資源簡介

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4.2
基因表達與性狀的關系
同一株水毛茛，裸露在空氣中的葉和浸在水中的葉，表現出了兩種不同的形態。
討論：
1.這兩種形態的葉，其細胞的基因組成一樣嗎？
2.這兩種葉形的差異，可能是由什么因素引起的？
課前導入
①皺粒豌豆的形成機制：
基因
酶
基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀。
一、基因表達產物與性狀的關系（P71）
②白化病：
基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀。
酶：大多數是蛋白質，少量是RNA
一、基因表達產物與性狀的關系（P71）
③囊性纖維化的形成機制：
基 因
結構蛋白
蛋白功能
生物的性狀
CFTR基因缺失了3個堿基
患者支氣管內黏液增多，管腔受阻，細菌繁殖，造成肺部感染
CFTR蛋白結構異常，導致CFTR轉運氯離子的功能異常
CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸，氨基酸順序異常
基因還能通過控制蛋白質的結構直接控制生物體的性狀。
一、基因表達產物與性狀的關系（P71）
一、基因表達產物與性狀的關系（P71）
基因
結構蛋白
細胞結構
生物性狀
酶或激素
細胞代謝
生物性狀
直接作用
間接作用
基因對性狀的間接控制和直接控制大多數是通過蛋白質來起作用的。
二、基因的選擇性表達與細胞分化（P72）
生物體多種性狀的形成，都是以細胞分化為基礎的。同一生物體的不同類型細胞中，基因都是相同的，而形態結構和功能卻各不相同，這是為什么呢？
思考：分析不同類型細胞中DNA和RNA的檢測結果
二、基因的選擇性表達與細胞分化（P72）
檢測的3種細胞 卵清蛋白基因 珠蛋白基因 胰島素基因 卵清蛋白mRNA 珠蛋白mRNA 胰島素mRNA
輸卵管細胞 + + + + － －
紅細胞 + + + － + －
胰島細胞 + + + － － +
①這3種細胞中合成的蛋白質種類有什么差別？
②3種細胞中的DNA都含有卵清蛋白基因、珠蛋白基因和胰島素基因，但只檢測到其中一種基因的mRNA，這一事實說明了什么？
①每種細胞只合成3種蛋白質中的一種
②基因的表達存在選擇性
二、基因的選擇性表達與細胞分化（P72）
細胞分化是基因選擇性表達的結果，即在個體發育過程中，不同種類細胞中遺傳信息的表達情況不同。
1.細胞分化的“不變”與“變”：
DNA、tRNA、rRNA
①不變
細胞的數目
②變
mRNA、蛋白質的種類
細胞的形態、結構和功能
2.細胞中表達的基因分類：
二、基因的選擇性表達與細胞分化（P72）
管家基因
奢侈基因
在所有細胞中都表達的基因，指導合成的蛋白質是維持細胞基本生命活動所必須的。
如呼吸酶基因、核糖體蛋白基因等。
只在某類細胞中特異性表達的基因，這類基因表達會使細胞在形態、結構和功能上產生穩定的差異。
如胰島素基因、血紅蛋白基因等。
3.細胞分化的本質：基因的選擇性表達
基因的選擇性表達與基因表達的調控有關，會直接影響性狀。
二、基因的選擇性表達與細胞分化（P72）
基因表達
什么時候表達？
在哪種細胞表達？
表達水平的高低？
1.柳穿魚花的形態結構的遺傳：
三、表觀遺傳（P73）
Lcyc基因
正常
開花時表達
Lcyc基因
高度
甲基化
開花時不表達
植株A
植株B
×
植株A

絕大部分與植株A相似
少數部分與植株B相似
植株B的Lcyc基因高度甲基化，使其不表達。
2.小鼠毛色遺傳：
三、表觀遺傳（P73）
這段堿基序列的甲基化程度越高，Avy基因的表達受到的抑制越明顯，小鼠體色體毛的顏色就越深。
不同顏色的小鼠
三、表觀遺傳（P73）
表觀遺傳：生物體基因的堿基序列保持不變，但基因表達和表型發生可遺傳變化的現象。
三、表觀遺傳（P73）
（1）概念：
生物體基因的堿基序列_________，但_________和_____發生___________的現象；
保持不變
基因表達
表型
可遺傳變化
（2）特點：
①DNA不變；
②可遺傳；
（3）
調控機制：
①DNA甲基化修飾；
（主要抑制轉錄）
③染色體組蛋白甲基化、乙酰化等。
②非編碼RNA干擾；
（主要抑制翻譯）
③受環境影響，可逆性；
④普遍性。
三、表觀遺傳（P73）
（4）
發生時期：
普遍存在于生物體的生長、發育和衰老的整個生命活動過程中。
柳穿魚花形遺傳；
某種小鼠毛色遺傳；
同卵雙胞胎生長發育過程中所具有的差異；
蜂王和工蜂的差異。
（5）實例：
健康提示：吸煙會使人的體細胞內DNA的甲基化水平升高，對染色體上的組蛋白也會產生影響，還有研究發現，吸煙可使男性精子活力下降，精子中DNA的甲基化水平明顯升高；但是若這些不良習慣被消除，這些表觀遺傳的改變又會逐漸減弱甚至消失；
知識總結
①多基因效應：一個性狀受到多個基因的影響。
②基因的多效性：一個基因可以影響多個性狀。
③基因的特異性：一個基因只控制一種性狀的表達，且不受其他基因的干擾。
多基因效應
基因的
多效性
基因的
特異性
1.基因與性狀的關系總結：
基因與性狀不是簡單的一一對應的關系。
知識總結
2.基因與環境共同影響：
①環境直接影響性狀
②環境改變基因影響性狀
③環境不改變基因，影響基因的表達：表觀遺傳
生物體的性狀也不完全是由基因決定的，環境對性狀也有著重要的影響：
表型=基因型+環境
課堂小結
基因的表達
基因指導蛋白質的合成
翻譯
轉錄
主要表現為
基因
細胞分化
選擇性表達
控制酶的合成
控制蛋白質的結構
表觀遺傳
控制性狀
環境
影響

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