4.2 基因表达与性状的关系 课件（共21张PPT）

(共21张PPT)
基因表达与生物性状的关系
年 级：高一年级
学 科：高中生物学（人教版）
核心问题：生物性状表现与基因和环境的关系？
同一株水毛茛，裸露在空气中的叶片和浸没在水中的叶片，形态是不同的。
同卵双胞胎（同一个受精卵发育），在不同环境中生长，表型也会有差异。
案例1：豌豆的圆粒与皱粒
思考：如何从基因控制性状的角度解释这一对相对性状的形成原因？直接原因？根本原因？请依据学案和教材资料进行填空。
关键问题1：基因如何控制生物的性状？
关键问题1：基因如何控制生物的性状？
圆粒豌豆的形成机制
皱粒豌豆的形成机制
编码淀粉分支酶的基因正常
____________酶正常
淀粉合成正常，含量增加
淀粉含量高，有效保留水分
编码淀粉分支酶基因_________
__________酶异常，活性____
淀粉合成受阻，含量降低
淀粉含量低的由于失水而皱缩
豌豆的圆粒与皱粒
①性状对比（淀粉在细胞中具有保留水分的作用）
圆粒：饱满，能有效保留水分
皱粒：皱缩，失水
②基因对比：
圆粒：含有编码淀粉分支酶的基因
皱粒：插入了一段外来DNA序列，打乱了编码淀粉分支酶
基因
圆粒豌豆
皱粒豌豆
关键问题1：基因如何控制生物的性状？
关键问题1：基因如何控制生物的性状？
圆粒豌豆的形成机制
皱粒豌豆的形成机制
编码淀粉分支酶的基因正常
____________酶正常
淀粉合成正常，含量增加
淀粉含量高，有效保留水分
基因
酶
细胞代谢
性状
★基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状
淀粉分支
淀粉分支
插入一段
外来DNA序列
下降
编码淀粉分支酶基因_________
__________酶异常，活性____
淀粉合成受阻，含量降低
淀粉含量低的由于失水而皱缩
案例2：人的正常肤色与白化病
人的白化病
①性状对比
正常：皮肤颜色正常，毛发为黑色
患病：皮肤、毛发为淡白色
②基因对比：
正常：含有编码酪氨酸酶的基因
患病：编码酪氨酸酶的基因异常
关键问题1：基因如何控制生物的性状？
白化病患者
正常的形成机制
患者的形成机制
编码酪氨酸酶的基因正常
____________酶正常
酶将酪氨酸转变为______
表现正常
关键问题1：基因如何控制生物的性状？
编码酪氨酸酶的基因______
_________酶异常，无法合成
缺少酶，无法合成_______
缺乏______表现______症状
正常的形成机制
患者的形成机制
编码酪氨酸酶的基因正常
____________酶正常
酶将酪氨酸转变为______
表现正常
基因
酶
细胞代谢
性状
★基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状
异常
酪氨酸
酪氨酸
黑色素
黑色素
黑色素
白化
关键问题1：基因如何控制生物的性状？
编码酪氨酸酶的基因______
_________酶异常，无法合成
缺少酶，无法合成_______
缺乏______表现______症状
①性状对比
正常：肺部功能正常
患病：肺部功能严重受损
②基因对比：
正常：含有编码CFTR蛋白的基因正常
患病：编码CFTR蛋白的基因缺失了3个碱基
案例3：人的正常肺和囊性纤维病
关键问题1：基因如何控制生物的性状？
囊性纤维病患者的肺部
编码__________的基因正常
____________蛋白正常
CFTR转运__离子的功能正常
表现正常
正常的形成机制
患者的形成机制
关键问题1：基因如何控制生物的性状？
编码CFTR蛋白基因缺失_______
_______蛋白异常，缺少______
CFTR转运___离子的功能异常
肺功能受损
编码__________的基因正常
____________蛋白正常
CFTR转运__离子的功能正常
表现正常
基因
结构蛋白
性状
★基因通过控制结构蛋白来直接控制生物体的性状
正常的形成机制
患者的形成机制
CFTR蛋白
CFTR
CFTR
Cl
Cl
3个碱基
苯丙氨酸
关键问题1：基因如何控制生物的性状？
编码CFTR蛋白基因缺失_______
_______蛋白异常，缺少______
CFTR转运___离子的功能异常
肺功能受损
基因
结构
蛋白
生物
性状
酶或
激素
细胞
代谢
生物
性状
直接作用
间接作用
关键问题1：基因如何控制生物的性状？
胚胎
受精卵
胎儿
20000亿个细胞
关键问题2：细胞分化与基因表达有什么关系？
受精卵
2-细胞胚
4-细胞胚
8-细胞胚
桑葚胚
mRNA分子的数目/107个
关键问题2：细胞分化与基因表达有什么关系？
活动：学习文案材料，思考相关问题
科学家提取了鸡的输卵管细胞、红细胞（有细胞核）和胰岛细胞，对这3种细胞中的DNA和mRNA进行了检测，结果如下表所示：
关键问题2：细胞分化与基因表达有什么关系？
1.为什么三种细胞中含有的遗传物质是相同的？
2.在三个细胞中都表达的基因是（为什么判断其表达了）？
3.除了ATP合成酶基因、还有核糖体蛋白基因、呼吸酶基因在所有细胞中都表达，他们产生的蛋白质对生命活动有何意义？
4.3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
5.从基因的角度解释细胞分化的原因？
关键问题2：细胞分化与基因表达有什么关系？
活动：学习文案材料，思考相关问题
科学家提取了鸡的输卵管细胞、红细胞（有细胞核）和胰岛细胞，对这3种细胞中的DNA和mRNA进行了检测。
1.为什么三种细胞中含有的遗传物质是相同的？
2.在三个细胞中都表达的基因是（为什么判断其表达了）？
3.除了ATP合成酶基因、还有核糖体蛋白基因、呼吸酶基因在所有细胞中都表达，他们产生的蛋白质对生命活动有何意义？
这三种细胞均来自鸡的同一个受精卵。
ATP合成酶基因，所有细胞均检测到该基因的mRNA
这些基因表达的产物参与细胞基本的代谢活动
关键问题2：细胞分化与基因表达有什么关系？
活动：学习文案材料，思考相关问题
科学家提取了鸡的输卵管细胞、红细胞（有细胞核）和胰岛细胞，对这3种细胞中的DNA和mRNA进行了检测。
4.3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
5.从基因的角度解释细胞分化的原因？
细胞内基因的表达是有选择性的，受到调控。
细胞分化是基因选择性表达的结果。
关键问题2：细胞分化与基因表达有什么关系？
活动：学习文案材料，思考相关问题
科学家提取了鸡的输卵管细胞、红细胞（有细胞核）和胰岛细胞，对这3种细胞中的DNA和mRNA进行了检测。
①她们的DNA序列是否相同？
②她们的表型是否完全相同？
③造成不同的原因是什么？这种差异是否能够遗传给后代？
一对同卵双胞胎一个正常
另一个患有乳腺癌
思考与讨论
同卵双胞胎出生时哥哥体重
为弟弟的3倍
1号
3号
12号
17号
资料1：一对双胞胎的4对同源染色体上DNA发生“甲基化”修饰的位点进行标记：一人标为红色，另一人标为绿色，再重叠，若两人同位点的甲基化程度一致，则重叠后出现黄色荧光，不一致则会出现相应的红色和绿色荧光。
关键问题3：表观遗传修饰是如何调控基因表达？