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第4章 基因的表达
第2节 基因表达与性状的关系（第1课时）
学习目标与任务
1.结合实例，阐述基因控制性状的两种方式，
说明基因、蛋白质与性状之间的关系。
2.说明细胞分化与基因表达的关系；从结构
与功能观的视角体会细胞分化的实质。
（回顾、总结）
基因、蛋白质和性状的关系
思考：如何从基因指导蛋白质合成（基因表达）的层面更深入的解释这一对相对性状的形成？
一、基因表达产物与性状的关系
（分析）
实例一：豌豆的圆粒与皱粒
基因
孟德尔的解释：
性状
控制
圆粒
R
皱粒
r
相对性状
控制
控制
等位基因
编码淀粉分支酶的基因
控制 合成
淀粉分支酶
催化
合成淀粉
淀粉含量升高
导致
有效保 留水分
基因
酶的合成
代谢过程
性状
控制
控制
控制
表现
导致
代谢过程
基因
酶的合成
性状
控制
控制
控制
（阅读教材p71倒数二段）
一、基因表达产物与性状的关系
实例二：白化病
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
导致
白化病
一、基因表达产物与性状的关系
实例三：囊性纤维化的发病机理
编码CFTR蛋白（一种转运蛋白）基因缺失了3个碱基
CFTR蛋白（一种转运蛋白）空间结构发生变化
CFTR蛋白转运氯离子的功能异常
患者支气管内黏液增多，管腔受阻
细菌在肺部大量生长繁殖，肺功能严重受损
导致
导致
导致
基因
蛋白质的结构
性状
控制
控制
（阅读教材p72第一段分析）
一、基因表达产物与性状的关系
（回顾总结）
1.基因通过控制__________来控制_________，
进而__________生物体的性状。
代谢过程
间接控制
酶的合成
基因控制生物性状的两种途径
2.基因通过控制_______________来_________，
生物体的性状。
蛋白质的结构
直接控制
基因表达产物与性状的关系
一、基因表达产物与性状的关系
（分析作答）
例1：牵牛花的颜色主要是由花青素决定的，下图为花青素的合成与颜色 变化途径示意图：
(1)图中反映了基因控制生物体性状的哪种途径？
(2)牵牛花的颜色只受一对基因控制吗？
(3)牵牛花的颜色还与细胞中的pH有关，
这说明了什么？
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。
不是。牵牛花的颜色 主要由花青素
决定，而花青素的合成是由多对基
因共同控制的。
说明环境因素也会影响生物体的性状。
二、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
+ + +
+ + +
+ + +
+
－
+
+
－
－
－
－
－
（阅读教材p72、讨论）
分析不同类型细胞中DNA和mRNA的检测结果
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？
二、基因的选择性表达与细胞分化
（阅读教材p72、讨论）
3种细胞中合成的蛋白质都是该细胞中的特异性蛋白质
在特定的细胞中，基因的表达具有选择性，进而产生特异性的表达产物。
二、基因的选择性表达与细胞分化
1.举例说明细胞分化与基因选择性表达的关系
(1)基因选择性表达是指不同细胞中基因“执行情况”不同，如胰岛B细胞中胰岛素基因表达，唾液淀粉酶基因关闭；而唾液腺细胞则与之相反。
(2)由于基因的选择性表达，导致含遗传信息相同的细胞中mRNA和蛋白质的种类不完全相同，从而导致细胞形态、结构或生理功能的不同，即细胞分化。
（分析）
细胞分化的本质就是________________
基因的选择性表达
2．从不同水平上分析细胞分化的过程
(1)从细胞水平分析：
(2)从亚显微结构水平分析：
(3)从分子水平分析：
二、基因的选择性表达与细胞分化
（分析）
细胞的形态、结构和功能发生改变
细胞器的种类和数目及细胞质基质成分和功能发生改变。
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，是细胞分化的根本原因。
二、基因的选择性表达与细胞分化
3.表达基因的分类
（1）在所有细胞中都表达的基因
有 。
（2）只在某类细胞中特异性表达的基因有 。
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 ⑨肌动蛋白基因
① ② ⑤
③ ④ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨
（分析作答）
细胞分化的本质是基因的选择性表达
基因
├─ 管家基因：在所有细胞中表达，指导合成的蛋白质维持细胞基本生命活动，如 ATP 合成酶基因
└─ 奢侈基因：在特定细胞中表达，如胰岛素基因
↓
赋予细胞特定的形态、结构及功能
↓
细胞分化
二、基因的选择性表达与细胞分化
（分析作答）
例2：下列关于细胞分化的叙述，正确的是 (　　 )
A．细胞分化既能使细胞数目增加，也能使细胞种类增加
B．细胞分化不受遗传物质的控制
C．细胞分化后细胞表面结构以及细胞器的种类和数量可能会改变
D．细胞分化使细胞趋向全能化，有利于提高细胞代谢的效率
C
解析：细胞分化能使细胞种类增加，但不能使细胞数目增加，A错误；
细胞分化的实质是基因选择性表达，受遗传物质的控制，B错误；
细胞分化后细胞表面结构以及细胞器的种类和数量可能会改变，C正确；
细胞分化使细胞全能性降低，使细胞趋向专能化，D错误。
控制
控制
控制
基因
酶的合成
代谢过程
蛋白质结构
性状
总结：
（回顾总结）
一、基因表达产物与性状的关系
二、基因的选择性表达与细胞分化
细胞分化的本质是基因的选择性表达，细胞分化是生物体多种性状形成的基础，。
基因控制生物性状的两种途径
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