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(共20张PPT)
1
举例说明基因控制生物体性状的两种方式。
2
描述基因选择性表达与细胞分化的关系。
3
表观遗传现象。
第2节 基因表达与性状的关系
同一株水毛茛，裸露在空气中的叶和浸在水中的叶表现出了两种不同的形态。浮在水面上的叶子是宽阔的五边形或者手掌形，而沉在水中的叶子则变成了细细的丝状叶。
1.这两种形态的叶，其细胞的基因组成一样吗？
2.两种叶形的差异，可能是由什么因素引起的？
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。
问题探讨
空气中的叶
浸在水中中的叶
叶呈扁平状
叶呈丝状
基因、蛋白质、性状三者间究竟存在怎样的联系？
基因
控制
蛋白质
体现
性状
蛋白质是生命活动的主要承担者
怎样控制？
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？
一、基因表达产物与性状的关系
例子：白化病患者
控制酪氨酸酶的基因异常
机体无法将_________转变为________
________不能正常合成
皮肤、毛发缺乏黑色素，表现_______
酪氨酸酶
黑色素
白化症状
酪氨酸
基因
酶
代谢
过程
性状表现
囊性纤维病是北美白人种中最常见的一种遗传病，患者汗液中氯离子的浓度升高，支气管被异常的黏液堵塞，常于幼年时死于肺部感染。
囊性纤维病
小组探讨：囊性纤维病的病因？
例子：从基因的角度解释“囊性纤维病”发病机理。
编码CFTR蛋白的基因缺失3个碱基
CFTR转运氯离子的功能异常
基因
蛋白质结构
蛋白质功能
性状
CFTR蛋白缺少1个苯丙氨酸，蛋白结构异常
支气管内黏液增多，黏液清除困难，细菌大量繁殖，肺功能受损
囊性纤维化气管
正常气管
例子：镰刀型细胞贫血症
编码血红蛋白的
基因中一个碱基对变化
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
基因
性状表现
蛋白质
结构
归纳小结
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。
1.基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而间接控制生物体的性状；
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
检测的三种细胞 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 +++ - - +
分析不同类型细胞中DNA和mRNA的检测结果，回答下列问题：
二、基因选择性表达与细胞分化
(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？
细胞中并非所有的基因都表达，不同种类细胞中基因的表达情况有差别。
细胞分化的本质就是基因的选择性表达
管家基因：所有细胞中都表达的一类基因，这类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。
奢侈基因：在某类细胞中特异性表达的基因，这类基因表达的产物赋予各种类型细胞特定的形态结构特征与功能。
A,B两种植株，体内的Lcyc基因的序列相同
植株A：Lcyc基因在开花时表达
植株B：Lcyc基因不表达
植株A
植株B
资料1：柳穿鱼花的形态
讨论：柳穿鱼性状改变的原因？
Lcyc基因被高度甲基化
（有多个碱基连接甲基基团）
三、表观遗传
Lcyc基因
正常
植株A
开花时表达
Lcyc基因
高度 甲基化
植株B
开花时不表达
×
（杂交）
F1
（自交）
F2
讨论：
F1的花为什么与植株A的相似？
在F2中，为什么有些植株的花与植株B的相似？
植株A的Lcyc基因在开花时表达,可看成为显性基因,而植株B的该基因不表达,可看成为隐性基因。两植株杂交,F1表现显性性状,F2出现类似性状分离的现象。
类似于AA×aa → Aa → A 、aa。
大部分植株的花与A相似
少部分植株的花与B相似
实例2 小鼠的毛色受一对等位基因控制，Avy是显性基因，表现为黄色体毛；a为隐性基因，表现为黑色体毛。纯种黄色小鼠与纯种黑色小鼠杂交，子代小鼠基因型都为Avya，却表现出黄色和黑色之间的一系列过渡毛色。
1、小鼠性状改变的原因是什么？
因为AVY基因的前端有一段影响AVY基因表达的特殊的碱基序列被甲基化修饰，AVY基因表达受到抑制。
2.常见的调控机制：
DNA甲基化修饰
组蛋白的甲基化、乙酰化等
(主要抑制转录)
3.发生时期：
　　普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动过程中；
4.特点：
（1）DNA序列不变；
（2）可遗传给后代；
（3）受环境影响、可逆性；
1.概念：生物体基因的 保持不变，但 ____和_____ 发生 变化的现象。
碱基序列
基因表达
表型
可遗传
三、表观遗传
表观遗传现象普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动过程中。举例如下：
5.表观遗传现象
①基因组成相同的同卵双胞胎所具有的微小差异就与表观遗传有关
②一个蜂群中，蜂王和工蜂都是由受精卵发育而来的，但它们在形态、结构、生理和行为等方面截然不同，表观遗传也在其中发挥了重要作用。
三、表观遗传
①一个基因 一种性状
控制
②一个基因 多种性状
控制
③多个基因 一种性状
控制
水稻中的Ghd7基因编码的蛋白质不仅参与了开花的调控，而且对水稻的生长、发育和产量都有重要作用。
人的身高是由多个基因决定的，其中每个基因对身高都有一定的作用。
基因与性状并不是简单的一一对应的关系
多基因效应
基因的多效性
基因的特异性
1
基因决定生物性状
经典遗传、表观遗传、环境等对表型的影响
DNA
mRNA
蛋白质
性状
转录
翻译
体现
经典遗传
表观遗传
调控
环境
影响
影响
2.表观遗传：碱基序列不变，引起的性状变化可遗传
3.仅由环境变化引起的性状变化，不可遗传（表型模拟）
1.经典遗传：碱基序列改变，引起的性状变化可遗传
总结
基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个错综复杂而又繁而有序的网络，精细地调控着生物体的性状。
三、表观遗传
很多人认为，自己抽烟、喝酒、暴食、熬夜等最多是自己的身体健康，而不会影响到孩子。真的是这样吗？
与社会的联系
表观遗传
吸烟会使人体细胞内DNA的甲基化水平升高，对染色体上的组蛋白也会产生影响，还有研究发现，吸烟可使男性精子活力下降，精子中DNA的甲基化水平明显升高。

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