4.2基因表达与性状的关系课件(共44张PPT)2023-2024学年高一下学期生物人教版必修2

(共44张PPT)
转录、翻译与DNA复制的比较
场所 模板 原料 产物 遗传信息传递方向
DNA复制： DNA DNA
转录： DNA RNA
翻译： RNA Pro
游离的脱
氧核苷酸
游离的核
糖核苷酸
游离的
氨基酸
DNA
mRNA
蛋白质
DNA→DNA
DNA→mRNA
亲代DNA的每一条链
DNA的一条链（模板链）
mRNA
RNA
基因
蛋白质
转录
翻译
细胞核
细胞质
细胞核
细胞核
细胞质
mRNA→Pro
遗传信息
（①）
储存于
②
mRNA
③
蛋白质
分类
属于
RNA
mRNA
rRNA
（5）
氨基酸
缩合
转运
回顾：将概念图补充完整
DNA
转录
翻译
tRNA
性状
④
体现
第4章 基因的表达
第2节 基因表达与性状的关系
一、创设情境，明确目标
水中的叶比空气中的叶要狭小细长一些
一样
学习目标：
1.知识目标：举例说明基因表达产物与性状的关系、理解细胞分化的本质、概述表观遗传现象
2.技能目标：从生物的具体外在性状分析入手，学生以原有知识结构为基础动脑分析事物现象背后的一般规律
3.情感态度与价值观目标：认知科学研究是不断深入的，是一个从宏观到微观，从现象到本质而后又从微观到宏观、本质到现象的认知过程，要树立科学的认知观和发展观。
二、问题导引，精讲点拨
1.基因、DNA、蛋白质、性状有什么关系？
2.研究豌豆的圆粒与皱粒和白化病，基因与性状有什么关系
3.研究囊性纤维病，说明基因是如何控制生物性状的？
4.什么是基因的选择性表达？与细胞分化有什么关系？
5.什么是管家基因？什么是奢侈基因？
6.什么是表观遗传？举几个例子？
7.总结基因与性状的关系？
8.什么是细胞质遗传？有什么特点？
9.细胞质基因与细胞核基因有什么区别？
10.什么是中心法则？过程是什么？
生物的性状主要是由___________体现的
蛋白质
生物的性状主要是由_______控制的
基因
生物的性状是基因通过控
制蛋白质的合成来实现的。
精讲点拨
基因是一段具有遗传效应的_________
DNA
DNA经过转录、翻译，既基因的表达后的产物为________
蛋白质
一 、基因表达产物与性状的关系
请阅读 P71-72，从基因的角度解释以下现象：
1.豌豆的圆粒和皱粒
2.人的白化症
3.囊性纤维病
1.豌豆的圆粒和皱粒
淀粉分支酶的基因正常
蔗糖合成为淀粉， 淀粉含量升高
淀粉含量高，保水，
豌豆为圆粒
淀粉分支酶正常合成
淀粉分支酶不能合成
蔗糖不合成为淀粉，蔗糖含量升高
淀粉含量低，失水 豌豆皱缩
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）基因
2.白化病
症状：皮肤及其附属器官缺乏黑色素，表现出怕光等行为。
控制酶形成的基因异常
酪氨酸不能转为黑色素
酪氨酸酶不能合成
缺乏黑色素,白化病
控制酶形成的基因正常
酪氨酸酶正常合成
酪氨酸转为黑色素
表现正常
白化病患者
健康人
（酪氨酸酶）基因
2.人的白化病
以上实例说明基因是如何控制生物性状的？
1.豌豆的圆粒和皱粒
2.人的白化病
基因通过控制 ，
来控制 ，
进而控制 。
酶的合成
代谢的过程
生物体的性状
间接控制
一 、基因表达产物与性状的关系
CFTR蛋白缺少苯丙氨酸，影响CFTR蛋白结构
编码跨膜蛋白（CFTR）的基因缺失3个碱基
使CFTR转运氯离子的功能异常，
患者支气管内黏液增多
支气管受阻，肺部功能严重受损
3.囊性纤维病
（跨膜蛋白）基因
基因通过控制 ，
直接控制 。
以上实例说明基因是如何控制性状的？
蛋白质的结构
生物体的性状
3.囊性纤维病
一 、基因表达产物与性状的关系
控制
控制
控制
基因
酶的合成
细胞代谢
蛋白质结构
性状
二、基因、蛋白质与性状的关系
思考：基因与性状之间是简单的线性关系吗？
一一对应
总结：基因表达产物与性状的关系
二、基因的选择性表达与细胞分化
生物体多种性状的形成，都是以细胞分化为基础的。同一生物体中不同类型的细胞，基因都是相同的，而形态结构和功能却各不相同
二、基因的选择性表达与细胞分化
拓展：在细胞基因组中，表达的基因可分两类：
举例？
（1）管家基因：
（2）奢侈基因：
所有细胞均表达，其产物是基本生命活
动所必需的。
不同类型细胞特异性表达的基因，其产
物赋予不同细胞特异的生理功能。
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
三、表观遗传
教材73页
三、表观遗传
生物体基因的碱基序列保持不变，但是基因表达和表型发生可遗传变化的现象，叫作表观遗传
三、表观遗传
人的身高可能是由多个基因决定的。后天营养和锻炼也很重要。
1.人的身高
三、基因与性状的关系
结论1：一个性状可受到多个基因的影响
二.基因、蛋白质与性状的关系
2、香豌豆
　　香豌豆的紫花对白花是一对相对性状，由两对等位基因(A和a、B和b)共同控制，其显性基因决定花色的过程如图所示。
紫花A__B__
1号染色体 3号染色体
基因A 基因B
酶A
酶B
前体物质（白色）
中间物质（白色）
紫色物质（紫色）
三、基因与性状的关系
基因与性状的关系不都是简单的线性关系。
二.基因、蛋白质与性状的关系
结论1：一个基因可能影响多个性状
结论2：两（多）个基因影响单个性状
二、基因、蛋白质与性状的关系
基因与性状的关系不都是简单的线性关系。
思考：性状完全是由基因决定的么？
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.为什么细胞的基因组成相同，而性状却表现出明显不同？
一样
环境不同
性状 = 基因 + 外界环境
问题探讨：
基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，精细地调控着生物体的性状。
细胞质中的DNA。（叶绿体、线粒体）
4.传递特点：
线粒体DNA缺陷会引起遗传病。
三、细胞质基因
能进行半自主自我复制，
通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成。
是否符合孟德尔遗传定律
不符合孟德尔遗传定律。
母系遗传。
受细胞核控制
1.位置：
2.功能：
3.实例：
DNA的分布
主要在染色体上
少量在细胞质内
细胞核遗传
细胞质遗传
生物的遗传
（所以说，染色体是DNA的主要载体）
例：线粒体肌病
特点：母系遗传：只能通过母亲遗传给后代。
１
２
３
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５
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７
８
９
10
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细胞质遗传系谱实例
_不符合孟德尔的遗传规律，后代只表现出_母本的性状
因为受精时，受精卵的细胞质主要来自母本的卵细胞
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11
判断图中所示遗传病的遗传方式：
5.细胞质遗传的判断方法：
正、反交结果不同，且子代表现都同于母本
三、细胞质基因
患病
细胞质基因 细胞核基因
存在部位
是否与蛋白质结合
基因数量
遗传方式
功能
细胞质基因与细胞核基因的区别
叶绿体、线粒体
细胞核中
否，DNA分子裸露
与蛋白质合成为染色体
少
多
母系遗传
遵循孟德尔遗传规律
半自主复制
转录、翻译
复制
转录、翻译
三、自主内化，发现问题
1.基因、DNA、蛋白质、性状有什么关系？
2.研究豌豆的圆粒与皱粒和白化病，基因与性状有什么关系
3.研究囊性纤维病，说明基因是如何控制生物性状的？
4.什么是基因的选择性表达？与细胞分化有什么关系？
5.什么是管家基因？什么是奢侈基因？
6.什么是表观遗传？举几个例子？
7.总结基因与性状的关系？
8.什么是细胞质遗传？有什么特点？
9.细胞质基因与细胞核基因有什么区别？
10.什么是中心法则？过程是什么？
四、合作交流，解决问题
五、当堂训练，归纳延伸
课堂小结：
一、中心法则的提出及其发展
二、基因、蛋白质和性状的关系
四、细胞质基因
DNA
转录
复制
逆转录
RNA
蛋白质
翻译
RNA复制
基因
酶或激素
结构蛋白
细胞代谢
细胞结构
生物性状
生物性状
直接控制
间接控制
三、环境与性状的关系
课堂练习
1、白化病患者的毛发呈白色，皮肤呈淡红色。其患病的根本原因是 （ ）
A．皮肤和毛发等处细胞中缺少黑色素
B．皮肤和毛发等处细胞中缺少酪氨酸
C．皮肤和毛发等处细胞中缺少酪氨酸酶
D．皮肤和毛发等全身细胞中的基因不正常
D
2、囊性纤维病发病的直接原因 （ ）
A．CFTR蛋白结构异常
B．氯离子转运受阻
C．CFTR基因缺陷
D．细菌的繁殖
A
课堂练习
3、下列关于基因与性状关系的叙述，错误的是 ( )
A．一对相对性状可由多对基因控制
B．基因可通过控制酶的合成进而控制生物 的性状
C．蛋白质的结构可以直接影响性状
D．基因型相同，表现型就相同
D
课堂练习
4．如图为脉孢霉体内精氨酸的合成途径示意图
从图中可得出(　　)
A．一种物质的合成只受一个基因的控制
B．基因可通过控制酶的合成来控制代谢
C．若基因②不表达，则基因③和④也不表达
D．若基因③不存在，则瓜氨酸仍可合成精氨酸琥珀酸
B
6.白化病和黑尿症都是酶缺陷引起的分子遗传病，前者不能由酪氨酸合成黑色素，后者不能将尿黑酸转变为乙酰乙酸，排出的尿液含有尿黑酸，遇空气后氧化变黑。下图表示人体内与之相关的系列生化过程。请根据材料回答问题：
(1)引起白化病产生的根本原因是　　　　　　　。
(2)由此例可知，基因控制生物性状可以通过
　　　　　　　　　　　　　　　　　实现。
　　　　　　　　　　　　　控制合成酪氨酸酶的基因发生了突变
控制酶的合成来控制细胞代谢过程
6.白化病和黑尿症都是酶缺陷引起的分子遗传病，前者不能由酪氨酸合成黑色素，后者不能将尿黑酸转变为乙酰乙酸，排出的尿液含有尿黑酸，遇空气后氧化变黑。下图表示人体内与之相关的系列生化过程。请根据材料回答问题：
　　　　　　　一个基因可控制多个性状；一个性状可受多个基因控制。
3
2
(3)由上图可知，若控制酶A合成的基因发生了变异，会引
____个性状的改变；黑尿症与图中_____个基因有代谢联系。
这些现象说明了____________________。
谢谢