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(共21张PPT)
第2节 基因表达与性状的关系
神奇的水毛茛
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。
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？
【答案】这两种形态的叶，其细胞的基因组成是一样的。
【提示】这两种叶形的差异，可能是由叶片所处的环境因素引起的。
基因表达产物与性状的关系
豌豆圆粒与皱粒的秘密
淀粉有保留水分的作用
淀粉含量高的豌豆
有效地保留水分
淀粉含量低的豌豆由于失水而皱缩
是什么原因导致豌豆淀粉含量不一样
豌豆的圆粒与皱粒的形成机制
圆粒豌豆的形成机制
皱粒豌豆的形成机制
编码淀粉分支酶的基因正常
淀粉分支酶活性正常
淀粉合成正常，含量增加
淀粉含量高，有效保留水分
编码淀粉分支酶的基因被打乱
淀粉分支酶异常，活性降低
淀粉合成受阻，含量降低
淀粉含量低的由于失水而皱缩
基因
酶
细胞代谢
性状
一、基因表达产物与性状的关系
编码淀粉分支酶的基因中插入了一段外来DNA序列
引起
R
控制合成
淀粉分支酶
催化合成
淀粉
保水
rr
淀粉分支酶
异常
导致
淀粉
合成减少
没有R
导致
饱满、圆润
RR、Rr
失水皱缩
基因
酶的合成
代谢过程
性状
基因表达产物与性状的关系
人的白化病症状形成原因
白化症状
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
控制
酶的合成
代谢过程
控制
控制
基因
生物性状
基因正常
(A)
催化
酪氨酸酶
酪氨酸转变为黑色素
基因异常
（a）
酪氨酸酶
无法合成
无法合成黑色素
基因
酶的合成
代谢过程
性状
资料3
在大约70％的囊性纤维化患者中，编码CFTR蛋白（一种转运蛋白）的基因缺失了3个碱基，导致CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸，其空间结构发生变化，使CFTR转运氯离子的功能出现异常，导致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。
正常气管
囊性纤维化气管
分析囊性纤维病的发病机理，用流程图表述基因、基因表达产物与性状之间的关系。
囊性纤维化成因
大约70%的囊性纤维化形成原因
基因表达产物与性状的关系
编码CFTR蛋白的基因缺失3个碱基对
缺少苯丙氨酸，CFTR蛋白空间结构异常
CFTR转运氯离子的功能异常
黏液清除困难,细菌繁殖，肺部感染
控制
蛋白质结构
蛋白质功能
生物性状
控制
控制
基因
镰状细胞贫血形成原因
基因表达产物与性状的关系
控制血红蛋白形成的基因中一个碱基对变化
血红蛋白的结构
发生变化
红细胞呈镰刀状，容易破裂，运输O2能力降低
患溶血性贫血
控制
蛋白质结构
蛋白质功能
生物性状
控制
控制
基因
通过以上实例说明基因如何控制控制生物的性状
基因表达产物与性状的关系
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
基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
间接控制
直接控制
豌豆圆粒与皱粒
人的白化病
70%的囊性纤维化
镰状细胞贫血
判断正误
(1)豌豆产生圆粒或皱粒的实例说明基因通过控制蛋白质结构，直接控制生物体的性状(　　)
(2)白化病是由于基因异常而引起酪氨酸酶合成变多，能将黑色素转变为酪氨酸，从而出现白化症状(　　)
(3)基因表达的产物不可以参与基因的表达(　　)
(4)基因控制生物性状时指导合成的终产物一定都是蛋白质(　　)
×
×
×
×
跟踪训练
1.如图为人体内基因对性状的控制过程，据图分析下列叙述正确的是
A.①②⑥⑦过程在人体所有的细胞中均能发生
B.基因1和基因2不可能出现在同一细胞中
C.⑤⑥⑦过程反映了基因对生物性状的间接控制方式
D.人体衰老引起白发的原因是⑥⑦过程不能完成
√
基因的选择性表达与细胞分化
思考讨论
同一生物体中不同类型的细胞，基因都是相同的，而形态、结构和功能却各不相同，这是为什么呢
生物体多种性状的形成，都是以细胞分化为基础的
二、基因的选择性表达与细胞分化
[资料]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。
1. 这3种细胞中合成的蛋白质种类有什么差别？
说明：“+”表示检测发现相应的分子，“－”表示检测未发现相应的分子
3种基因转录的mRNA分别出现在3种细胞中，表明每种细胞只合成3种蛋白质中的一种。因此，这3种细胞中合成的蛋白质种类不完全相同，虽然有些蛋白质在所有的细胞中都合成，但也有-些特定功能的蛋白质只在特定的细胞中合成。
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？
细胞分化的本质就是基因的___________
选择性表达
这一事实说明，细胞中并不是所有的基因都表达，基因的表达存在选择性。
表达的基因的类型
表达的基因分类
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。
细胞的分化
2．根据管家基因与奢侈基因的定义，对下列基因进行归类。
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
属于管家基因的是：___________________
属于奢侈基因的是：___________________
③④⑥⑦⑧
①②⑤
基因的选择性表达与基因表达的调控有关。
性状
直接影响
1.细胞分化的标志
(1)从细胞水平分析：细胞的形态、结构和生理功能发生改变。
(2)从亚显微结构水平分析：细胞器的数目及细胞质基质成分和功能发生改变。
(3)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，即遗传信息的执行情况不同，这是细胞分化的根本原因。
2.细胞分化的“变”与“不变”
(1)变：mRNA、蛋白质的种类，细胞的形态、结构和功能。
(2)不变：DNA、tRNA、rRNA的种类，细胞的数目。
基因的选择性表达与细胞分化
思维拓展
1.细胞分化形成的细胞一般会保持分化后的状态，不可逆转(　　)
2.在一个细胞中所有的基因都一定表达(　　)
3.同一个体的不同组织细胞的形态、功能不同是基因选择性表达的结果(　　)
4.不同生物的细胞的形态、结构不同是基因不同造成的(　　)
×
正误判断
√
√
√
5.牵牛花的颜色主要是由花青素决定的，如图为花青素的合成与颜色变化途径示意图：
从图中不能得出的结论是(　　)
A.花的颜色由多对基因共同控制
B.基因可以通过控制酶的合成来控制代谢
C.牵牛花颜色的表现受到相关酶的控制
D.若基因①不表达，则基因②③也不表达
习题巩固
由图可知，花青素的合成是由多对基因共同控制的，A正确；基因①②③分别通过控制酶1、2、3的合成来控制花青素的合成，B正确，C正确；基因具有独立性，基因①不表达，基因②和基因③仍然能够表达，D错误。
解析：
D

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