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课件网) 人教版必修二 《遗传与进化》 第四章 基因的表达 第二节 基因表达与性状的关系 4.2 学习目标 通过资料分析,建立基因控制性状的两种模型。 科学探究| 科学思维 生命观念| 科学思维 生命观念| 社会责任 通过分析材料,认同细胞分化的实质是基因的选择性表达,理解细胞调控基因表达的机制。 结合基因、性状与环境三者关系,理解表观遗传现象并学以致用;通过表观遗传的发现认同科学是不断发展的,人类对自然界的探究永无止境。 新课导入 南橘 北枳 “橘生淮南则为橘,生于淮北则为枳,叶徒相似,其实味不同。所以然者何?水土异也。”(右图)像这种随环境不同,生物性状发生改变的例子非常普遍。 为什么相同的生物在不同的环境中会出现性状差异?基因、蛋白质、性状三者间究竟有怎样的关系? 问题探讨 水毛茛 空气中的叶 浸泡在水中的叶 叶片扁平状 叶片丝状 这两种形态的叶,其细胞的基因组成一样吗? 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,可能是由什么因素引起的? 这两种叶形的差异,可能是由叶片所处的环境因素引起的。 问题探讨 基因 性状 蛋白质 控制 表达 转录 体现 翻译 基因的表达产物蛋白质是如何体现生物性状的呢? 结合教材第71页图4-9,阅读相关内容,请仔细分析下面的实例,说说基因是如何控制生物性状的? “ “ 01 / 基因表达产物与性状的关系 【实例1】豌豆的圆粒与皱粒 圆粒豌豆形成机制 皱粒豌豆形成机制 编码淀粉分支酶基因 合成淀粉分支酶 合成淀粉 淀粉含量升高,保留水分 控制 催化 导致 编码支链淀粉酶的基因被插入的DNA序列打乱 淀粉酶异常,活性降低 淀粉合成受阻,含量降低 淀粉含量低的豌豆,失水皱缩 基因 酶的合成 代谢过程 生物性状 控制 控制 控制 外来DNA 插入 圆粒豌豆DNA 皱粒豌豆DNA 【实例2】白化病 白化病患者 畏光 毛发及皮肤呈白色 基因 酶的合成 代谢过程 生物性状 控制酪氨酸酶的基因异常 酪氨酸酶不能正常合成 酪氨酸不能正常转化为黑色素 缺乏黑色素,表现白化病 结论1 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。 基因 酶的合成 代谢过程 生物性状 控制 控制 间接控制 间接控制 【实例3】囊性纤维化的发病机理 基因 蛋白质结构 生物性状 控制 控制 编码CFTR蛋白(转运蛋白)基因缺失3个碱基 蛋白质空间结构变化 CFTR转运氯离子的功能异常 导致508位缺少苯丙氨酸 导致 患者支气管内黏液增多,管腔受阻,细菌繁殖,肺部感染 表现 正常气管 囊性纤维化气管 气流大小 气流大小 【实例4】镰刀型细胞贫血症 基因 蛋白质结构 生物性状 控制 控制 血红蛋白基因中1个碱基对被替换 血红蛋白中谷氨酸被缬氨酸替换,空间结构改变 红细胞呈镰刀型,易破裂,使人患溶血性贫血 血液正常流动 阻碍血液流动 正常红细胞 镰刀状红细胞 基因还能通过控制蛋白质的结构来直接控制生物体的性状。 基因 蛋白质的结构 生物性状 控制 直接控制 直接控制 结论2 基因控制性状的两条途径 ①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。 ②基因还能通过控制蛋白质的结构来直接控制生物体的性状。 当堂检测 【1】白化病病人出现白化症状的根本原因是 ( ) C A 病人体内缺乏黑色素 B 病人体内无酪氨酸 C 控制合成酪氨酸酶的基因不正常 D 长期见不到阳光 白化病患者 当堂检测 【2】下列关于“基因与性状”关系的描述,正确的是( ) C A 基因可通过控制酶的合成直接控制生物体的性状 B 基因与生物性状之间不存在简单的线性关系 C 基因与多种因素相互作用精细地调控生物的性状 D DNA上的片段均能直接或间接地控制生物的性状 1 这个过程我们称为什么? 2 这些细胞的基因是否相同? 3 这些 ... ...