4.2基因表达与性状的关系课件(共54张PPT) 人教版必修2

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4.2基因表达与性状的关系课件(共54张PPT) 人教版必修2

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(共54张PPT)
1.同卵双胞胎,其细胞的基因组成一样吗 表型一样吗?
A市的一栋居民楼发生了一起恶性事件,警方发现该楼502室的一女子身亡。警方勘察现场结合解剖判断死者死于他杀,客厅即为第一案发现场,现场无目击者无监控器。在现场还发现了非受害人留下的皮屑,多方分析,认定为凶手遗留。根据公安局DNA入库比对,该DNA信息意外的指向两名男性,两位犯罪嫌疑人为同卵双胞胎且此时都在A市,到底谁是凶手?
讨论:
问题探讨
同卵双生的双胞胎虽然具有相同的DNA序列,却存在表型的差异。
当警官见到两位犯罪嫌疑人时却发现,虽然两人为同卵双胞胎,但两者似乎也有较为差别的外貌,双胞胎弟弟因为在高原生活过一段时间,所以面颊出现高原红症状。除此之外双胞胎哥哥患有白化病和囊性纤维病,而双胞胎弟弟只患有囊性纤维病。
2.这一对同卵双胞胎部分性状的差异,还可能是
由什么因素引起的
可能是由两人所处的环境因素引起的
弟弟
哥哥
问题探讨
问题探讨
空气中的叶
浸在水中中的叶
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?
叶呈扁平状
叶呈丝状
可能是由环境因素引起的
基因组成是一样的
受精卵
有丝分裂
复制
蛋白质
转录
翻译
基因(DNA)
复制
RNA
逆转录
中心法则图解
生物的性状
蛋白质如何体现生物性状
环境条件如何影响生物性状
基因与性状不一定是一一对应的关系
怎样控制?
第四章 第2节
基因表达与性状的关系
目标
01
02
03
结合基因、性状与环境三者关系,理解表观遗传现象并学以致用;通过表观遗传的发现认同科学是不断发展的,人类对自然界的探究永无止境(生命观念、社会责任)
通过分析材料, 认同细胞分化的实质是基因的选择性表达, 理解细胞调控基因表达的机制。(生命观念、科学思维)
通过资料分析,建立基因控制性状的两种模型
(科学探究、科学思维)
学习目标
任务一
请同学们自主阅读课本71页,思考并回答问题:
(一)基因对性状的间接作用
1.解释豌豆为什么会表现出圆粒和皱粒这两种性状呢?
2.人的白化病是什么原因引起的?
3.用文字和箭头总结基因、酶与性状之间的关系?
雪花
(一)基因对性状的间接作用
基因
酶的合成
代谢
过程
表现型
控制
调节
表现
编码酪氨酸酶的基因异常
酪氨酸不能转化为黑色素
酪氨酸酶不能合成
缺乏黑色素,表现为白化
编码淀粉分支酶的基因被插入的DNA序列打乱
淀粉合成受阻,含量降低
淀粉分支酶异常,活性大大降低
豌豆失水,表现为皱粒,甜
结论: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(间接作用)
任务二
(二)基因对性状的直接作用
1.囊性纤维病、镰状细胞贫血症的病因是什么?
2.用文字和箭头总结基因、蛋白质与性状之间的关系?
3.通过以上实例基因如何控制控制生物的性状?
请同学们自主阅读资料1、2,思考并回答问题:
囊性纤维化是北美白种人常见的一种遗传病,每1800个人中就有一个患者,每25个人中就有一个致病基因携带者。该病的病因是基因的碱基序列缺失了3个碱基,使得所编码的氯离子载体蛋白中少了一个氨基酸,导致细胞对氯离子的转运发生异常,造成黏液分泌过多,堵塞呼吸道,诱发感染。
正常气管
囊性纤维化气管
囊性纤维化成因
编码CFTR蛋白的基因_____________
CFTR蛋白在508位缺少________
CFTR蛋白转运_______的功能异常
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
CFTR蛋白__________发生变化
缺失3个碱基
苯丙氨酸
空间结构
氯离子
编码CFTR蛋白的基因
基因
蛋白质结构
性状表现
蛋白质功能
囊性纤维化成因
镰状细胞贫血(P80/81)
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
结论: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(直接作用)
生活小常识
从基因的角度来解释有些人饮酒后会表现“脸红”,有些人饮酒后会表现“脸白” 有些人酒精”上头” 有些人又千杯不醉,是酒桌上的”酒神“?
生活小常识
酒精(乙醇)
乙醇脱氢酶
乙醛
乙醛脱氢酶
乙酸
(醋酸)
CO2、H2O等
乙醇脱氢酶
相关基因
乙醛脱氢酶
相关基因
乙醛有毒,扩张血管
喝酒“脸红”的人有高效的乙醇脱氢酶,而没有乙醛脱氢酶。
喝酒“脸白”的人是因为两种酶都缺乏。
千杯不醉的原因的人体内两种酶含量高。
基因
酶、激素
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
所有的基因都表达吗?
总结:
基因是控制生物性状的基本单位,而生物的性状由蛋白质来体现的。
所以基因是通过指导蛋白质的合成来控制生物的性状的。
同一生物体不同类型的细胞中,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
想一想
2.基因的选择性表达与细胞分化
1.根据课本P72的“思考·讨论”,回答下列问题:
波形蛋白基因
珠蛋白基因
胰岛素基因
其他基因均相同
波形蛋白mRNA
(未表达)
(未表达)
检测的三种细胞 波形蛋白基因、珠蛋白基因、胰岛素基因 波形蛋白 mRNA 珠蛋白 mRNA 胰岛素
mRNA
皮肤细胞 +++ + - -
红细胞 +++ - + -
胰岛细胞 +++ - - +
--ATGCATGCAT…… CCATGCTAGCCA …… TCCCTAAGGATAG CCATCCCAGATG …… CATGCATCCATGC---
--TACGTACGTA ……GGTACGATCGGT…… AGGGATTCCTATC GGTAGGGTCTAC …… GTACGTAGGTACG---
警方证据材料:在两犯罪嫌疑人的皮肤细胞、红细胞(有细胞核)和胰岛细胞这三种细胞中的DNA和mRNA检测结果中,办案人员发现了一些问题。结果如下表所示:
(2) 3种细胞中的DNA都含有波形蛋白基因、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?
在不同细胞内表达的基因不同,基因的表达存在选择性。
(1)这3种细胞中合成的蛋白质种类有什么差别?
皮肤细胞只能合成波形蛋白,不能合成珠蛋白和胰岛素;红细胞只能合成珠蛋白;胰岛细胞只能合成胰岛素。因此,这3种细胞中合成的蛋白质种类不完全相同。
(3)3种细胞中有表达情况相同的基因吗?若有,请举例说明
有些蛋白质在所有的细胞中都合成,比如ATP合成酶基因、细胞呼吸酶基因、核糖体蛋白基因等
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
细胞分化的实质:基因的选择性表达
2.细胞分化的“变”与“不变”
DNA、tRNA、rRNA

细胞的数目
不变
mRNA、蛋白质种类
细胞的形态、结构和功能
想一想:在细胞分化的过程中,下列哪些物质会发生改变
①DNA ②tRNA ③rRNA ④mRNA ⑤蛋白质种类
细胞分化与基因选择性表达的关系
基因什么时候表达
基因在哪种细胞中表达
基因表达水平的高低
调控基因是否表达
调控基因表达多少
3、表观遗传
基因的选择性表达与基因表达的调控有关,如何调控?
任务三
1.资料中,柳穿鱼和小鼠性状改变的原因是什么?
2.资料1中,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?
3.资料1和资料2展示的遗传现象有什么共同点?这对你认识基因和性状的关系有什么启示?
4.这种遗传现象称为什么遗传?形成的原因是什么?有哪些类型及特点?
请同学们自主阅读资料6、7,思考并回答问题:
植株A和植株B体内的Lcyc基因相同。基因的表达不同导致的。
植株A:Lcyc基因在开花时表达
植株B:Lcyc基因不表达
表观遗传
柳穿鱼是一种园林花卉。下图所示的两株柳穿鱼,除了花的形态结构不同,其他方面基本相同。
资料1
植株A
植株B
两侧对称状
辐射对称状
2、柳穿鱼性状改变的原因?
植株B的Lcyc基因被高度甲基化
(有多个碱基连接甲基基团)
G
C
3’
5’
G
C
3’
5’
未甲基化
G
C
3’
5’
G
C
3’
5’
CH3
CH3
甲基化
1、植株A和植株B的花的形态不同是基因不同导致的?还是基因的表达不同导致的?
植株A
植株B
与Lcyc基因的表达直接相关
(两种花的Lcyc基因序列相同)
调控
柳穿鱼花的
形态结构
控制
Lcyc基因高度甲基化
G
C
3’
5’
G
C
3’
5’
未甲基化
G
C
3’
5’
G
C
3’
5’
CH3
CH3
甲基化
开花时Lcyc 基因表达
开花时Lcyc 基因不表达
Lcyc 基因甲基化程度低
Lcyc 基因甲基化程度高
表观遗传
表观遗传
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。
植株A
植株B
×
F1
F2
P
3、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B的Lcyc基因由于部分碱基甲基化,基因表达受到抑制,表现为隐性。同时含有这两个基因的F1,花与植株A的相似,F2中有少部分植株含有两个来自植株B的Lcyc基因,花与植株B相似。
4、Lcyc基因的高度甲基化修饰能够遗传吗?
F2中一部分植株的花与植株B相似,说明Lcyc基因的高度甲基化修饰能够遗传。
表观遗传
某种实验小鼠的毛色受一对等位基因Avy和a的控制,Avy为显性基因,表现为黄色体毛,a为隐性基因,表现为黑色体毛。
资料2
5、F1小鼠的基因型都是Avya,小鼠毛色为什么不是黄色而是表现出介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型?
小鼠的Avy基因的前端有多个可发生DNA甲基化修饰的位点,当这些位点甲基化后,Avy基因的表达就受到抑制,并且甲基化程度越高,受到的抑制越明显,小鼠的毛色越深。
黑色体毛
黄色体毛
Avya
介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型
Avy
Avy
aa
Avy基因
没有甲基化
正常表达
黄色
甲基化
表达受到抑制
颜色变深
Avy基因
CH3
甲基化程度越高
表达受到抑制越明显
Avy基因
CH3
CH3
CH3
颜色越深
资料3
根据两犯罪嫌疑人白化病患病情况绘制的遗传图谱。
①经研究发现,白化病是由一对等位基因的控制的隐性遗传病。即基因型为aa时患病,根据图一图二遗传分析同卵双胞胎基因型应该不同。
aa
Aa
Aa
Aa
Aa
Aa
②警官对双胞胎兄弟做基因测序时发现控制白化病的基因位点都有A和a基因;弟弟正常,而哥哥患病,随后对他女儿的基因测序发现也有A和a基因,且患病,怎么会出现这样的结果呢?
③进一步对兄弟两家庭成员的A基因序列进行研究,发现哥哥和他女儿的A基因中出现多处-CH3,而弟弟家庭中含有A的基因序列中没有-CH3,通过查阅资料发现甲基化会抑制DNA的转录过程。即A-CH3a基因型中A不表达,所以导致即使是Aa仍患病。
请同学们根据相关信息写出哥哥家庭的遗传图解,并计算再生一个患病小孩的概念?
-CH3在A基因上遗传
Aa
哥哥
弟弟
表观遗传
Aa基因
正常
Aa
不患病
Aa基因
高度
甲基化
A-CH3a
患白化病
×
F1
不患病
患白化病
1 : 1
AA-CH3 Aa
A-CH3a aa
哥哥家庭的遗传图解
Homo sapiens chromosome 11, GRCh38.p14
酪氨酸酶基因位置
标准酪氨酸酶序列
AACTGATCTCTTCCACTGGCCTGAATAGTATATGA
弟弟酪氨酸酶序列
AACTGATCTCTTCCACTGGCCTGAATAGTATATGA
哥哥酪氨酸酶序列
AACTGATCTCTTCCACTGGCCTGAATAGTATATGA
CH3
CH3
CH3
犯罪现场酪氨酸酶序列
AACTGATCTCTTCCACTGGCCTGAATAGTATATGA
CH3
CH3
CH3
案件证据
CH3
CH3
原来哥哥的犯罪动机是因为上个月外出受到了受害女子歧视辱骂,在本身成长过程中受到歧视已让该男子内心脆弱敏感,本次再受辱骂该男子怀恨在心,不能控制,伺机报复,最终等待他的将是法律的制裁。
讨论
◇上述例子展示的遗传现象有什么共同点 这对你认识基因和性状的关系有什么启示
碱基序列没有发生变化
部分碱基发生了甲基化修饰
基因的表达
表型
抑制
影响
可遗传,并影响后代表现
表观遗传
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。
1 概 念:
①可遗传性:基因表达和表型可以遗传给后代。
②DNA不变性:基因的碱基序列保持不变。
③可逆性:被修饰的DNA可以发生去甲基化。
2 特 点:
4.实 例:
生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表现型可遗传变化的现象。
①柳穿鱼花形遗传②某种小鼠毛色遗传③同卵双胞胎生长发育过程中所具有的差异④蜂王和工蜂的差异。
(1)DNA甲基化修饰;
*主要抑制转录;
(3)组蛋白甲基化、乙酰化等;
(2)非编码RNA干扰(例如miRNA);
*主要抑制翻译;
*主要影响转录;
三种常见的调控机制
吸烟
酗酒
暴食
熬夜
不良生活习惯
我只对自己造成影响,不改变遗传物质,所以对下一代没有影响!
有研究表明:吸烟会使人的体细胞内DNA的甲基化水平升高,对染色体上的组蛋白也会产生影响。不仅如此,还有研究发现男性吸烟者的精子活力下降,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。
与社会的关系
环境
DNA甲基化
诱发
你如何评价“基因决定生物体的性状”这一观点?
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、体重是由多个基因决定的,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
多因一效
1
基因决定生物性状
一因多效
一因一效
2
生物性状还会受到环境等条件的影响
如后天的营养和体育锻炼等对人的身高也有重要作用。
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的网络,精细地调控着生物体的性状。
c.仅由环境变化引起的性状变化,不可遗传(表型模拟)
b.环境不改变基因,影响基因的表达,可遗传(表观遗传)
a.环境通过改变基因而影响性状,可遗传
表型=基因型+环境
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
1.经典遗传:碱基序列改变,引起的性状变化可遗传
思维训练
请针对出现残翅果蝇的原因提出假说,进行解释
正常培养温度25℃下刚孵化的残翅果蝇幼虫
31℃培养
翅长接近正常的果蝇
25℃下培养
它们产生的后代
残翅果蝇
果蝇翅的发育需要经过酶催化的反应,而酶是在基因控制下合成的,酶的活性受温度、pH等条件的影响。
提出假说:(1)翅的发育需要经过酶催化的反应;
(2)酶是在基因指导下合成的;
(3)酶的活性受温度、pH等条件影响。
网络构建:
1.基因表达产物与性状的关系
基因通过控制____的合成来控制生物代谢过程,进而控制生物性状
(2)基因通过控制_________的结构直接控制生物性状
(1)基因与性状并不是一一对应的关系
(2)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
3.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

蛋白质
2.基因的选择性表达与细胞分化
4、基因与性状的关系:
细胞分化的本质就是基因的选择性表达


表达与



关系
课后习题·概念检测
1.个体的性状和细胞的分化都取决于基因的表达及其调控。判断下列相关表述是否正确。
(1)基因与性状之间是一一对应的关系。( )
(2)细胞分化产生不同类型的细胞,是因为不同类型的细胞内基因
的表达存在差异。( )
X

课后习题·概念检测
2. 我国科学家将含有人凝血因子基因的DNA片段注射到羊的受精卵中,由该受精卵发育而成的羊,分泌的乳汁中含有人的凝血因子,可治疗血友病。下列叙述错误的是( )
A.该项研究说明人和羊共用一套遗传密码子
B.该羊的乳腺细胞中含有人的凝血因子基因
C.该羊分泌的乳汁中含有人的凝血因子基因
D.该羊的后代也可能含有人的凝血因子基因
C
二、拓展应用
1.有人说,“基因是导演,蛋白质是演员性状是演员的表演作品。”你认为这种说法有道理吗 为什么
请你整理总结基因、蛋白质和性状三者之间的关系。
这种说法有一定的道理。
基因通常是有遗传效应的DNA片段,DNA上特定的碱基排列顺序,蕴含着一定的遗传信息,可类比成组织者(导演),负责整部作品的呈现;蛋白质是生命活动的主要承担者,具体参与细胞的各项生命活动,可类比成执行者(演员);而性状则是生物体表现出来的形态结构、生理和行为等特征的总和,主要是由蛋白质参与完成的,可类比成呈现方式(作品)。当然,打比方总会有比得不合理之处,因此,只能说有一定的道理。
三者之间的关系是:基因通过控制蛋白质的合成控制生物体的性状。
课后习题·拓展应用
课后习题·拓展应用
2. 孟德尔通过豌豆杂交实验发现了分离定律和自由组合定律,然而,与他同时代的一些生物学家利用某些植物做一些性状的杂交实验时,并没有得出3 : 1和 9 :3 :3 :1的数量比;孟德尔用山柳菊也未得到与豌豆杂交实验相同的结果。请回答下列问题。
(1)为什么利用这些植物进行某些性状的杂交实验时,难以得出3 :1和 9 :3 :3 :1的数量比?请运用所学知识对可能的原因作出推测。
①基因与性状的关系并不是简单的一一对应的关系,存在多对基因控制一对性状和一对基因控制多对性状的情形;
②核基因在染色体上呈线性排列,因此这些基因有可能位于同源染色体上,导致这些基因控制的性状不遵循自由组合定律;
课后习题·拓展应用
(2)你怎样看待科学实验的可重复性?
科学实验必须是可重复的,只有这样才能说明实验的现象和结果是一种必然规律,而不是偶然发生的。
科学实验的可重复性包括两方面:
①实验样本量足够大,在相同实验条件下要有足够的重复观察次数;
②任何实验结果的可靠性应经得起独立重复实验的考验,重复实验是检查实验结果可靠性的唯一方法。
由于生物多样性的存在,不同生物的背景条件隐蔽且不一致(如山柳菊以无性生殖为主),导致生命世界的很多现象具有独特性,不能用统一的定律解释。因此,生命科学实验的可重复性是有一定前提和条件限制的。
课后习题·拓展应用
3. 某种猫的雄性个体有两种毛色:黄色和黑色;而雌性个体有三种毛色:黄色、黑色、黑黄相间。分析这种猫的基因,发现控制毛色的基因是位于X染色体上的一对等位基因:XO(黄色)和XB(黑色),雄猫只有一条X染色体,因此,毛色不是黄色就是黑色。而雌猫却出现了黑黄相间的类型,这是为什么呢?是不是雌猫的有些细胞内X0表达,而另一些细胞内XB表达呢?请查找资料,寻找答案。
资料显示:哺乳动物雌雄个体的体细胞中虽然X染色体数量不同,但X染色体上的基因所表达的蛋白质的量是平衡的,这个过程称为剂量补偿。雌猫比雄猫多出1条X染色体,由于剂量补偿效应,在胚胎初期,细胞中的1条X染色体就会随机发生固缩失活,形成巴氏小体,而且发生染色体失活的细胞通过有丝分裂产生的子细胞也保留相同的染色体失活状态。
课后习题·拓展应用
3. 某种猫的雄性个体有两种毛色:黄色和黑色;而雌性个体有三种毛色:黄色、黑色、黑黄相间。分析这种猫的基因,发现控制毛色的基因是位于X染色体上的一对等位基因:XO(黄色)和XB(黑色),雄猫只有一条X染色体,因此,毛色不是黄色就是黑色。而雌猫却出现了黑黄相间的类型,这是为什么呢?
对于基因型为XBX0的雌猫,如果体细胞中携带黑毛基因B的X染色体失活,XB就不能表达,而另一条X染色体上的XO表达,那么由该细胞增殖而来的皮肤上会长出黄色体毛;
同理,如果体细胞中携带黄毛基因O的X染色体失活,则X0不表达,XB表达,由该细胞增殖而来的皮肤上就会长出黑色体毛。因此,基因型为XBX0的雌猫会呈现黑黄相间的毛色。
复习与提高
一、选择题
1. 已知一段双链DNA中,鸟嘌呤所占的比例为20%,由这段DNA转录出来的mRNA中,胞嘧啶的比例是( )
A. 10% B. 20% C. 40% D. 无法确定
2. 一条肽链有500个氨基酸,则作为合成该肽链模板的mRNA和用来转录mRNA的DNA的碱基至少有 ( )
A. 500个和1000个 B. 1000 个和2000 个
C. 1500 个和 1500 个 D. 1500 个和 3000 个
D
D
复习与提高
3. 基因指导蛋白质合成的过程包括转录和翻译,下列相关叙述错误的是 ( )
A. 转录和翻译都遵循碱基互补配对原则
B. 转录以核糖核苷酸为原料,翻译以氨基酸为原料
C. 遗传信息既可以从DNA流向蛋白质,也可以从蛋白质流向DNA
D. 在真核细胞中,染色体上基因的转录和翻译是在细胞内的不同区室中进行的
4. 基于对基因与生物体性状关系的理解,判断下列表述正确的是( )
A. 生物体的性状主要是由基因决定的
B. 每种性状都是由一个特定的基因决定的
C. 基因都是通过控制酶的合成来控制性状的
D. 基因的碱基序列相同,该基因决定的性状一定相同
C
C
复习与提高
5. 人体的神经细胞和肌细胞的形态、结构和功能不同,是因为这两种细胞内( )
A. tRNA不同
B. rRNA不同
C. mRNA不同
D. DNA上的遗传信息不同
C
复习与提高
1. 我国科学家发现在体外实验条件下,某两种蛋白质可以形成含铁的杆状多聚体,这种多聚体能识别外界磁场并自动顺应磁场方向排列。编码这两种蛋白质的基因,在家鸽的视网膜中共同表达。请回答下列问题。
(1)家鸽视网膜细胞表达这两种蛋白质的基本过程是 。
(2)家鸽的所有细胞是否都含有这两个基因并进行表达(答“是”或“否”) ,判断的理由是 。
在视网膜细胞的细胞核中,编码这两种蛋白质的基因分别转录出相应的mRNA,mRNA通过核孔进入细胞质,在核糖体上翻译出蛋白质。
否。家鸽的所有细胞均由受精卵发育而来,因此所有的细胞都含有这两个基因,但这两个基因只在部分细胞(如视网膜细胞)中特异性表达,不会在所有细胞中都表达。
复习与提高
1. 我国科学家发现在体外实验条件下,某两种蛋白质可以形成含铁的杆状多聚体,这种多聚体能识别外界磁场并自动顺应磁场方向排列。编码这两种蛋白质的基因,在家鸽的视网膜中共同表达。请回答下列问题。
(3)如果这两个基因失去功能,家鸽的行为可能发生的变化是_______ 。要验证你的推测,请设计实验来验证,写出你的实验思路: 。
以A、B分别代表编码这两种蛋白质的基因。先设法去除家鸽的这两个基因(基因敲除),组别为①去除A基因,②去除B基因,③同时去除A基因和B基因,④不去除基因的家鸽(对照组);分别测定4组家鸽视网膜细胞中是否有含铁的杆状蛋白质多聚体,如果有,进一步测定含量;然后在同一条件下放飞4组家鸽,观察它们的定向运动能力;实验要重复多次,确保可重复性。
无法合成有功能的含铁的杆状蛋白质多聚体,可能导致家鸽无法“导航”,失去方向感。
复习与提高
2. 在人群中,有多种遗传病是由苯丙氨酸的代谢缺陷所致。人体内苯丙氨酸的代谢途径如下图所示。
缺乏酶⑤,会使人患白化病;缺乏酶③,会使人患尿黑酸症。
请回答下列问题。
(1) 哪种酶的缺乏会导致人患白化病?尿黑酸在人体内积累会使人的尿液中含有尿黑酸,这种尿液暴露在空气中会变成黑色,这是尿黑酸症的普遍表现。请分析缺乏哪种酶会使人患尿黑酸症。
复习与提高
(2) 从这个例子可以看出,基因、营养物质的代谢途径和遗传病这三者之间有什么关系?
由这个例子可以看出,白化病等遗传病是由某些缺陷基因所引起的,这些基因的表达产物可能是参与营养物质代谢途径的重要的酶。基因可以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。(间接)
(3)苯丙酮尿症表现为苯丙氨酸的代谢产物之一—— 苯丙酮酸积累,并从尿中大量排出,而苯丙酮酸在脑中积累可阻碍脑的发育,造成智力低下。从2009年起,我国政府启动了苯丙酮尿症患儿特殊奶粉补助项目,这种特殊奶粉不含苯丙氨酸。启动这个项目的意义是什么?
为贫困苯丙酮尿症患儿免费提供无苯丙氨酸配方奶粉,帮助他们解决特殊食物问题。不仅使苯丙酮尿症患儿得到救助,还推动了社会对苯丙酮尿症及其他罕见病群体的关注。这些政策是党和政府对国民健康状况的关怀,彰显了我国社会主义制度的优越性。

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