1、第4章 基因的表达第2节 基因表达与性状的关系DNARNA蛋白质性状脱氧核苷酸序列核糖核苷酸序列氨基酸序列遗传信息遗传密码（密码子）tRNArRNAmRNA控制蛋白质合成（表达遗传信息）一、基因表达产物与性状的关系 _是控制生物性状的基本单位，而生物的性状由_来体现的。所以基因是通过_ 来控制生物的性状的。基因蛋白质指导蛋白质的合成一、基因表达产物与性状的关系资料1：皱粒与圆粒豌豆的形成基因形状控制圆粒皱粒相对形状Dd控制控制等位基因思考：如何从基因指导蛋白质合成（基因表达）的层面解释这一相对性状的形成？淀粉分支酶基因 正常淀粉分支酶淀粉含量升高淀粉含量高，有效保持水分，豌豆显得圆鼓鼓DNA中
2、插入了一段外来的DNA序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因淀粉分支酶合成异常淀粉含量降低淀粉含量低的豌豆由于失水而显得皱缩插入一、基因表达产物与性状的关系资料2：白化病的形成酪氨酸酶的基因正常酪氨酸酶正常合成酪氨酸 黑色素肤色正常酪氨酸酶的基因异常酪氨酸酶合成异常酪氨酸 黑色素白化病常染色体隐性遗传病一、基因表达产物与性状的关系资料3：囊性纤维病CFTR基因缺失了3个碱基转运蛋白（CFTR蛋白）异常导致功能异常患者支气管内黏液增多清除困难，细菌繁殖，肺部感染治疗方法基因治疗一、基因表达产物与性状的关系资料4：镰刀型细胞贫血症血红蛋白结构变化红细胞成镰刀型容易破裂患溶血性贫血正常血红蛋白红细胞正常（
3、圆饼状）资料2：白化病的形成资料1：皱粒与圆粒豌豆的形成资料3：囊性纤维病资料4：镰刀型细胞贫血症基因控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物性状。基因控制蛋白质结构来控制细胞结构，进而控制生物性状。一、基因表达产物与性状的关系基因控制性状，是通过控制蛋白质的合成来实现的细胞代谢 性状细胞结构 性状蛋白质酶或激素结构蛋白基因 直接作用间接作用例1：人体内苯丙氨酸的代谢途径如图所示。人群中，有若干种遗传病是由于苯丙氨酸的代谢缺陷所导致的。例如，苯丙氨酸的代谢产物之一苯丙酮酸在脑中积累会阻碍脑的发育，造成智力低下。下列分析不正确的是（）A.缺乏酶可导致病人既“白（白化病）”又“痴”B.缺乏酶可导致
4、病人只“白”不“痴”C.上述实例可以证明遗传物质通过控制酶的合成，从而控制新陈代谢和性状D.缺乏酶时，婴儿使用过的尿布会留有黑色污迹（尿黑酸）例2：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？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，其细胞的基因组成一样吗？这两种叶形的差异，可能是由什么因素引起的？水毛茛二、基因的选择性表达与细胞分化 生物体多种性状的形成，都是以细胞分化为基础的。同一
5、生物体中不同类型的细胞，基因都是相同的，这是为什么呢？二、基因的选择性表达与细胞分化 科学家对鸡的3种细胞中的mRNA和DNA进行检测，结果如下：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。二、基因的选择性表达与细胞分化细胞中的基因有些表达，有些不表达。表达的基因：一类是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。管家基因奢侈基因三、表观遗传分析资料1植株A植株BLcyc基因Lcyc 基因甲基化程度低开花时Lcyc基因表达Lcyc基因Lc
6、yc 基因甲基化程度高开花时Lcyc基因不表达三、表观遗传植株A植株B植株A植株BP：F1：花与A相似F2：大部分与A相似，少部分与B相似三、表观遗传分析资料2表现出不同毛色的Avya 小鼠AvyAvyaaP：F1：Avya黄色体毛黑色体毛表现出不同毛色，颜色介于黄色和黑色之间某小鼠毛色受一对等位基因控制。Avy为显性，表现为黄色体毛，a为隐性，表现为黑色体毛。黄色小鼠抑制毛色加深抑制抑制抑制F1：Avya三、表观遗传 柳穿鱼Lcyc 基因和小鼠Avy 基因的碱基序列没有变化，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。DNA甲基化示意图上述资料中柳川鱼和小鼠性状改变的原
7、因是什么？甲基化的概念 DNA甲基化是指生物体在DNA甲基转移酶的催化下，将甲基转移到特定的碱基上的过程。DNA甲基化能关闭某些基因的活性。DNA甲基化能引起染色质结构、DNA构象、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式的改变，从而控制基因表达。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。不仅如此，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。甲基化的危害DNA甲基化三、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。表观遗传现象普遍存在于生物体的整个生命活动过程中。如：同卵双
8、胞胎的微小差异；同一个蜂群中的蜂王和工蜂的差异。三、表观遗传 基因通过其表达产物蛋白质来控制性状，细胞内的基因表达与否以及表达水平的高低都是受到调控的。细胞分化的实质是基因选择性表达的结果，表观遗传能够使生物体在基因的碱基序列不变的情况下发生可遗传的性状改变。一对基因控制一对性状（一因一效）一对基因影响多对性状（一因多效，如水稻中的Ghd7基因）多对基因共同控制一种性状（多因一效，人的身高的调控）基因+环境共同决定性状（表现型是基因型与环境共同作用的结果，如水毛茛两种类型叶的形成）基因与性状并不都是简单的线性关系课堂小结 基因与基因、基因与基因表达产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，这种
9、相互作用形成了一个错综复杂的网络，精细地调控着生物体的性状。小试牛刀1囊性纤维病发病的直接原因是（）ACFTR蛋白结构异常 B氯离子转运受阻CCFTR基因缺陷 D细菌的繁殖C2有关基因与酶关系的叙述正确的是（）A每个基因都控制合成一种酶 B酶的遗传信息编码在转运RNA的碱基序列中 C基因的转录、翻译都需要酶 D同一生物体不同细胞的基因和酶是相同的C小试牛刀3甜豌豆的紫花对白花是一对相对性状，由非同源染色体上的两个相对基因共同控制，只有当同时存在两个显性基因（A和B）时，花中的紫色素才能合成，下列说法正确的是（）A一种性状只能由一种基因控制B基因在控制生物体的性状上是互不干扰的C每种性状都是由两
10、个基因控制的D基因之间存在着相互作用D小试牛刀4(2019河北定州中学第二次月考)如图为基因与性状的关系示意图，下列有关叙述错误的是A.一种基因可以影响和控制多种性状B.多种基因可以影响和控制一种性状C.所有基因都能表现出相应的性状D.图中的产物可以是酶、激素等CA.过程、合称基因表达B.基因控制生物的性状有间接控制和直接控制两种方式，直接控制是通过控制酶的合成实现的C.密码子位于mRNA上，反密码子位于tRNA上D.蛋白质结构具有多样性的根本原因是DNA上的遗传信息千变万化E.过程是转录，它以DNA的两条链为模板、四种核糖核苷酸为原料合成mRNAF.过程中只需要mRNA、氨基酸、核糖体、酶、ATP即可完成如图表示基因与性状之间的关系示意图，下列相关说法中，错误的是_。BEF
