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第四章第二节
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。
讨论:
1.这两种形态的叶，其细胞的基因组成一样吗
2. 这两种叶形的差异，可能是由什么因素引起的
基因
蛋白质
控制
体现
性状
环境在基因的表达过程中起到了什么作用？
基因表达产物与性状
编码淀粉分支酶的基因
指导 合成
DNA中插入了一段外来DNA序列
促使
合成淀粉
引起
编码淀粉分支酶的基因异常
淀粉分支酶不能正常合成
淀粉含量___
淀粉合成受阻
_________酶
淀粉含量__高
基因
酶
代谢
过程
性状
升
淀粉分支
低
案例一：
基因表达产物与性状
案例二：
基因通过控制____的合成来控制___________，进而控制生物体的性状。
控制酪氨酸酶的基因异常
酪氨酸不能正常转化为______
________不能正常合成
缺乏黑色素，表现_______
结论1：
酶
代谢过程
酪氨酸酶
黑色素
白化病
间接控制
基因表达产物与性状
案例三：
CFTR（跨膜）基因缺失了3个碱基
CFTR蛋白结构_____，导致功能_____
患者支气管内黏液增多
黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染
异常
异常
基因还能通过控制蛋白质的______而_____控制生物体______
性状
结构
直接
直接控制
结论2：
基因型
蛋白质结构
表现型
基因的选择性表达与细胞分化
　　分化是指在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。
基因的选择性表达与细胞分化
受精卵
有丝
分裂
细胞
分化
系统
人体
骨细胞
上皮
细胞
肌肉
细胞
神经细胞
上皮组织
肌肉组织
神经组织
结缔组织
器官
　　分化结果：形成形态、结构和功能各不相同的细胞、组织。
本质：基因的选择性表达
基因的选择性表达与细胞分化
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.分析不同类型细胞中DNA和mRNA的检测结果
讨论：（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，但只检测到其中一种基因的mRNA，这一事实说明了什么？
（3）有没有某种基因所有的细胞都会表达？
基因的选择性表达与细胞分化
红细胞
胰岛细胞
2.在不同类型的细胞中，表达的基因的类型
(1)管家基因：一类是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
(2)奢侈基因：只在某类细胞中特异性表达的基因。
表观遗传
资料1：柳穿鱼的花
植株A
植株B
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
×
F1

F2
表观遗传
资料2：实验小鼠的毛色
AVYAVY
黄色体毛
aa
黑色体毛
×
AVYa
黄色体毛
过渡类型
基因的碱基序列不变，部分碱基发生甲基化修饰，最终影响表型，并且这种修饰可以遗传给后代。
为什么会产生这样的结果？
表观遗传
生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表现型发生可遗传变化的现象，叫做表观遗传。
2.表观遗传形成的原因
1.表观遗传
环境
DNA甲基化
诱 发
表观遗传
5.实例：基因组成相同的同卵双胞胎；
一个蜂群中，蜂王和工蜂形态、结构、生理和行为等方面截然不同。
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；
基因与性状的关系
一个基因控制一个性状；
对基因控制一个性状；
一个基因也可以影响多个性状；
生物体的性状由基因决定，也受环境影响；
生物的性状有的是核基因控制的，也有质基因控制的。
1
2
3
4
5
25℃下培养
它们产生的后代
如后天的营养和体育锻炼等对人的身高也有重要作用。
如刚孵化的残翅果蝇幼虫
31℃下培养
得到了一些翅长接近正常的果蝇成虫
残翅果蝇
基因表达与性状的关系
基因与_____，基因与_____________，基因与______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的网络，精确地调控着生物体的性状。
基因
基因表达产物
环境
课堂总结
直接方式
实例：镰刀型细胞贫血症、囊性纤维病
机理：基因 蛋白质结构 生物体性状
控制
控制
间接方式
实例：白化病、豌豆粒形的形成
机理：基因 酶的合成 细胞代谢 生物性状
控制
控制
控制
一、基因表达产物与性状的关系
DNA甲基化、组蛋白甲基化、组蛋白乙酰化
二、基因的选择性表达与细胞分化
三、表观遗传
细胞分化的机理：
相同的核DNA 不同的mRNA 不同的蛋白质 不同的形态、结构和功能
基因选择性表达
合成
表现
随堂检测
1.如图为人体内基因对性状的控制过程，下列叙述不正确的是(　　)
A．图中①②过程发生的场所分别是细胞核、细胞质中的核糖体B．镰刀型细胞贫血症致病的根本原因是基因发生了改变C．人体衰老引起白发增多的主要原因是图中的酪氨酸酶的活性下降
D．该图反映了基因对性状的控制是通过控制酶的合成，进而控制代谢活动来进行的
D
随堂检测
2.人类白化病和苯丙酮尿症是由于代谢异常引起的疾病，下图表示在人体代谢中产生这两类疾病的过程。由图不能得出的结论是(　　)
①基因可以通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状②基因可以通过控制酶的合成来控制生物的性状③一个基因只能控制一种性状④一个性状可以由多个基因控制A．①② B．①③ C．②③ D．③④
B

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