【生物】基因表达与性状的关系第1课时 2023-2024学年高一生物 人教版2019必修2

第2节基因表达与性状的关系(第1课时）

第4章基因的表达

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？一样环境问题探讨空气水叶呈扁平状叶呈丝状01基因表达产物与性状的关系一、基因表达产物与性状的关系编码淀粉分支酶基因

.

淀粉分支酶活性

.淀粉合成正常，含量

.淀粉含量高，

水分编码淀粉分支酶基因序列

淀粉分支酶活性

淀粉合成受阻，含量

.淀粉含量低，

而皱缩基因酶的合成性状控制调节表现正常正常增加有效保留被打乱异常降低失水代谢过程直接原因根本原因外来DNA插入编码酪氨酸酶的

正常

正常合成.酪氨酸能转化为黑色素表现正常基因一、基因表达产物与性状的关系实例二：人类白化病编码酪氨酸酶的

异常

不能正常合成.酪氨酸不能转化为黑色素

表现为

症状白化酪氨酸酶基因酪氨酸酶基因酶的合成性状控制调节表现代谢过程基因酶代谢过程性状DNA中插入了一段外来的DNA序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因淀粉分支酶不能正常合成蔗糖不能合成为淀粉，淀粉含量降低淀粉含量低的豌豆由于失水而显得皱缩编码酪氨酸酶的基因异常酪氨酸酶不能合成酪氨酸不能转变为黑色素缺乏黑色素表现为白化病一、基因表达产物与性状的关系结论一：间接控制途径基因通过控制___________来控制___________，进而控制生物体的性状酶的合成代谢过程实例三：囊性纤维病一、基因表达产物与性状的关系CFTR蛋白基因编码转运蛋白(CFTR)的基因缺失3个碱基对CFTR蛋白缺少苯丙氨酸,影响CFTR蛋白结构CFTR转运Cl-功能异常,患者支气管黏液增多支气管受阻,细菌大量繁殖,肺功能严重受损基因控制蛋白质结构控制生物性状第508位缺苯丙氨酸缺失了3个碱基实例三：囊性纤维病一、基因表达产物与性状的关系形成机制对比：一、基因表达产物与性状的关系实例四：镰刀型细胞贫血病编码血红蛋白的基因中一个碱基变化血红蛋白结构发生变化红细胞形态呈镰刀状红细胞容易破裂，患溶血性贫血基因控制蛋白质结构控制生物性状血红蛋白基因正常血红蛋白基因异常CFTR蛋白转运氯离子的功能异常编码CFTR蛋白的基因缺失3个碱基CFTR蛋白在508位缺少苯丙氨酸支气管黏液增多，管腔受阻，细菌在肺部大量繁殖，肺功能受损CFTR蛋白空间结构发生变化血红蛋白基因碱基序列发生改变血红蛋白蛋白结构异常红细胞形状变为镰刀状，易破裂使人患溶血性贫血，多在幼年期死亡基因蛋白质结构性状表现一、基因表达产物与性状的关系2.基因通过控制

来

控制生物体的性状。蛋白质的结构直接基因酶的合成细胞代谢生物性状蛋白的结构生物性状蛋白质间接作用直接作用一、基因的表达产物与性状的关系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.基因通过控制

来

控制生物体的性状。蛋白质的结构直接笔记

实例：豌豆的粒形、人的白化病笔记

实例：囊性纤维病、镰刀型贫血症基因控制性状的两种途径一、基因的表达产物与性状的关系控制生物的性状1.基因控制蛋白质合成的最终结果是什么？直接原因：蛋白质的多样性思考和讨论2.生物表现出多样性的根本原因和直接原因是什么？根本原因：DNA的多样性DNA—蛋白质—性状的关系DNA的多样性蛋白质的多样性生物界的多样性决定导致一、基因的表达产物与性状的关系

基因控制生物性状的途径的判断(1)若生物性状直接由蛋白质体现，则应为基因控制蛋白质结构直接控制

生物性状。(2)若体现生物性状所涉及的物质并非蛋白质(如植物激素黑

、色素、淀

粉等，)，则基因对其控制往往是通过“控制酶的合成来控制代谢过程

进而控制生物体的性状”这一间接途径实现的。基因酶的合成细胞代谢蛋白的结构生物性状蛋白质间接作用直接作用生物性状02基因的选择性表达与细胞分化二、基因的选择性表达与细胞分化干细胞红细胞神经元脂肪细胞心肌细胞小肠上皮细胞软骨细胞上皮细胞受精卵细胞分裂细胞分化细胞分化的实质就是：基因的选择性表达问题：细胞分化遗传物质改变了吗？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+++--+1.这3种细胞中合成的蛋白质种类有什么差别？3种细胞中合成的蛋白质都是该细胞中的特异性蛋白质。2.3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？这一事实说明细胞中并不是所有的基因都表达，体现了基因的选择性表达。二、基因的选择性表达与细胞分化二、基因的选择性表达与细胞分化基因的选择性表达。基因的选择性表达与基因表达的调控有关红细胞B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细胞分化的本质：基因在所有细胞中都表达的基因在某类细胞中特异性表达的基因核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因、呼吸酶基因卵清蛋白基因、胰岛素基因、血红蛋白基因指导合成的蛋白质是维持细胞生命活动所必需的。管家基因奢侈基因二、基因的选择性表达与细胞分化细胞分化实质:基因选择性表达基因的选择性表达与基因表达的调控有关。课本P72

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表达情况不同。细胞分化的“不变”与“变”DNA、tRNA、rRNA①不变细胞的数目②变mRNA、蛋白质的种类细胞的形态、结构和功能二、基因的选择性表达与细胞分化

细胞分化的“改变”与“不变”①不变：DNA、tRNA（61或62种）、rRNA的种类、细胞数目②改变：mRNA、蛋白质的种类、细胞形态、结构与功能易错：

细胞分化后形成的mRNA、蛋白质完全不同

细胞分化后形成的mRNA、蛋白质不完全相同

（如所有细胞均合成呼吸酶、ATP水解酶）×

同种生物的不同类型细胞中DNA相同

同种生物的不同类型细胞中mRNA、蛋白质是不完全相同二、基因的选择性表达与细胞分化▲基因的选择性表达与基因表达的调控有关▲细胞分化的本质：基因的选择性表达调控基因表达多少在哪种细胞中表达表达水平的高低基因什么时候表达调控基因是否表达这些调控会直接影响性状某基因--ATGCATGCAT……CCATGCTAGCCA……TCCCTAAGGATAGCCATCCCAGATG……CATGCATCCATGC-----TACGTACGTA……GGTACGATCGGT……AGGGATTCCTATCGGTAGGGTCTAC……GTACGTAGGTACG---对应的mRNA转录翻译蛋白质酶代谢性状性状结构性状是由基因决定的！还有其他因素影响性状吗？1.基因控制性状的两种途径

2.基因的选择性表达与细胞分化基因的选择性表达（1）细胞中的基因可以分为两类:管家基因、奢侈基因（2）细胞分化的实质就是：课堂小结完成《课堂新坐标》P92【对点练习】T1-25min当堂检测1．下图为人体内基因对性状的控制过程，分析可知()

A．基因1和基因2一般不会出现在人体内的同一个细胞中

B．图中①过程需要RNA聚合酶的催化，②过程不需要tRNA的协助

C．④⑤过程的结果存在差异的根本原因是血红蛋白结构的不同

D．过程①②③表明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