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4.2
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？
课前导入
①皱粒豌豆的形成机制：
基因
酶
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。
一、基因表达产物与性状的关系（P71）
②白化病：
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。
酶：大多数是蛋白质，少量是RNA
一、基因表达产物与性状的关系（P71）
③囊性纤维化的形成机制：
基 因
结构蛋白
蛋白功能
生物的性状
CFTR基因缺失了3个碱基
患者支气管内黏液增多，管腔受阻，细菌繁殖，造成肺部感染
CFTR蛋白结构异常，导致CFTR转运氯离子的功能异常
CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸，氨基酸顺序异常
基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
一、基因表达产物与性状的关系（P71）
一、基因表达产物与性状的关系（P71）
基因
结构蛋白
细胞结构
生物性状
酶或激素
细胞代谢
生物性状
直接作用
间接作用
基因对性状的间接控制和直接控制大多数是通过蛋白质来起作用的。
二、基因的选择性表达与细胞分化（P72）
生物体多种性状的形成，都是以细胞分化为基础的。同一生物体的不同类型细胞中，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？
思考：分析不同类型细胞中DNA和RNA的检测结果
二、基因的选择性表达与细胞分化（P72）
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这3种细胞中合成的蛋白质种类有什么差别？
②3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？
①每种细胞只合成3种蛋白质中的一种
②基因的表达存在选择性
二、基因的选择性表达与细胞分化（P72）
细胞分化是基因选择性表达的结果，即在个体发育过程中，不同种类细胞中遗传信息的表达情况不同。
1.细胞分化的“不变”与“变”：
DNA、tRNA、rRNA
①不变
细胞的数目
②变
mRNA、蛋白质的种类
细胞的形态、结构和功能
2.细胞中表达的基因分类：
二、基因的选择性表达与细胞分化（P72）
管家基因
奢侈基因
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须的。
如呼吸酶基因、核糖体蛋白基因等。
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。
如胰岛素基因、血红蛋白基因等。
3.细胞分化的本质：基因的选择性表达
基因的选择性表达与基因表达的调控有关，会直接影响性状。
二、基因的选择性表达与细胞分化（P72）
基因表达
什么时候表达？
在哪种细胞表达？
表达水平的高低？
1.柳穿鱼花的形态结构的遗传：
三、表观遗传（P73）
Lcyc基因
正常
开花时表达
Lcyc基因
高度
甲基化
开花时不表达
植株A
植株B
×
植株A

绝大部分与植株A相似
少数部分与植株B相似
植株B的Lcyc基因高度甲基化，使其不表达。
2.小鼠毛色遗传：
三、表观遗传（P73）
这段碱基序列的甲基化程度越高，Avy基因的表达受到的抑制越明显，小鼠体色体毛的颜色就越深。
不同颜色的小鼠
三、表观遗传（P73）
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。
三、表观遗传（P73）
（1）概念：
生物体基因的碱基序列_________，但_________和_____发生___________的现象；
保持不变
基因表达
表型
可遗传变化
（2）特点：
①DNA不变；
②可遗传；
（3）
调控机制：
①DNA甲基化修饰；
（主要抑制转录）
③染色体组蛋白甲基化、乙酰化等。
②非编码RNA干扰；
（主要抑制翻译）
③受环境影响，可逆性；
④普遍性。
三、表观遗传（P73）
（4）
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。
柳穿鱼花形遗传；
某种小鼠毛色遗传；
同卵双胞胎生长发育过程中所具有的差异；
蜂王和工蜂的差异。
（5）实例：
健康提示：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，还有研究发现，吸烟可使男性精子活力下降，精子中DNA的甲基化水平明显升高；但是若这些不良习惯被消除，这些表观遗传的改变又会逐渐减弱甚至消失；
知识总结
①多基因效应：一个性状受到多个基因的影响。
②基因的多效性：一个基因可以影响多个性状。
③基因的特异性：一个基因只控制一种性状的表达，且不受其他基因的干扰。
多基因效应
基因的
多效性
基因的
特异性
1.基因与性状的关系总结：
基因与性状不是简单的一一对应的关系。
知识总结
2.基因与环境共同影响：
①环境直接影响性状
②环境改变基因影响性状
③环境不改变基因，影响基因的表达：表观遗传
生物体的性状也不完全是由基因决定的，环境对性状也有着重要的影响：
表型=基因型+环境
课堂小结
基因的表达
基因指导蛋白质的合成
翻译
转录
主要表现为
基因
细胞分化
选择性表达
控制酶的合成
控制蛋白质的结构
表观遗传
控制性状
环境
影响

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