1、基因表达与性状的关系基因表达与性状的关系第四章 第2节基因表达产物与性状的关系圆粒豌豆皱粒豌豆基因酶代谢性状淀粉分支酶基因淀粉分支酶基因淀粉分支酶淀粉分支酶促进淀粉合成，淀粉含量高促进淀粉合成，淀粉含量高种子吸水而饱满种子吸水而饱满基因酶代谢性状淀粉分支酶基因内部插入了一淀粉分支酶基因内部插入了一段段外来外来DNADNA序列序列淀粉分支酶淀粉分支酶活性降低活性降低淀粉合成受阻，淀粉含量淀粉合成受阻，淀粉含量降低降低种子失水而种子失水而皱缩皱缩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从基因的角度来解释孟德尔的圆粒与皱粒豌豆从基因的角度来解释孟德尔的圆粒与皱粒豌豆基因通过控制酶的合
2、成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状酪氨酸黑色素酪氨酸酶黑色素细胞主要存在于皮肤、毛发中白化病患者酪氨酸酶基因异常酪氨酸酶基因异常酪氨酸酶不能正常合成酪氨酸酶不能正常合成酪氨酸不能正常转化为黑色素酪氨酸不能正常转化为黑色素镰刀型细胞贫血症血红蛋白基因碱基序列发生改变血红蛋白结构异常红细胞形状变为镰刀状，易破裂使人患溶血性贫血 镰刀型细胞贫血症是一种遗传病。正常人的红细胞是中央微凹的圆饼状，而患者的红细胞呈弯曲的镰刀状。这样的红细胞易破裂，使人患溶血性贫血。研究发现患者血红蛋白基因的碱基序列发生改变，导致肽链上的氨基酸发生替换，血红蛋白的结构和功能发生改变。镰刀型红细胞正常红细胞基因通过控制蛋
3、白质的结构，直接控制生物体的性状镰刀型细胞贫血症患病的原因是什么？用流程图表示 基因通过控制蛋白质的结构，直接控制生物体的性状囊性纤维化 囊性纤维化是北美白种人中一种常见的遗传病，大约70%的囊性纤维化患者中编码CFTR转运蛋白的基因缺失了3个碱基，导致CFTR蛋白在第508位缺失一个苯丙氨酸，其空间结构发生改变，使CFTR转运氯离子的功能异常，导致患者支气管中黏液增多，管腔受阻，细菌在肺部大量繁殖，最终使肺功能严重受损。CFTR基因缺失3个碱基CFTR蛋白结构异常，运输Cl-功能异常患者支气管黏液增多黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染囊性纤维化患病的原因是什么？用流程图表示【总结】基因-表达产
4、物-性状的关系 间接关系：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 直接关系：基因通过控制蛋白质的结构，直接控制生物体的性状基因RNA转录蛋白质翻译控制酶控制性状基因-表达产物-性状的关系练习1.着色性干皮症是一种常染色体隐性遗传病，起因于DNA损伤。深入研究后发现患者体内缺乏DNA修复酶，DNA损伤后不能修复而引起的突变。这说明一些基因（）A是通过控制酶的合成，进而控制代谢过程，从而控制生物的性状B是通过控制蛋白质分子的结构，从而直接控制生物的性状C是通过控制酶的合成，从而直接控制生物的性状D可以直接控制生物的性状，发生突变后生物的性状随之改变A基因-表达产物-性状的关系练习
5、2.下列关于基因控制生物性状的叙述，错误的是（）A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，如白化病的发病机理B基因可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，如豌豆的圆粒和皱粒的形成C基因中碱基排列顺序不发生改变也可能会导致生物体性状的改变D生物体的性状除了受基因控制外，还受环境因素的影响B同一生物体中不同类型的细胞，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？基因选择性表达与细胞分化思考讨论分析不同类型细胞中DNA和mRNA的检测结果 科学家提取了鸡的输卵管细胞、红细胞和胰岛细胞，对这3种细胞中的DNA和mRNA进行了检测，结果如下表：【说明】：“”表示
6、检测发现相应的分子，“”表示检测未发现相应的分子检测的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 3 3种细胞种细胞为什么含有相同的基因？为什么含有相同的基因？思考讨论分析不同类型细胞中DNA和mRNA的检测结果 科学家提取了鸡的输卵管细胞、红细胞和胰岛细胞，对这3种细胞中的DNA和mRNA进行了检测，结果如下表：【说明】：“”表示检测发现相应的分子，“”表示检测未发现相应的分子检测的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 3 3种细胞合成的种细胞合成的蛋白质
7、种类有什么差别？为什么？蛋白质种类有什么差别？为什么？思考讨论分析不同类型细胞中DNA和mRNA的检测结果 科学家提取了鸡的输卵管细胞、红细胞和胰岛细胞，对这3种细胞中的DNA和mRNA进行了检测，结果如下表：【说明】：“”表示检测发现相应的分子，“”表示检测未发现相应的分子检测的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 3 3种细胞中的种细胞中的DNADNA都含有都含有卵清蛋白基因、珠蛋白基因、胰岛素基因，但只检测到了一种基因的卵清蛋白基因、珠蛋白基因、胰岛素基因，但只检测到了一种基因的mRNAmRNA，这一事实说明了什么？
8、这一事实说明了什么？思考讨论分析不同类型细胞中DNA和mRNA的检测结果 科学家提取了鸡的输卵管细胞、红细胞和胰岛细胞，对这3种细胞中的DNA和mRNA进行了检测，结果如下表：【说明】：“”表示检测发现相应的分子，“”表示检测未发现相应的分子检测的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 3 3种细胞中有表达情况相同的基因吗？例如？种细胞中有表达情况相同的基因吗？例如？奢侈基因luxury genes管家基因house-keeping genes细胞分化的本质就是基因的选择性表达其产物是对维持细胞基本生命活动所必需的。如：核糖
9、体蛋白基因、ATP合成酶基因其产物赋予各种类型细胞特异的形态结构特征与特异的生理功能。如：卵清蛋白基因、胰岛素基因等你还能说出哪些管家基因和奢侈基因？你还能说出哪些管家基因和奢侈基因？【总结】基因选择性表达与细胞分化 细胞分化的本质就是基因的选择性表达 根据基因在细胞中的表达情况基因管家基因：在所有细胞中都能表达奢侈基因：只在某类细胞中特异性表达练习：1.人胰岛细胞能产生胰岛素，但不能产生血红蛋白，胰岛细胞（）A只有胰岛素基因B既有胰岛素基因，也有血红蛋白基因和其他基因C比人的受精卵基因要少D有胰岛素基因和其他基因，但没有血红蛋白基因B练习：2.对一个动物个体来说，几乎所有的体细胞都含有相同的
10、基因，但细胞与细胞之间存在功能的差异，这是因为它们合成不同的（）A转运RNAB核苷酸C信使RNAD核糖体B练习：3.在生物体内，细胞没有表现出全能性而是分化为不同的组织、器官，其原因是（）A细胞丧失了全能性B不同细胞中遗传信息的执行情况不同C不同的细胞中遗传信息不完全相同D在个体发育的不同时期，细胞内的遗传物质发生了变化B表观遗传【资料1】开辐射对称花性状表现开轴对称花Lcyc基因测序植株A和植株B碱基组成及序列相同，没有差异Lcyc基因表达不表达表达Lcyc基因甲基化检测高度甲基化未甲基化植物A和植株B杂交，F开轴对称花，F绝大部分植物开轴对称花，少部分植物开辐射对称花杂交实验柳穿鱼植株A植
11、株B阅读教材相关资料，了解柳穿鱼花的形态结构的遗传CH3CH3GC GC5335DNA甲基化甲基化抑制基因表达【资料1】开辐射对称花性状表现开轴对称花Lcyc基因测序植株A和植株B碱基组成及序列相同，没有差异Lcyc基因表达不表达表达Lcyc基因甲基化检测高度甲基化未甲基化植物A和植株B杂交，F开轴对称花，F绝大部分植物开轴对称花，少部分植物开辐射对称花杂交实验柳穿鱼植株A植株B阅读教材相关资料，了解柳穿鱼花的形态结构的遗传思考讨论 柳穿鱼性状改变是由什么引起的？F1的花为什么与植株A相似？在F2中，为什么有些植株的花与植物B的相似？此遗传遵循孟德尔定律吗？【资料2】阅读教材相关资料，了解小鼠
12、毛色的遗传Avya思考讨论 小鼠毛色性状的改变是由什么引起的？为什么杂交后代具有相同基因型却表现出不同的性状？Avy显性，黄色体毛隐性，黑色体毛aAvya不同小鼠表现出黄色和黑色之间的一系列过渡类型 资料1和资料2展示的遗传现象有什么共同点？【资料2】阅读教材相关资料，了解小鼠毛色的遗传AvyaAvy显性，黄色体毛隐性，黑色体毛aAvya不同小鼠表现出黄色和黑色之间的一系列过渡类型Avy基因可甲基化位点甲基化抑制基因表达，甲基化程度越高，受到抑制越显著，体毛颜色越深研究表明【资料2】阅读教材相关资料，了解小鼠毛色的遗传Avya思考讨论 小鼠毛色性状的改变是由什么引起的？为什么杂交后代具有相同基
13、因型却表现出不同的性状？Avy显性，黄色体毛隐性，黑色体毛aAvya不同小鼠表现出黄色和黑色之间的一系列过渡类型 资料1和资料2展示的遗传现象有什么共同点？【总结】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。碱基序列保持不变基因表达和表型可遗传 表观遗传发生时期：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【总结】表观遗传 表观遗传的特点 DNA序列不变 可遗传 受环境影响 可逆性 【与社会的联系】研究表明，吸烟会使人的体细胞DNA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，研究发现，男性吸烟者的精子活力下降，精
14、子中DNA甲基化水平明显升高。【总结】表观遗传 表观遗传的主要调控机制 DNA甲基化 组蛋白修饰（甲基化、乙酰化等）非编码RNA调控（如RNA干扰）染色质重塑基因与性状 一个性状可以受到多个基因的影响（多因一效）例：身高 一个基因可以影响多个性状（一因多效）例：水稻的Ghd7基因 环境对性状也有重要影响 例：水毛莨的叶总结基因与基因基因与基因表达产物基因与环境 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，精确地调控着生物体的性状。练习：1.表观遗传现象产生的原因不包括（）ADNA中基因的甲基化BDNA中基因的碱基序列改变C构成染色体的组蛋白发生甲基化D构成染色体的组蛋白发生乙酰
15、化B练习：2.2013年，我国科学家发现斑马鱼子代胚胎可继承精子DNA甲基化模式，在世界上首次以实验证明精子的表观遗传信息可以完整遗传。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。下列关于表观遗传的说法正确的是（）A表观遗传现象是指基因表达发生改变，但基因的碱基序列不变B不可遗传性是表观遗传的特点之一C同卵双胞胎之间的微小差异是基因突变的结果D表观遗传的调控机制只有DNA甲基化A练习：3.下列关于基因与性状之间关系的叙述，错误的是（）A有的情况下，一对基因决定一个性状 B有的情况下，多对基因决定一个性状 C有的情况下，一对基因决定多个性状 D生物体的性状不会受到环境的影响D练习：4.下列有关基因型、性状和环境的叙述，错误的是()A两个个体的身高不相同，二者的基因型可能相同，也可能不相同 B某植物的绿色幼苗在黑暗中变成黄色，这种变化是由环境造成的 CO型血夫妇的子代都是O型血，说明该性状是由遗传因素决定的 D高茎豌豆的子代出现高茎和矮茎，说明该相对性状是由环境决定的D
