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(共22张PPT)
第2节 基因表达与性状的关系
目标
01
02
03
举例说明基因通过控制酶的合成或蛋白质的结构控制生物体的性状
说明细胞分化是基因选择性表达的结果
概述生物体的表观遗传现象
学习目标
目标
0
问题：基因如何控制生物性状的呢？
指导合成
体现
怎样控制？
基因
蛋白质
性状
问题探讨1
结合教材第71页图4-9,阅读相关内容,构建白化病和囊性纤维化患者发病机理，归纳概括基因表达产物与性状的关系。
①白化病发病机理构建时，从蓝色磁贴中选取科学的信息构
建模型；
②红色磁贴构建囊性纤维化患者发病机理模型；
③小组展示，说明构建依据。
问题探讨1
编码酪氨酸酶的基因异常
酪氨酸酶无法合成
酪氨酸酶基因无法表达
酪氨酸不能转变成黑色素
缺少黑色素，表现白化症状
基因
酶
细胞代谢
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
途径1：
问题探讨1
编码CFTR蛋白的基因缺失3个碱基
翻译的CFTR蛋白第508位缺少苯丙氨酸
CFTR蛋白转运氯离子的功能异常
CFTR蛋白空间结构改变
途径2：
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
问题探讨1
支气管黏液增多，管腔受阻，细菌在肺部大量繁殖，肺功能严重受损
问题探讨1
编码CFTR蛋白的基因缺失3个碱基
翻译的CFTR蛋白第508位缺少苯丙氨酸
CFTR蛋白转运氯离子的功能异常
CFTR蛋白空间结构改变
基因
蛋白质的结构
性状
基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
途径2：
资料1
2.为什么形态、结构和功能却不相同？
红细胞
神经细胞
纤维原细胞
平滑肌细胞
骨细胞
脂肪细胞
横纹肌细胞
小肠上皮细胞
1.同一个体的不同的体细胞所含基因相同吗？
相同
问题探讨2
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3种细胞中的DNA和mRNA进行了检测，结果如下表所示：
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 + + + - - +
1. 这3种细胞中合成的蛋白质种类有什么差别？
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？
3. 3种细胞中有表达情况相同的基因吗？
问题探讨2
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3种细胞中的DNA和mRNA进行了检测，结果如下表所示：
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 + + + - - +
1. 这3种细胞中合成的蛋白质种类有什么差别？
3种细胞中合成的蛋白质都是该细胞中的特异性蛋白质。
问题探讨2
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3种细胞中的DNA和mRNA进行了检测，结果如下表所示：
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 + + + - - +
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？
细胞中并不是所有的基因都表达，基因的表达存在选择性，进而产生特异性的表达产物。
问题探讨2
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3种细胞中的DNA和mRNA进行了检测，结果如下表所示：
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 + + + - - +
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合酶基因、细胞呼吸酶基因、核糖体蛋白基因等。
资料1
2.为什么形态、结构和功能却不相同？
红细胞
神经细胞
纤维原细胞
平滑肌细胞
骨细胞
脂肪细胞
横纹肌细胞
小肠上皮细胞
1.同一个体的不同的体细胞所含基因相同吗？
相同
细胞分化
3.细胞分化的本质：
基因的选择性表达
巩固练习
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
D
问题探讨3
柳穿鱼花的形态结构的遗传
柳穿鱼花的形态结构与Lcyc基因的表达直接相关。上图所示的两株柳穿鱼，它们体内Lcyc基因的序列相同，只是植株A的Lcyc基因在开花时表达，植株B的Lcyc基因不表达。研究表明，植株B的Lcyc基因不表达的原因是它被高度甲基化（Lcyc基因有多个碱基连接甲基基团）了。科学家将这两个植株作为亲本进行杂交，F1的花与植株A的相似，F1自交的F2中绝大部分植株的花与植株A的相似，少部分植株的花与植株B的相似。
资料2：柳穿鱼花的形态结构
根据资料，同学们构建植株A与植株B杂交实验模型，小组展示
问题探讨3
正常
植株A
Lcyc基因
高度甲基化
植株B
×
（杂交）
F1
（自交）
F2
少部分
植株A相似
绝大部分
P
Lcyc基因
柳穿鱼花的形态结构的遗传
问题探讨3
柳穿鱼花的形态改变是因为Lcyc基因的部分碱基被高度甲基化，发生在基因或基因前端的甲基化修饰均导致相关基因的表达受到抑制，进而影响性状。
G
C
3’
5’
G
C
3’
5’
G
C
3’
5’
G
C
3’
5’
CH3
CH3
未甲基化
甲基化
植株A
植株B
开花时不表达
开花时表达
上述资料中，柳穿鱼性状改变的原因是什么？
柳穿鱼花的形态结构的遗传
表观遗传
生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。
存在时期：
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。
概念：
与社会的联系
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。
请查阅相关资料，结合表观遗传、烟草烟雾中含有的化学物质及其危害等知识，向亲友和周围人群深入宣传戒烟的道理。
课堂小结

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