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(共21张PPT)
第4章 基因的表达
第2节基因表达与性状的关系
学习目标
1: 通过资料分析，用不完全归纳法总结基因控制性状的两种途径。 2: 理解并建立基因的选择性表达与细胞分化的关系模型。
3: 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。
同一株水毛莨，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，原因
一样，均来源于同一受精卵的有丝分裂
2.这两种叶形的差异，可能是什么因素引起的
可能与水毛莨两种叶形所处的环境有关。
问题探讨引新课
思 考 ：基因控制生物的性状， 基因的直接产物是蛋白质，基 因、蛋白质、性状三者之间有 何联系
基因

性状
回归课本探新知
一 、基因表达产物与性状的关系
蛋白质

控制
回归课本探新知
一 、基因表达产物与性状的关系
实例1:圆粒豌豆的形成机制
实例2:人的白化症状形成机制
基因 控制 酶控 制→代谢控 制 实例3:囊性纤维化的形成机制
稀 薄 的 黍 占 液 氯 离 子
(
2222
H O
功 能 的 蛋 白
正 常
化气管
物 不 断 积 累
异 常 关 闭 的
ATP 。 正 常
CFTR
粘 稠 的 分 泌
性状
CFTR 蛋 白
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一、基因表达产物与性状的关系
实例1:圆粒豌豆的形成机制
实例2:人的白化症状形成机制
基因 控 制→ 酶控 制代谢控 制性状 间接控制 实例3:囊性纤维化的形成机制
基因 控 制蛋白质的结构 直接控制，性状
思 考 ：为什么基因相同的细胞，结构和功能会不同呢
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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，思考下列问题：
(1)这三种细胞的基因组成是否相同，为什么 这3种细胞中合成的蛋白 质种类有什么差别
相同，三种细胞都来源于受精卵的有丝分裂。输卵管细胞只能合 成卵清蛋白，红细胞只能合成珠蛋白，胰岛细胞只能合成胰岛素
(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
细胞中并不是所有基因都会表达，基因的表达具有选择性。
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二、基因的选择性表达与细胞分化
(3)同一生物体细胞结构功能不同的直接原因和根本原因
同 一 生物体：直 接 原 因细胞中的蛋白质不同；根 本 原 因基因的选
择性表达。
(4)同一生物体两细胞中是所有的蛋白质都不同吗
管家基因：所有细胞中都表达的基因，指导合成的蛋白质是维持细胞
基本生命活动所必须的。
奢侈基因：只在某类细胞中特异性表达的基因，这类基因表达会使细 胞在形态、结构和功能上产生稳定的差异。
基因选择
性表达
细胞生理 功能不同
细胞形态 结构不同
不同的
蛋白质
不同的
mRNA
相同
基因
合成
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二、基因的选择性表达与细胞分化
细胞分化的实质：基因的选择性表达
基因的选择性表达，不能简单的理解为不同的细胞表达产生不同
的蛋白质，同一细胞中不同时期蛋白质表达情况不同，不同细胞表达同 一蛋白质量的不同，都是基因的选择性表达的体现， 如何来调控基因的 表达使不同细胞中基因的表达情况不同
三、基因的选择性表达的调控
思 考 ：调控哪些过程可以影响基因的表达
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三、基因的选择性表达的调控 5' 3' 5' CH
阅读教材p73页两的段材料，回答下列问题 G
3' 5' 3' G d
CH
(1)DNA序列的甲基化改变DNA原来的碱基序列吗
(2)DNA序列的甲基化影响基因表达的哪个过程，影响这个过程的机 制可能是什么
(3)尝试解释资料1出现此现象的原因
(4)DNA序列的甲基化能否遗传
(5)柳川鱼花型和小鼠毛色的遗传现象有什么共同点 这对你认识基
因和性状之间的关系有什么启示
3'
5'
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三、基因的选择性表达的调控
(2)DNA 序列的甲基化影响基因表达的哪个过程，影响这个过程的机 制可能是什么
转录复合体 × 甲基化
转录受阻
启动子 编码区
DNA的甲基化可以引起基因的失活不能表达或表达量减少
转录复合体
转录复合体
启动子
正常转录
编码区
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三、基因的选择性表达的调控
(3)尝试解释资料1出现才现此象的原因
植株A的Lcyc基因在开花时表达，可看成显性基因，而植株B的该基 因不表达，可看成隐性基因。两植株杂交， F1表现显性性状， F2出现类 似性状分离的现象。
(4)DNA序列的甲基化能否遗传
(5)柳川鱼花型和小鼠毛色的遗传现象有什么共同点 这对你认识基
因和性状之间的关系有什么启示
两个例子展示的遗传现象都表现为基因的碱基序列保持不变，但 部分碱基发生了甲基化修饰，抑制了基因的表达，进而对表型产生影 响；基因和性状之间并不是简单的一一对应关系。
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三、基因的选择性表达的调控
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。
表观遗传现象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。
特 点 ：
①可遗传性
②DNA碱基序列的没有改变。
③可逆性的基因表达。
三、基因的选择性表达的调控
机 制 ：
1)转录水平
①DNA甲 基 化 ② 组蛋白甲基化 ③组蛋白乙酰化
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Chromatin
Chromosome
组蛋白
Nucleosome
DNA
磷酸化
Phosphorylation
乙酰化
Acetylation
Histone modifications
DNA methylation
甲基化
Methylation
-
Me
三、基因的选择性表达的调控
机 制 ：
1)转录水平
①DNA甲基化 ②组蛋白甲基化 ③组蛋白乙酰化
2)翻译水平
①影响mRNA的降解 ②影响核糖体功能
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原理机制：
DNA
mRNA
蛋白质
DNA
非 编 码RNA
互补配对
阻止翻译(抑制基因表达)
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三、基因的选择性表达的调控
机制：1)转录水平
①DNA甲基化 ②组蛋白甲基化 ③组蛋白乙酰化
2)翻译水平
①影响mRNA的降解 ②影响核糖体功能 表观遗传
表达 直接影响
基因 蛋白质 性状
调控
资料：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，而戒烟多年后，DNA甲 基化的水平会降低。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。
建议亲人和朋友-----戒烟
儿童体内的甲基化 水平与其母亲产前 吸烟密切相关
CH
社会联系提责任
+/-Some methylation changes influence expression
③多个基因—控制 一种性状
生物性状还会受到环境条件的影响
基因与基因之间，基因与基因产物之间、基因与环境之间存在着复杂的 相互作用，共同调控生物体的性状。
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四、基因和性状的关系
基因与性状并不是简单的一一对应的关系
①一个基因
②一个基因
一种性状
多种性状
控制
控制
课堂小结
表达基因的种类
二者关系
基因的碱基序列保持不变 基因的表达和生物的表型
发生可遗传变化
不是简单的一一对应 表型=基因型+环境
基因表达产物 与性状的关系
基因的选择性表达 与细胞分化
表观遗传
基因与表型
间的对应关系
基因通过蛋白质 控制性状
基因表达和性状的关系
直接
间接
调控
方式
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