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第4章 基因的表达
第2节 基因表达与性状的关系（第1课时）
人教版高中生物学 必修2
学习目标与任务
结合实例，阐述基因控制性状的两种方式， 说明基因、蛋白质与性状之间的关系。
说明细胞分化与基因表达的关系；从结构 与功能观的视角体会细胞分化的实质。
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（请按暂停，回顾、总结）
基因、蛋白质和性状的关系
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思考：如何从基因指导蛋白质合成（基因表达） 的层面更深入的解释这一对相对性状的形成？
一、基因表达产物与性状的关系
（请按暂停，分析）
实例一：豌豆的圆粒与皱粒 孟德尔的解释：
基因 R
r
性状
圆粒 相对
皱粒 性状
控制 控制
控制
等位 基因
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编码淀粉分支酶的基因
控制 合成
淀粉分支酶
催化
合成淀粉
导致
淀粉含量升高
有效保 留水分
性状
基因
控制
酶的合成
控制
代谢过程
控制
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基因
控制
酶的合成
控制
代谢过程
控制
性状
（请按暂停，阅读教材p71倒数二段）
一、基因表达产物与性状的关系
实例二：白化病
控制酪氨酸酶的基因异常
导致
酪氨酸酶不能正常合成
导致
酪氨酸不能正常转化为黑色素
表现
白化病
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编码CFTR蛋白（一种转运蛋白）基因缺失了3个碱基
导致
CFTR蛋白（一种转运蛋白）空间结构发生变化
导致
CFTR蛋白转运氯离子的功能异常
导致
患者支气管内黏液增多，管腔受阻
细菌在肺部大量生长繁殖，肺功能严重受损
基因
控制
蛋白质 的结构
控制
性状
（请按暂停，阅读教材p72第一段分析）
一、基因表达产物与性状的关系
实例三：囊性纤维化的发病机理
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（请按暂停，回顾总结）
一、基因表达产物与性状的关系
基因控制生物性状的两种途径
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。
基因通过控制_蛋白质的结构 来_直接控制 ， 生物体的性状。
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（请按暂停，分析作答）
一、基因表达产物与性状的关系
例1：牵牛花的颜色主要是由花青素决定的，下图为花青素的合成与颜色 变化途径示意图：
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。
(1)图中反映了基因控制生物体性状的哪种途径？
(2)牵牛花的颜色只受一对基因控制吗？ 不是。牵牛花的颜色 主要由花青素
决定，而花青素的合成是由多对基 (3)牵牛花的颜色还与细胞中的pH有关， 因共同控制的。
这说明了什么？说明环境因素也会影响生物体的性状。
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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 + + + － － +
（请按暂停，阅读教材p72、讨论）
二、基因的选择性表达与细胞分化
分析不同类型细胞中DNA和mRNA的检测结果
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（请按暂停，阅读教材p72、讨论）
二、基因的选择性表达与细胞分化
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
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？在特定的细胞中，基因的表达 具有选择性，进而产生特异性的表达产物。
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（请按暂停，分析）
二、基因的选择性表达与细胞分化
举例说明细胞分化与基因选择性表达的关系
基因选择性表达是指不同细胞中基因“执行情 况”不同，如胰岛B细胞中胰岛素基因表达，唾液淀 粉酶基因关闭；而唾液腺细胞则与之相反。
由于基因的选择性表达，导致含遗传信息相同 的细胞中mRNA和蛋白质的种类不完全相同，从而导 致细胞形态、结构或生理功能的不同，即细胞分化。
细胞分化的本质就是__基__因__的__选__择__性__表__达
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（请按暂停，分析）
二、基因的选择性表达与细胞分化
2．从不同水平上分析细胞分化的过程 (1)从细胞水平分析：
细胞的形态、结构和功能发生改变
从亚显微结构水平分析：
细胞器的种类和数目及细胞质基质成分和功能发生改变。
从分子水平分析：
①蛋白质角度：蛋白质种类、数量、功能发生改变。
②基因角度：基因的选择性表达，是细胞分化的根本原因。
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二、基因的选择性表达与细胞分化
3.表达基因的分类
（1）在所有细胞中都表达的基因有 。
①核糖体蛋白基因 ②ATP合成酶基因 ③血红蛋白基因
④卵清蛋白基因 ⑤呼吸酶基因 ⑥胰岛素基因
⑦ 抗体基因 ⑧唾液淀粉酶基因 ⑨肌动蛋白基因
① ② ⑤
（2）只在某类细胞中特异性表达的基因有 ③ ④ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨。
（请按暂停，分析作答）
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（请按暂停，分析作答）
二、基因的选择性表达与细胞分化
例2：下列关于细胞分化的叙述，正确的是 (
)
A．细胞分化既能使细胞数目增加，也能使细胞种类增加 B．细胞分化不受遗传物质的控制
C．细胞分化后细胞表面结构以及细胞器的种类和数量可能会改变 D．细胞分化使细胞趋向全能化，有利于提高细胞代谢的效率
C
解析：细胞分化能使细胞种类增加，但不能使细胞数目增加，A错误； 细胞分化的实质是基因选择性表达，受遗传物质的控制，B错误；
细胞分化后细胞表面结构以及细胞器的种类和数量可能会改变，C正确； 细胞分化使细胞全能性降低，使细胞趋向专能化，D错误。
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控制
基因
控制
酶的合成
控制
代谢过程
蛋白质结构
性状
总结：
（请按暂停，回顾总结）
一、基因表达产物 与性状的关系
二、基因的选择性 表达与细胞分化
细胞分化的本质是基 因的选择性表达，细 胞分化是生物体多种 性状形成的基础，。
基因控制生物性状的两种途径

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