胞中的DNA和mRNA進(jìn)行了檢測，結(jié)果如下表所示。項(xiàng)目DNA檢測結(jié)果RNA檢測結(jié)果輸卵管細(xì)胞成人紅細(xì)胞胰島B細(xì)胞輸卵管細(xì)胞成人紅細(xì)胞胰島B細(xì)胞核糖體蛋白基因＋＋＋＋＋＋卵清蛋白基因＋＋＋＋－－β-珠蛋白基因＋＋＋－＋－胰島素基因

＋＋＋－－

＋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。1.這3種細(xì)胞中合成的蛋白質(zhì)種類有什么差別？

有些蛋白質(zhì)在所有的細(xì)胞中都合成，但也有一些特定功能的蛋白質(zhì)只在特定的細(xì)胞中合成，因此這3種細(xì)胞中合成的蛋白質(zhì)種類不完全相同。這一事實(shí)說明，基因的表達(dá)存在選擇性。3.核糖體蛋白基因是否發(fā)生了選擇性表達(dá)？核糖體蛋白基因在所有的細(xì)胞中均表達(dá)，未發(fā)生選擇性表達(dá)。2.3種細(xì)胞中的DNA都含有卵清蛋白基因、β-珠蛋白基因、胰島素基因，

但每種細(xì)胞中只檢測到其中一種基因的mRNA，這一事實(shí)說明了什么？細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)

在個(gè)體發(fā)育過程中，不同種類的細(xì)胞中遺傳信息的表達(dá)情況不同，即

。1.細(xì)胞分化過程中，遺傳信息是否發(fā)生改變？2.細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)以及生理功能的差異是由哪種物質(zhì)直接表現(xiàn)出來的？不變蛋白質(zhì)基因的選擇性表達(dá)標(biāo)志:①分子水平:合成某種細(xì)胞特有的

(如唾液淀粉酶、胰島素等)。

②細(xì)胞水平:形成不同種類的細(xì)胞(尤其是

種類和數(shù)量有較大差異)。

蛋白質(zhì)細(xì)胞器1.管家基因

所有細(xì)胞均表達(dá)的一類基因，其表達(dá)產(chǎn)物是維持細(xì)胞基本生命活動(dòng)所必需的，如呼吸酶基因、ATP水解酶基因等。2.奢侈基因

不同類型細(xì)胞特異性表達(dá)的一類基因，其表達(dá)產(chǎn)物賦予不同細(xì)胞特異性的生理功能，如血紅蛋白基因、胰島素基因等。

基因的選擇性表達(dá)與基因表達(dá)的調(diào)控有關(guān)

細(xì)胞分化的本質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)。1.細(xì)胞分化形成的細(xì)胞一般會(huì)保持分化后的狀態(tài)，不可逆轉(zhuǎn)()2.在一個(gè)細(xì)胞中所有的基因都一定表達(dá)()3.同一個(gè)體的不同組織細(xì)胞的形態(tài)、功能不同是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果()4.不同生物的細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)不同是基因不同造成的()×√√√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(cuò)誤的是（）A．這項(xiàng)研究說明人和羊共用一套遺傳密碼B．該羊的乳腺細(xì)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同一生物體內(nèi)的不同組織細(xì)胞之間，不同的是()A.染色體上的基因 B.細(xì)胞質(zhì)中的tRNAC.遺傳密碼的種類 D.細(xì)胞質(zhì)中的mRNAD下列關(guān)于細(xì)胞分化的敘述，正確的是()

A.細(xì)胞分化只發(fā)生在胚胎期

B.不同的細(xì)胞中，mRNA完全不同

C.細(xì)胞分