1、 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。这两种形态的叶，其这两种形态的叶，其细胞的基因组成一样吗细胞的基因组成一样吗？这两种叶形？这两种叶形的差异，的差异，可能是由什么因素引起可能是由什么因素引起的？的？基因表达与性状的关系基因表达与性状的关系基因表达与性状的关系Relationship between gene expression and traits1.皱粒豌豆的形成机制基基 因因酶酶基因通过控制基因通过控制酶的合成酶的合成来控制来控制代谢过程代谢过程，进而，进而控制生物体的性状控制生物体的性状。（教材（教材P71黑体字）黑体字）基因表达与性状的关系Rel
2、ationship between gene expression and traits2.白化病基因通过控制基因通过控制酶的合成酶的合成来控制来控制代谢过程代谢过程，进而，进而控制生物体的性状控制生物体的性状。（教材（教材P71）基因表达与性状的关系Relationship between gene expression and traits3.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基因基因缺失了缺失了3个个碱基碱基患者支气管内患者支气管内黏液增多，管黏液增多，管腔受阻，细菌腔受阻，细菌繁殖，造成肺繁殖，造成肺部感染部感染CFTR蛋白蛋白结构异常，结构异常，导致导致CF
3、TR转运氯离子转运氯离子的功能异常的功能异常CFTR蛋白蛋白在第在第508位位缺少苯丙氨缺少苯丙氨酸，氨基酸酸，氨基酸顺序异常顺序异常基因还能通过控制基因还能通过控制蛋白质的结构蛋白质的结构直接直接控制生物体的性状控制生物体的性状。（教材（教材P71黑体字）黑体字）基因表达与性状的关系Relationship between gene expression and traits基因通过控制基因通过控制酶的合成酶的合成来控制来控制代谢过程代谢过程，进而，进而控制生物体的性状控制生物体的性状。（教材（教材P71黑体字）黑体字）基因还能通过控制基因还能通过控制蛋白质的结构蛋白质的结构直接直接控制生物
4、体的性状控制生物体的性状。（教材（教材P71黑体字）黑体字）基因基因结构蛋白结构蛋白细胞结构细胞结构生物性状生物性状酶或激素酶或激素细胞代谢细胞代谢生物性状生物性状直接作用直接作用间接作用间接作用基因的选择性表达与细胞分化Selective gene expression and cell differentiation说明：说明： “+”表示检测发现相应的分子，表示检测发现相应的分子，“-”表示检测未发现相应的分子。表示检测未发现相应的分子。分析不同类型细胞中分析不同类型细胞中DNA和和mRNA的检测结果的检测结果思考思考讨论讨论检测的检测的3种细胞种细胞卵清蛋白基因，珠蛋白卵清蛋白基因，珠
5、蛋白基因，胰岛素基因基因，胰岛素基因卵清蛋白卵清蛋白mRNA珠蛋白珠蛋白mRNA胰岛素胰岛素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?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?基因的选择性表达与细胞分化Selective gene expression and cell differentiation 科学家研究发现，细胞中的基因有些表达，有些不表达。在不同类型的细胞中，表达的基因大致可以分为两类：一类是在所有细胞中都表达的基因，指导合成
6、的蛋白质是维持细胞基本生命活动所必需的，如核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因； 另一类是只在某类细胞中特异性表达的基因，如卵清蛋白基因、胰岛素基因。细胞分化的本质就是基因的选择性细胞分化的本质就是基因的选择性表达表达。基因的选择性表达与基因表达的调控有关。(教材教材P72)管家基因奢侈基因表观遗传 Epigenetics1.柳穿鱼花的形态结构的遗传 柳穿鱼花的形态结构与柳穿鱼花的形态结构与Lcyc基因基因的表达直接相关的表达直接相关。如图所示的。如图所示的两株两株柳柳穿鱼，它们体内的穿鱼，它们体内的Lcyc基因的序列相基因的序列相同同，只是植株，只是植株A的的Lcyc基因在开花时基因在开花时表达
7、表达，植株，植株B的的Lcyc基因不表达基因不表达。研。研究表明，植株究表明，植株B的的Lcyc基因不表达的基因不表达的原因是它被高度原因是它被高度甲基化甲基化（Lcyc基因有基因有多个碱基连接甲基基团）。多个碱基连接甲基基团）。柳穿鱼是一种园林花卉。其花的柳穿鱼是一种园林花卉。其花的形态结构有两种形态。形态结构有两种形态。植株植株A植株植株B表观遗传 Epigenetics1.柳穿鱼花的形态结构的遗传Lcyc基因基因正正 常常开花时表达开花时表达Lcyc基因基因高度高度甲基化甲基化开花时不表达开花时不表达植株植株A植株植株B植株植株A绝大部分与植株绝大部分与植株A相似相似少大部分与植株少大部
8、分与植株B相似相似植株植株B的的Lcyc基因高度基因高度甲基化甲基化，使其使其不表达不表达。表观遗传 Epigenetics1.柳穿鱼花的形态结构的遗传DNA甲基化甲基化DNA甲基化甲基化DNA甲基化后转录异常甲基化后转录异常表观遗传 Epigenetics2.小鼠毛色遗传 小鼠毛色受基因小鼠毛色受基因Avy和和a的控制，的控制，Avy为显性，表现为黄色，为显性，表现为黄色，a为隐性，表现为为隐性，表现为黑色。纯种黄色小鼠与纯种黑色小鼠杂交，黑色。纯种黄色小鼠与纯种黑色小鼠杂交，子代小鼠基因型为子代小鼠基因型为Avya，却表现出黄色和，却表现出黄色和黑色之间的黑色之间的一系列过度类型一系列过度
9、类型。研究表明，。研究表明，在在Avy基因前端有一段特殊碱基序列具有基因前端有一段特殊碱基序列具有多个多个可发生可发生DNA甲基化修饰的位点甲基化修饰的位点。这段碱基序列的这段碱基序列的甲基化甲基化程度越高，程度越高，Avy基因的表达基因的表达受到的抑制越明受到的抑制越明显，显，小鼠体色体毛的颜色就小鼠体色体毛的颜色就越深。越深。表观遗传 Epigenetics表观遗传：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，叫作表观遗传。（教材P74页）表观遗传 Epigenetics3.表观遗传1)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。蜂
10、蜂王王工工蜂蜂持续获得持续获得蜂王浆蜂王浆表观遗传 Epigenetics3.表观遗传2)除了DNA甲基化，构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰也会影响基因的表达。（教材（教材P74，相关信息），相关信息）H3 组蛋白修饰与染色质活性的关系表观遗传 Epigenetics3.表观遗传3) 大多数情况下,基因和性状不是简单的一一对应的关系：一个性状可以受多个基因影响(多因一效) 。一个基因也可以影响多个性状(一因多效)。4)基因与基因、基因与基因表达产物、基因与环境之间相互作用,形成错综复杂的网络,精细地调控着生物的性状。基因的表达过程中或表达后的蛋白质也可能受到环境因素的影响，基因和环境
11、相互作用共同决定生物的表型。水稻水稻Ghd7基因基因开花调控开花调控控制控制生长发育生长发育水毛茛产产 量量随堂练习In-class practiceDA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，从而间接控制生物性状C生物性状由基因决定，也受环境影响D若基因不表达，则基因和基因也不表达1.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（）随堂练习In-class practice2E基因编码的G蛋白是细胞转运葡萄糖的主要转运体，下表是对两种鸟类G蛋白的分析数据，糖基化（包括N一糖基化和O一糖基化）可以加速葡萄糖的转运。下列
12、叙述错误的是（）A鸟类物种鸟类物种G蛋白的氨基酸数蛋白的氨基酸数N一糖基化数目一糖基化数目O-糖基化数目糖基化数目甲甲476237乙乙325252A据表中数据推测甲种鸟比乙种鸟可能更擅长飞行B两种鸟类的E基因的根本差异在于脱氧核苷酸的排列顺序不同C该实例说明基因通过控制蛋白质结构来直接控制生物性状D甲乙两种鸟E基因的差异可能是碱基对增添、缺失或替换的结果随堂练习In-class practice4下列关于“基因与性状”关系的描述，正确的是（ ）A基因可通过控制酶的合成直接控制生物体的性状B基因与生物性状之间不存在简单的线性关系C基因与多种因素相互作用精细地调控生物的性状DDNA上的片段均能直接
13、或间接地控制生物的性状C随堂练习In-class practiceCA过程是转录，它以DNA的两条链为模板、四种核苷酸为原料合成mRNAB过程中只需要mRNA、氨基酸、核糖体、酶、ATP即可完成C囊性纤维病是基因通过控制蛋白质的结构而直接控制性状D某段DNA上发生了基因突变，则形成的mRNA、蛋白质一定会改变4如图为基因的作用与性状的表现流程示意图。正确的选项是（）基因的表达基因的表达基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成翻译翻译转录转录主要表现为主要表现为基因基因转录转录翻译翻译蛋白质蛋白质DNA复制复制RNA逆转录逆转录复制复制中心法则中心法则细胞分化细胞分化选择性选择性表达表达控制酶的合成控制酶的合成控制蛋白质的结构控制蛋白质的结构表观遗传表观遗传控制性状控制性状环境环境影响影响
