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第2节 基因表达与性状的关系
第一课时
人教版 必修二
1．能举例说明基因表达产物与性状的关系。
2．能阐明细胞分化的本质是基因选择性表达的结果，生物的性状主要由蛋白质体现。
基因指导_______的合成。
※基因与蛋白质有何关系？
※蛋白质与生命性状特征有何关系？
蛋白质
蛋白质是生命活动的_____者和______者
体现
承担
基因控制生物体的______。
性状
※基因与性状有何关系？
基因如何控制性状
隐性基因
隐性基因
实例1：皱粒豌豆的形成
实例2：白化病的形成
任务一：基因表达产物与性状的关系
[活动]组内合作，A组完成活动1；B组完成活动2。
活动1：探究豌豆皱粒的成因
阅读教材P71，用文字和箭头简要概括基因控制皱粒豌豆的过程。
活动2：探究白化病的成因
结合图文信息，用文字和箭头简要概括基因控制白化症状的过程。
资料1：皱粒与圆粒豌豆的形成
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
淀粉分支酶不能正常合成
蔗糖不能合成为淀粉，蔗糖含量升高
淀粉含量低的豌豆由于失水而显得皱缩
编码淀粉分支
酶的基因正常
淀粉分支酶正常合成
蔗糖合成为淀粉， 淀粉含量升高
淀粉含量高，有效保持
水分，豌豆显得圆鼓鼓
资料2：白化病的形成
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
缺乏黑色素表现为白化病
基因异常
淀粉分支酶的活性降低
淀粉合成受阻
皱粒豌豆
基因异常
酪氨酸酶缺乏
无法合成黑色素
白化症状
普遍过程
基因
酶
代谢过程
性状
皱粒豌豆的形成机制
白化病的形成
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。
结论一：
拓展：苯丙氨酸的代谢
苯丙酮尿症：隐性遗传病，苯丙氨酸无法合成酪氨酸，导致苯丙酮酸在体内积累。随尿液大量排出，同时影响大脑发育。
苯丙酮尿症是缺乏哪种酶导致的？
苯丙酮尿症患者的肤色往往较浅，但未完全白化，为什么？
请从饮食方面提出减轻苯丙酮尿症的思路。
思考：
苯丙氨酸
酪氨酸
酪氨酸酶
黑色素
苯丙酮酸
酶①
酶②
酶③
国家卫生计生委在京启动第二期苯丙酮尿症患儿特殊奶粉补助项目，为来自青海、内蒙古、吉林、辽宁、新疆、陕西、云南、贵州、江西、海南、广西等11个项目地的200名苯丙酮尿症新生患儿免费提供为期3年的无苯丙氨酸配方粉。
……
CO2 +H2O
拓展：苯丙氨酸的代谢
囊性纤维病是北美白种人常见的一种遗传病，每1800个人中就有一个患者，每25个人中就有一个致病基因携带者。
正常气管
囊性纤维化气管
气流大小
患者支气管中黏液增多，管腔受阻，细菌在肺部大量生长繁殖，最终使肺功能严重受损
实例三：囊性纤维病
问题1: 囊性纤维病形成的机制是什么？
资料3：囊性纤维病
CFTR基因缺失了3个碱基
转运蛋白（CFTR蛋白）异常，导致功能异常
患者支气管内黏液增多
黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染
治疗方法——基因治疗
CFTR基因缺失了3个碱基
转运蛋白（CFTR蛋白）异常，导致功能异常
资料4：镰刀型细胞贫血症
编码血红蛋白的
基因中一个碱基变化
血红蛋白的结构发生变化
红细胞成镰刀型
容易破裂，患溶血性贫血
任务一：基因表达产物与性状的关系
结论二：
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
酶的合成
控制
生物的性状
间接控制
代谢过程
控制
基因控制性状的两种途径小结
（2）直接控制
基因
蛋白质的结构
控制
生物的性状
直接控制
（1）间接控制
例如：豌豆的圆粒和皱粒、白化病等
例如：囊性纤维病、镰刀型细胞贫血症等
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
其他实例
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
问题: 那为什么酒量差的人好像训练后好像酒量提高了？
问题: 那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！
检测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 胰岛素基因mRNA
输卵管细胞 +++ ＋ ＋ －
红细胞 +++ － － ＋
胰岛B细胞 +++ －
（“＋”表示检测发现相应的分子，“－”表示检测未发现相应的分子。）
1.三种细胞内相关物质的检测结果是怎样的？这说明了什么？
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，但只检测到其中一种基因的mRNA,这一事实说明了什么？
资料5：科学家用基因探针等高新科技对鸡内几种细胞含有的DNA和mRNA情况进行了调查，结果如下。
ATP合成酶基因 胰岛素基因 核糖体蛋白基因 卵清蛋白基因 珠蛋白基因
[问题]
任务二：基因的选择性表达与细胞分化
蛋白质种类不完全相同
基因的选择性表达
细胞中的基因有些表达，有些不表达。
表达的基因：
1.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需的，如核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因；
2.只在某类细胞中特异性表达的基因，如卵清蛋白基因、胰岛素基因。
任务二：基因的选择性表达与细胞分化
细胞分化的本质就是基因的选择性表达。基因的选择性表达与基因表达的调控有关。
干细胞
红细胞
神经元
脂肪细胞
心肌细胞
小肠上皮细胞
软骨细胞
上皮细胞
受精卵
细胞分裂
细胞分化
细胞分化的实质就是：
基因的选择性表达
问题: 细胞分化遗传物质改变了吗？
细胞分化是基因选择性表达的结果，即在个体发育过程中，不同种类细胞中遗传信息的表达情况不同。
细胞分化的“不变”与“变”
不 变
变
DNA、tRNA、rRNA、细胞的数目
mRNA、蛋白质的种类、细胞的形态、结构和功能
1.个体的性状和细胞的分化都取决于基因的表达及其调控。判断下列相关表达是否正确。
(1)基因与性状之间是一一对应的关系。（ ）
(2)细胞分化产生不同类型的细胞，是因为不同类型的细胞内基因的表达存在差异。 （ ）
╳
2.我国科学家将含有人凝血因子基因的DNA片段注射到羊的受精卵中，由该受精卵发育而成的羊，分泌的乳汁中含有人的凝血因子，可治疗血友病。下列叙述错误的是
A 这项研究说明人和羊共用一套遗传密码
B.该羊的乳腺细胞中含有人的凝血因子基因
C.该羊分泌的乳汁中含有人的凝血因子基因
D.该羊的后代也可能含有人的凝血因子基因
C
一、概念检测
√
二、拓展应用
1. 有人说，“基因是导演，蛋白质是演员。性状是演员的表演作品。”你认为这种说法有道理吗 为什么 请你整理总结基因、蛋白质和性状三者之间的关系。
这种说法有一定的道理。基因通常是有遗传效应的DNA片段，DNA上特定的碱基排列顺序，蕴含着一定的遗传信息，可类比成组织者（导演），负责整部作品的呈现；蛋白质是生命活动的主要承担者，具体参与细胞的各项生命活动，可类比成执行者（演员）；而性状则是生物体表现出来的形态结构、生理和行为等特征的总和，主要是由蛋白质参与完成的，可类比成呈现方式（作品）。三者之间的关系是基因通过控制蛋白质的合成控制生物体的性状。
1.基因控制性状的两种途径
2.基因的选择性表达与细胞分化
基因的选择性表达
（1）细胞中的基因可以分为两类:管家基因、奢侈基因
（2）细胞分化的实质就是：

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