4.2基因表达与性状的关系（第一课时）课件(共33张PPT)-2025-2026学年下学期高一生物（人教版）必修2

(共33张PPT)
第4章 第2节
人教版 高中生物必修2
问题探讨
空气中的叶
浸在水中中的叶
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？
叶呈扁平状
叶呈丝状
这两种形态的叶，其细胞的基因组成是一样的。
这两种叶形的差异，可能是由叶片所处的环境因素引起的
基因表达产物与性状的关系
01
一.基因表达产物与性状的关系
圆粒豌豆
皱粒豌豆
一.基因表达产物与性状的关系
编码淀粉分支酶的基因
淀粉分支酶
蔗糖
淀粉
锁水强
饱满（圆粒）
基因序列被打乱
淀粉分支酶异常
蔗糖
淀粉
插入一段DNA序列
活性大大降低
（含量降低）
细胞失水
皱缩（皱粒）
实例1：豌豆的圆粒与皱粒
一.基因表达产物与性状的关系
实例2：人的白化病
酪氨酸酶基因
酪氨酸酶
酪氨酸
黑色素
正常
酪氨酸酶基因异常
酪氨酸酶
酪氨酸
黑色素
（无）
编码淀粉分支酶的基因
淀粉分支酶
蔗糖
淀粉
锁水强
酪氨酸酶基因
酪氨酸酶
酪氨酸
黑色素
正常
一.基因表达产物与性状的关系
代谢过程
合成
代谢过程
合成
生物性状
生物性状
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
一.基因表达产物与性状的关系
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
你做过的遗传题！
其他实例1：
一.基因表达产物与性状的关系
其他实例2：
酒精（乙醇）
乙醇脱氢酶
乙醛
乙醛脱氢酶
乙酸
（醋酸）
CO2、H2O等
乙醇脱氢酶
相关基因
乙醛脱氢酶
相关基因
乙醛有毒，扩张血管
酒精（乙醇）
乙醇脱氢酶
乙醛
乙醛脱氢酶
乙酸
（醋酸）
CO2、H2O等
乙醇脱氢酶
相关基因
乙醛脱氢酶
相关基因
一.基因表达产物与性状的关系
乙醛增多，乙醛有毒，扩张血管
喝酒上脸
（脸红）
酒精中毒
（脸白）
酒量好
一.基因表达产物与性状的关系
为什么酒量差的人好像训练后好像酒量提高了？
酒量差的人肝脏不能有效将酒精分解，长期喝酒训练后，机体会做出调整，让酒精充满整个身体以稀释酒精，达到酒量变大的假象。但长期以往对身体的危害很大！
囊性纤维化是北美白种人中常见的一种遗传病，患者支气管被异常的粘液堵塞，常于幼年时死于肺部感染。
常染色体隐性遗传病
一.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CFTR蛋白的基因缺失3个碱基
编码CFTR蛋白的基因
第508位缺少苯丙氨酸
CFTR蛋白片段
CFTR蛋白结构异常
CFTR蛋白功能异常
囊性纤维化
CFTR蛋白作用原理分析
ATP
ADP
功能正常的CFTR蛋白
H2O
异常关闭的CFTR蛋白
稀薄的黏液
氯离子
黏稠的分泌物不断积累
一.基因表达产物与性状的关系
编码CFTR蛋白的基因缺失3个碱基
编码CFTR蛋白的基因
第508位缺少苯丙氨酸
CFTR蛋白片段
CFTR蛋白结构异常
CFTR蛋白功能异常
囊性纤维化
基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
生物性状
基因
酶
细胞代谢
生物性状
结构蛋白
生物性状
蛋白质
间接作用
直接作用
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.基因还能通过控制 来 控制生物体的性状。
蛋白质的结构
直接
一.基因表达产物与性状的关系——小结
基因的选择性表达与细胞分化
02
胰岛细胞
血细胞
输卵管细胞
同一个人的这些细胞遗传物质相不相同？
形态和功能为什么不同？
相同
基因的选择性表达
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 + + + - - +
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，对这三种细胞中的DNA和mRNA进行了检测，结果如下表所示：
二.基因的选择性表达与细胞分化
说明：“+”表示检测发现相应的分子，“-”表示检测未发现相应的分子。
卵清蛋白基因
珠蛋白基因
胰岛素基因
--ATGCATGCAT…… CCATGCTAGCCA …… TCCCTAAGGATAG CCATCCCAGATG …… CATGCATCCATGC---
--TACGTACGTA ……GGTACGATCGGT…… AGGGATTCCTATC GGTAGGGTCTAC …… GTACGTAGGTACG---
其他基因均相同
输卵管细胞：（假设所有基因都位于一个DNA上）
卵清蛋白mRNA
卵清蛋白基因
珠蛋白基因
胰岛素基因
--ATGCATGCAT…… CCATGCTAGCCA …… TCCCTAAGGATAG CCATCCCAGATG …… CATGCATCCATGC---
--TACGTACGTA ……GGTACGATCGGT…… AGGGATTCCTATC GGTAGGGTCTAC …… GTACGTAGGTACG---
其他基因均相同
珠蛋白mRNA
红细胞：（假设所有基因都位于一个DNA上）
（未表达）
（未表达）
（未表达）
（未表达）
卵清蛋白基因
珠蛋白基因
胰岛素基因
--ATGCATGCAT…… CCATGCTAGCCA …… TCCCTAAGGATAG CCATCCCAGATG …… CATGCATCCATGC---
--TACGTACGTA ……GGTACGATCGGT…… AGGGATTCCTATC GGTAGGGTCTAC …… GTACGTAGGTACG---
其他基因均相同
胰岛素mRNA
胰岛细胞：（假设所有基因都位于一个DNA上）
（未表达）
（未表达）
1.这3种细胞中合成的蛋白质种类有什么差别？
3种基因转录的mRNA分别出现在3种细胞中，表明每种细胞只合成3种蛋白质中的一种，因此这3种细胞中合成的蛋白质种类不完全相同。
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，但只检测到了其中一种基因的mRNA证明事实说明了什么？
这一事实说明细胞中并不是所有的基因都表达，基因的表达存在选择性。
3.3种细胞中有表达情况相同的基因吗？
虽然有一些特定功能的蛋白质，只在特定的细胞中合成，但也有些蛋白质在所有的细胞中都合成，比如ATP合成酶基因、细胞呼吸酶基因、核糖体蛋白基因等。
3.3种细胞中有表达情况相同的基因吗？
虽然有一些特定功能的蛋白质，只在特定的细胞中合成，但也有些蛋白质在所有的细胞中都合成，比如ATP合成酶基因、细胞呼吸酶基因、核糖体蛋白基因等。
细胞分化的实质是？
基因的选择性表达
二.基因的选择性表达与细胞分化——小结
细胞中表达的基因
管家基因
奢侈基因
在所有细胞中都表达的基因指导合成的蛋白质是维持细胞基本生命活动所必须的；
RNA聚合酶基因，核糖体蛋白基因等；
只在某类细胞中特异性表达的基因，这类基因表达会使细胞在形态、结构和功能上产生稳定的差异；
胰岛素基因，卵清蛋白基因等；
细胞分化的本质：基因的选择性表达
“基因什么时候表达、在哪种细胞中表达以及表达水平的高低如何？”
如图为人体对性状控制过程示意图，据图分析可得出（　　）
A. 过程①、②都主要在细胞核中进行
B. 食物中缺乏酪氨酸会使皮肤变白
C. M1和M2不可能同时出现在同一个细胞中
D. 老年人细胞中不含有M2
练一练
C
如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RNA聚合酶的催化，②过程需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①②③④⑤表明基因通过控制酶的合成来控制生物体性状
练一练
B
有人把分化细胞中表达的基因形象地分为“管家基因”和“奢侈基因”。“管家基因”在所有细胞中表达，是维持细胞基本生命活动所必需的；而“奢侈基因”只在特定组织细胞中表达。下列属于“奢侈基因”表达产物的是( )
A. ATP水解酶 B. RNA聚合酶 C. 膜蛋白 D. 血红蛋白
练一练
D