第4章基因的表達(dá)第2節(jié)基因表達(dá)與性狀的關(guān)系第1課時(shí)基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系、

基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化生物學(xué)必修2

遺傳與進(jìn)化（人教版）導(dǎo)入新課（導(dǎo)入一）1.這兩種形態(tài)的葉，其細(xì)胞的基因組成一樣嗎？為什么？2.這兩種葉形的差異，可能是由什么因素引起的？水毛茛裸露在空氣中的葉浸在水中的葉導(dǎo)入新課（導(dǎo)入二）韭菜韭黃韭黃是怎么培育出來的？環(huán)節(jié)一：基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系（思路一）皺粒豌豆圓粒豌豆環(huán)節(jié)一：基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系（思路一）編碼淀粉分支酶的基因被插入的DNA序列打亂淀粉分支酶異常，活性大大降低淀粉合成受阻，含量降低淀粉含量低的豌豆由于失水而皺縮皺粒豌豆的形成機(jī)制皺粒豌豆的DNA中插入了一段外來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，淀粉含量高的豌豆能有效地保留水分，十分飽滿，而淀粉含量低的豌豆因失水而皺縮。基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進(jìn)而控制生物體的性狀環(huán)節(jié)一：基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系（思路一）白化病患者酪氨酸酶基因異常酪氨酸酶缺乏酪氨酸不能轉(zhuǎn)變?yōu)楹谏兀憩F(xiàn)出白化癥狀白化癥狀形成機(jī)制人的白化癥狀是由編碼酪氨酸酶的基因異常引起的。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。環(huán)節(jié)一：基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系（思路一）基因可以通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀編碼CFTR蛋白（一種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白）的基因缺失了3個(gè)堿基對(duì)CFTR蛋白的第508位缺少苯丙氨酸，空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化患者支氣管中黏液增多，管腔受阻，細(xì)菌在肺部大量生長繁殖，最終使肺功能嚴(yán)重受損囊性纖維化發(fā)病機(jī)理基因

的合成細(xì)胞內(nèi)淀粉含量控制影響多少圓粒豌豆皺粒豌豆環(huán)節(jié)一：基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系（思路二）淀粉分支酶閱讀教材內(nèi)容，完成以下任務(wù)。（1）填圖。（2）豌豆表現(xiàn)出皺粒的根本原因和直接原因分別是什么？根本原因：控制淀粉分支酶合成的基因中插入了一段外來DNA序列直接原因：淀粉分支酶活性降低，導(dǎo)致豌豆中淀粉含量下降，保留水

分的能力下降環(huán)節(jié)一：基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系（思路二）閱讀教材，完成以下任務(wù)。（1）模擬上述任務(wù)（1）繪制白化癥狀的形成機(jī)制圖。（2）人出現(xiàn)白化癥狀的根本原因和直接原因分別是什么？基因酪氨酸酶的合成黑色素的合成控制影響不能合成能合成白化癥狀正常根本原因：控制酪氨酸酶合成的基因異常直接原因：無法合成酪氨酸酶，不能合成黑色素基因可以通過控制酶的合成來控制代謝過程，進(jìn)而控制生物體的性狀。環(huán)節(jié)一：基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系（思路二）囊性纖維化環(huán)節(jié)一：基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系（思路二）囊性纖維化患者患病的根本原因和直接原因分別是什么?囊性纖維化根本原因：編碼CFTR蛋白（一種轉(zhuǎn)運(yùn)氯離子的蛋白質(zhì)）的基因

缺失了3個(gè)堿基對(duì)直接原因：CFTR蛋白結(jié)構(gòu)異常，轉(zhuǎn)運(yùn)氯離子的功能異常基因可以通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀環(huán)節(jié)一：基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系（思路二）正常紅細(xì)胞鐮狀紅細(xì)胞鐮狀細(xì)胞貧血形成的原因：編碼血紅蛋白的基因中一個(gè)堿基發(fā)生了替換，導(dǎo)致血紅

蛋白中的一個(gè)谷氨酸變成了纈氨酸，血紅蛋白結(jié)構(gòu)異常。環(huán)節(jié)二：基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化（思路一）科學(xué)家檢測(cè)了雞的輸卵管細(xì)胞、紅細(xì)胞和胰島細(xì)胞中的DNA和mRNA，結(jié)果如表所示。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+++--+

（1）這3種細(xì)胞中合成的蛋白質(zhì)種類有什么差別？（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)說明了什么？既有共有蛋白，也有特有蛋白細(xì)胞中并不是所有的基因都表達(dá)，基因的表達(dá)存在選擇性環(huán)節(jié)二：基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化（思路一）表達(dá)的基因只在某類細(xì)胞中特異性表達(dá)的基因在所有細(xì)胞中都表達(dá)的基因珠蛋白基因胰島素基因ATP合成酶基因細(xì)胞呼吸酶基因核糖體蛋白基因環(huán)節(jié)二：基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化（思路一）神經(jīng)細(xì)胞纖維原細(xì)胞骨細(xì)胞橫紋肌細(xì)胞小腸上皮細(xì)胞脂肪細(xì)胞平滑肌細(xì)胞紅細(xì)胞胚胎是由一個(gè)受精卵分裂、分化形成的，但組成該胚胎的各種細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能存在差異。導(dǎo)致這種現(xiàn)象的直接原因是什么？造成這種現(xiàn)象的根本原因是什么？不同細(xì)胞含有的蛋白質(zhì)種類不一樣不同的細(xì)胞中表達(dá)的基因不同環(huán)節(jié)二：基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化（思路二）科學(xué)家提取了雞的輸卵管細(xì)胞、紅細(xì)胞（有細(xì)胞核）和胰島細(xì)胞，對(duì)這3種細(xì)胞中的DNA和mRNA進(jìn)行了檢測(cè)，結(jié)果如表所示。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+++--+（1）3種基因在3種細(xì)胞中均有發(fā)現(xiàn)，這是什么原因？（2）3種基因轉(zhuǎn)錄的mRNA分別出現(xiàn)在3種細(xì)胞中，說明了什么？（3）由此推斷，3種細(xì)胞中含有的蛋白質(zhì)的種類是否相同？（4）有些蛋白質(zhì)幾乎存在于每一種細(xì)胞中，這些蛋白質(zhì)具有什么共同點(diǎn)？（5）綜上所述，細(xì)胞中基因的表達(dá)具有什么性？（6）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)和生理功能上向著不同方向穩(wěn)定變化的過程稱為什么？該過程的本質(zhì)是什么？環(huán)節(jié)二：基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化（思路二）科學(xué)家提取了雞的輸卵管細(xì)胞、紅細(xì)胞（有細(xì)胞核）和胰島細(xì)胞，對(duì)這3種細(xì)胞中的DNA和mRNA進(jìn)行了檢測(cè)，結(jié)果如表所示。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+++--+（1）3種基因在3種細(xì)胞中均有發(fā)現(xiàn)，這是什么原因？

（2）3種基因轉(zhuǎn)錄的mRNA分別出現(xiàn)在3種細(xì)胞中，說明了什么？

（3）由此推斷，3種細(xì)胞中含有的蛋白質(zhì)的種類是否相同？因?yàn)檫@3種細(xì)胞是由同一個(gè)細(xì)胞（受精卵）分裂、分化而來的說明每種細(xì)胞只合成3種蛋白質(zhì)中的一種不完全相同環(huán)節(jié)二：基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化（思路二）科學(xué)家提取了雞的輸卵管細(xì)胞、紅細(xì)胞（有細(xì)胞核）和胰島細(xì)胞，對(duì)這3種細(xì)胞中的DNA和mRNA進(jìn)行了檢測(cè)，結(jié)果如表所示。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+++--+（4）有些蛋白質(zhì)幾乎存在于每一種細(xì)胞中，這些蛋白質(zhì)具有什么共同點(diǎn)？

（5）綜上所述，細(xì)胞中基因的表達(dá)具有什么性？

這些蛋白質(zhì)是維持細(xì)胞基本生命活動(dòng)所必需的選擇性環(huán)節(jié)二：基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化（思路二）科學(xué)家提取了雞的輸卵管細(xì)胞、紅細(xì)胞（有細(xì)胞核）和胰島細(xì)胞，對(duì)這3種細(xì)胞中的DNA和mRNA進(jìn)行了檢測(cè)，結(jié)果如表所示。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+++--+（6）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)和生理功能上向著不同方向穩(wěn)定變化的過程稱為什么？該過程的本質(zhì)是什么？細(xì)胞分化基因的選擇性表達(dá)核心總結(jié)基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系核心總結(jié)細(xì)胞分化的本質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)課堂練習(xí)1.白化病和黑尿病都是酶缺陷引起的分子遺傳病，前者不能由酪氨酸合成黑色素，后者不能將尿黑酸轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴Ｒ宜幔懦龅哪蛞褐幸蚝心蚝谒幔隹諝夂笱趸兒凇Ｈ鐖D表示人體內(nèi)與之相關(guān)的一系列生化過程，下列敘述不正確的是（）A.若一個(gè)皮膚角質(zhì)層細(xì)胞控制酶B合成的基因異常，不會(huì)導(dǎo)致白化病B.若一個(gè)胚胎干細(xì)胞控制酶D合成的基因異常，會(huì)導(dǎo)致黑尿病C.白化病和黑尿病說明基因可以通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀D.圖中代謝過程可以說明一個(gè)基因可影響多個(gè)性狀，一個(gè)性狀也可受多個(gè)基因控制C課堂練習(xí)2.人體中含有多種干細(xì)胞，如圖表示人體干細(xì)胞分化為多種組織細(xì)胞的示意圖。下列相關(guān)敘述不正確的是