4.2+基因表達(dá)與性狀的關(guān)系-【有堂好課】2024-2025學(xué)年高一生物同步教學(xué)課件（人教版2019必修2）VIP

空氣中的葉浸在水中中的葉

1.這兩種形態(tài)的葉，其細(xì)胞的基因組成一樣嗎？2.這兩種葉形的差異，可能是由什么因素引起的？葉呈扁平狀葉呈絲狀這兩種形態(tài)的葉，其細(xì)胞的基因組成是一樣的。這兩種葉形的差異，可能是由葉片所處的環(huán)境因素引起的基因組成是一樣的受精卵有絲分裂問(wèn)題探討

課本P71第2節(jié)基因表達(dá)與性狀的關(guān)系淀粉含量_____資料1：與圓粒豌豆不同的是，皺粒豌豆的DNA中插入了一段外來(lái)DNA序列，打亂了編碼淀粉分支酶的基因，導(dǎo)致淀粉分支酶出現(xiàn)異常，活性大大降低，進(jìn)而使細(xì)胞內(nèi)淀粉含量降低。淀粉在細(xì)胞中具有保留水分的作用。當(dāng)豌豆成熟時(shí)，淀粉含量高的豌豆能有效地保留水分，十分飽滿(mǎn)；淀粉含量低的豌豆由于失水而皺縮。DNA中插入了一段外來(lái)DNA序列打亂了編碼淀粉分支酶的基因淀粉分支酶出現(xiàn)____，活性_____豌豆_____而皺縮低失水引起異常降低基因酶的合成代謝過(guò)程性狀控制控制進(jìn)而控制基因通過(guò)控制酶的合成來(lái)控制代謝過(guò)程，進(jìn)而控制生物體的性狀一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系資料2：在大約70％的囊性纖維化患者中，編碼CFTR蛋白（一種轉(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)生變化，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(zhǎng)繁殖，最終使肺功能?chē)?yán)重受損。編碼CFTR蛋白的基因_____________CFTR蛋白在508位缺少________CFTR蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)_______的功能異常支氣管黏液增多，管腔受阻，細(xì)菌在肺部大量繁殖，肺功能?chē)?yán)重受損CFTR蛋白__________發(fā)生變化苯丙氨酸空間結(jié)構(gòu)氯離子缺失3個(gè)堿基基因蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)基因還能通過(guò)控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀性狀一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系編碼CFTR蛋白的基因___

______CFTR蛋白在508位缺少________CFTR蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)_______的功能異常支氣管黏液增多，管腔受阻，細(xì)菌在肺部大量繁殖，肺功能?chē)?yán)重受損CFTR蛋白__________發(fā)生變化缺失3個(gè)堿基苯丙氨酸空間結(jié)構(gòu)氯離子編碼CFTR蛋白的基因基因蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)性狀表現(xiàn)蛋白質(zhì)功能一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系課本P72蛋白質(zhì)功能異?；蜻€能通過(guò)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一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系資料3：人的白化癥狀是由編碼酪氨酸酶的基因異常而引起的。酪氨酸酶存在于正常人的皮膚、毛發(fā)等處，它能將酪氨酸轉(zhuǎn)變?yōu)楹谏亍Ｈ绻粋€(gè)人由于基因異常而缺少酪氨酸酶，那么這個(gè)人就不能合成黑色素，從而表現(xiàn)出白化癥狀。

出現(xiàn)白化癥狀的根本原因是什么？直接原因是什么？1.基因?qū)π誀畹目刂埔?、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系課本P71

對(duì)患者紅細(xì)胞的血紅蛋白分子的分析研究發(fā)現(xiàn)，在組成血紅蛋白分子的肽鏈上，發(fā)生了氨基酸的替換，血紅蛋白結(jié)構(gòu)異常，紅細(xì)胞形態(tài)異常。鐮狀細(xì)胞貧血的形成機(jī)制基因通過(guò)控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀資料4分析一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系實(shí)例1：白化病

人的白化癥狀是由編碼酪氨酸酶的基因異常而引起的。酪氨酸酶存在于正常人的皮膚、毛發(fā)等處，它能將酪氨酸轉(zhuǎn)變?yōu)楹谏?。如果一個(gè)人由于基因異常而缺少酪氨酸酶，那么這個(gè)人就不能合成黑色素，從而表現(xiàn)出白化癥狀。概念應(yīng)用：下列實(shí)例分別反映了基因是怎樣控制性狀的？實(shí)例2：鐮狀細(xì)胞貧血癥

某人編碼血紅蛋白的基因中一個(gè)堿基變化，使得血紅蛋白結(jié)構(gòu)改變，紅細(xì)胞形態(tài)呈鐮刀狀，這種紅細(xì)胞易破裂，該個(gè)體患溶血性貧血?；颉傅暮铣伞x過(guò)程→性狀基因→蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)→性狀

資料1：與圓粒豌豆不同的是，皺粒豌豆的DNA中插入了一段外來(lái)DNA序列，打亂了編碼淀粉分支酶的基因，導(dǎo)致淀粉分支酶出現(xiàn)異常，活性大大降低，進(jìn)而使細(xì)胞內(nèi)淀粉含量降低。淀粉在細(xì)胞中具有保留水分的作用。當(dāng)豌豆成熟時(shí)，淀粉含量高的豌豆能有效地保留水分，十分飽滿(mǎn)；淀粉含量低的豌豆由于失水而皺縮。豌豆表現(xiàn)出圓粒和皺粒的原因？根本原因是什么？直接原因是什么？一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系課本P71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)胞代謝性狀基因通過(guò)控制

來(lái)

過(guò)程,進(jìn)而控制生物體的性狀。酶的合成結(jié)論：控制代謝一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系課本P71編碼酪氨酸酶的基因正常酪氨酸轉(zhuǎn)化為黑色素酪氨酸酶正常表現(xiàn)正常正常人白化病人編碼酪氨酸酶的基因異常酪氨酸不能轉(zhuǎn)化為黑色素酪氨酸酶不能合成缺乏黑色素，表現(xiàn)為白化基因型酶代謝過(guò)程表現(xiàn)型控制控制表現(xiàn)一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系1.基因?qū)π誀畹拈g接控制

資料3：在大約70％的囊性纖維化患者中，編碼CFTR蛋白（一種轉(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)生變化，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(zhǎng)繁殖，最終使肺功能?chē)?yán)重受損?；蛲ㄟ^(guò)控制

直接控制生物體的性狀。一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)1.基因?qū)π誀畹闹苯涌刂票奖虬Y是由于苯丙氨酸代謝異常造成苯丙氨酸在血液中大量積累，使患者尿液中苯丙酮酸含量遠(yuǎn)高于正常人。尿黑酸癥是由于尿黑酸在人體中積累使人的尿液中含有尿黑酸，這種尿液暴露于會(huì)變成黑色。苯丙酮尿癥資料分析通過(guò)控制酶的合成來(lái)控制代謝過(guò)程，進(jìn)而控制生物體的性狀。課本P78一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系基因?qū)π誀畹目刂品绞剑海?）間接控制實(shí)例：①豌豆皺粒；②白化病；③苯丙酮尿癥、

尿黑酸癥（2）直接控制實(shí)例：①囊性纖維化；②鐮狀細(xì)胞貧血課本P71一、基因的表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系控制生物的性狀1.基因控制蛋白質(zhì)合成的最終結(jié)果是什么？直接原因：蛋白質(zhì)的多樣性思考和討論2.生物表現(xiàn)出多樣性的根本原因和直接原因是什么？根本原因：DNA的多樣性DNA—蛋白質(zhì)—性狀的關(guān)系DNA的多樣性蛋白質(zhì)的多樣性生物界的多樣性決定導(dǎo)致酒精（乙醇）乙醇脫氫酶乙醛乙醛脫氫酶乙酸（醋酸）CO2、H2O等乙醇脫氫酶相關(guān)基因乙醛脫氫酶相關(guān)基因乙醛增多，乙醛有毒，擴(kuò)張血管喝酒上臉（臉紅）酒精中毒（臉白）酒量好其他實(shí)例

那為什么酒量差的人好像訓(xùn)練后好像酒量提高了？酒量差的人肝臟不能有效將酒精分解，長(zhǎng)期喝酒訓(xùn)練后，機(jī)體會(huì)做出調(diào)整，讓酒精充滿(mǎn)整個(gè)身體以稀釋酒精，達(dá)到酒量變大的假象。但長(zhǎng)期以往對(duì)身體的危害很大！1、下圖為人體內(nèi)基因?qū)π誀畹目刂七^(guò)程，下列敘述錯(cuò)誤的是（）A．圖中①②過(guò)程發(fā)生的場(chǎng)所分別是細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)中的核糖體B．鐮狀細(xì)胞貧血致病的根本原因是基因發(fā)生了改變C．人體衰老引起白發(fā)增多的主要原因是圖中的酪氨酸酶的活性下降D．該圖只反映了基因?qū)π誀畹目刂剖峭ㄟ^(guò)控制酶的合成進(jìn)而控制代謝活動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的D課堂小測(cè)2、下圖為脈孢霉體內(nèi)精氨酸的合成途徑示意圖，從圖中可得出（）A．一種物質(zhì)的合成只受一個(gè)基因的控制B．基因可通過(guò)控制酶的合成來(lái)控制代謝C．若基因②不表達(dá)，則基因③和④也不表達(dá)D．若基因③不存在，則瓜氨酸仍可合成精氨酸琥珀酸B課堂小測(cè)葉呈扁平狀葉呈絲狀受精卵

細(xì)胞的分化在個(gè)體發(fā)育中，由一個(gè)或一種細(xì)胞增殖產(chǎn)生的后代，在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過(guò)程。同一生物體中不同類(lèi)型的細(xì)胞，基因都是相同的，而形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能卻各不相同，這是為什么呢？檢測(cè)的3種細(xì)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(xì)胞++++－－紅細(xì)胞+++－+－胰島細(xì)胞+++－－+說(shuō)明：“+”表示檢測(cè)發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的分子，“－”表示檢測(cè)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(lèi)有什么差別？（2）3種細(xì)胞中的DNA都含有卵清蛋白基因、珠蛋白基因和胰島素基因，但只檢測(cè)到其中一種基因的mRNA，這一事實(shí)說(shuō)明了什么？每種細(xì)胞只合成3種蛋白質(zhì)中的一種,某些蛋白質(zhì)合成可能相同

細(xì)胞中的基因是選擇性表達(dá)的思考.討論

課本P72二、基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化基因的選擇性表達(dá)與

有關(guān)?；虮磉_(dá)的調(diào)控基因什么時(shí)候表達(dá)在哪種細(xì)胞中表達(dá)表達(dá)水平的高低①管家基因②奢侈基因課本P72▲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)：基因的選擇性表達(dá)調(diào)控基因表達(dá)多少在哪種細(xì)胞中表達(dá)表達(dá)水平的高低基因什么時(shí)候表達(dá)調(diào)控基因是否表達(dá)二、基因選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化細(xì)胞分化的“不變”與“變”DNA、tRNA、rRNA①不變細(xì)胞的數(shù)目②變mRNA、蛋白質(zhì)的種類(lèi)細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能二、基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化基因在所有細(xì)胞中都表達(dá)的基因在某類(lèi)細(xì)胞中特異性表達(dá)的基因核糖體蛋白基因、ATP合成酶基因、呼吸酶基因卵清蛋白基因、胰島素基因、血紅蛋白基因指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)是維持細(xì)胞生命活動(dòng)所必需的。管家基因奢侈基因二、基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化基因的選擇性表達(dá)與基因表達(dá)的調(diào)控有關(guān)。課本P72二、基因選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化【資料1】柳穿魚(yú)是一種園林花卉。下圖所示的兩株柳穿魚(yú)，除了花的形態(tài)結(jié)構(gòu)不同，其他方面基本相同。植株A植株B與Lcyc基因的表達(dá)直接相關(guān)（兩種花的Lcyc基因序列相同）調(diào)控柳穿魚(yú)花的形態(tài)結(jié)構(gòu)控制GC3’5’GC3’5’Lcyc基因高度甲基化開(kāi)花時(shí)表達(dá)開(kāi)花時(shí)不表達(dá)GC3’5’GC3’5’CH3CH3未甲基化甲基化這種DNA的甲基化修飾導(dǎo)致的表型的變化可以遺傳嗎？思考.討論

植株A植株B大部分少部分×

PF1F2【資料1】科學(xué)家將這兩個(gè)植株作為親本進(jìn)行雜交，F(xiàn)1的花與植株A的相似，F(xiàn)1自交的F2中絕大部分植株的花與植株A的相似，少部分植株的花與植株B的相似。討論1：F1的花為什么與植株A的相似？思考.討論

課本P73討論2：在F2中，為什么有些植株的花與植株B的相似?嘗試用遺傳圖解來(lái)解釋植株A植株B大部分少部分×

PF1F2DNA的甲基化可以遺傳給后代思考.討論

課本P73【資料2】某種實(shí)驗(yàn)小鼠的毛色受一對(duì)等位基因Avy和a控制，Avy為顯性基因，表現(xiàn)黃色體毛，a為隱性基因，表現(xiàn)黑色體毛?！罰F1AvyAvy（黃色）aa（黑色）Avya（?色）表現(xiàn)不同毛色，介于黃色和黑色之間的一系列過(guò)渡類(lèi)型黃色顏色越深甲基化程度越高甲基化Avy基因甲基化抑制Avy基因調(diào)控抑制越明顯CH3思考.討論

課本P73三、表觀遺傳實(shí)例：①②③④具有普遍性課本P74甲基化引起表觀遺傳的實(shí)例蜂王和工蜂的差異同卵雙胞胎間差異基因組成相同的同卵雙胞胎所具有的微小差異就與甲基化有關(guān)基因甲基化決定了蜜蜂發(fā)育成工蜂還是蜂王，二者在DNA序列方面是完全一致的基因相同→表型不同課本P74①一個(gè)基因決定一個(gè)性狀如紅綠色盲、白化病等單基因遺傳病。②一個(gè)基因可以影響多個(gè)性狀如研究發(fā)現(xiàn)水稻中的Ghd7基因編碼的蛋白質(zhì)不僅參與了開(kāi)花的調(diào)控，而且對(duì)水稻的生長(zhǎng)、發(fā)育和產(chǎn)量都有重要的作用。③一個(gè)性狀受到多個(gè)基因的影響基因如人的身高是由多個(gè)基因決定的，其中每個(gè)基因?qū)ι砀叨加幸欢ǖ淖饔?。環(huán)境通過(guò)改變遺傳物質(zhì)(如基因突變，染色體變異等)，使性狀發(fā)生改變。通過(guò)表觀遺傳，導(dǎo)致產(chǎn)生性狀差異。(內(nèi)因)(外因)生物的性狀不完全是由基因決定的，環(huán)境對(duì)性狀也有的重要的影響三、基因與性狀的關(guān)系