1、基因的表達必修二 第 4 章第 2 節基因表達 性狀的關系第2節基因表達性狀的關系什么是基因表達？什么是性狀？（P.77）性狀：是生物一生中所表現出來的是生物一生中所表現出來的形態特征形態特征和和生理特性生理特性的的總稱。如總稱。如: :人的人的膚色、血型、血壓、高度、臉型等等。膚色、血型、血壓、高度、臉型等等。RNADNA 蛋白質轉錄翻譯 生物的性狀并不都是由生物的性狀并不都是由蛋白質來表現的，但是來表現的，但是基因只能控制蛋白只能控制蛋白質的合成，那么基因是如何控制生物體的質的合成，那么基因是如何控制生物體的各種性狀的？的？ 相同的基因相同的基因一定一定控制相同的性狀嗎？控制相同的性狀嗎？

2、 皺粒豌豆DNA中插入了一段外來的DNA序列，打亂了編碼淀粉分支酶的基因淀粉分支酶異常淀粉含量降低蔗糖含量升高淀粉含量低的豌豆由于失水而顯得皺縮編碼淀粉分支酶的基因正常淀粉分支酶正常淀粉含量升高淀粉含量高，有效保持 水分，豌豆顯得圓鼓鼓活性大大降低Rr基因是否直接控制性狀？實例1：豌豆的圓粒和皺粒是如何形成的？第2節基因表達性狀的關系一、基因表達產物與性狀的關系控制的基因異常酪氨酸酶不能正常合成酪氨酸不能正常轉化為黑色素缺乏黑色素表現為白化病 基因通過控制_合成來控制代謝過程，進而控制生物體的_酶的性狀實例2：白化病是如何形成的？編碼血紅蛋白的基因中一個堿基變化血紅蛋白的結構發生變化紅細胞成鐮

3、刀型容易破裂，患溶血性貧血實例3：鐮刀形細胞貧血癥是如何形成的？患者的紅細胞為鐮刀狀，其攜帶氧的功能只有正常紅細胞的一半。現在醫生可以用定期輸血來阻止患者死亡。但是，迄今為止還沒有能真正治愈的藥物。基因是否直接控制性狀？鐮刀狀紅細胞鐮刀狀紅細胞正常紅細胞正常紅細胞跨膜蛋白（CFTR）基因缺失了3個堿基結構蛋白結構蛋白(CFTR(CFTR蛋白蛋白) )異常，異常，導致功能異常導致功能異常患者支氣管內黏液增多患者支氣管內黏液增多黏液清除困難，細菌繁殖，肺部感染實例4：囊性纖維化是如何形成的？治療方法治療方法基因治療基因治療第2節基因表達性狀的關系一、基因表達產物與性狀的關系（間接途徑）（直接途徑）

4、二、基因的選擇性表達與細胞分化檢測的3種細胞卵清蛋白珠蛋白胰島素輸卵管細胞+ + + + + +- - -紅細胞+ + + + +- -+ +- -胰島細胞+ + + + +- - -+ +1.1.分析不同類型細胞中分析不同類型細胞中DNADNA和和mRNAmRNA的檢測結果的檢測結果討論：（討論：（1 1）這）這3 3種細胞中合成的蛋白質種類有什么差別？種細胞中合成的蛋白質種類有什么差別？第2節基因表達性狀的關系一、基因表達產物與性狀的關系3種細胞中轉錄出的mRNA不同，說明3種細胞分別合成各自特有的蛋白質。（但有些（但有些蛋白質在蛋白質在3 3種細胞中都合成，如呼吸氧化酶、種細胞中都合成，

5、如呼吸氧化酶、RNARNA聚合酶、聚合酶、ATPATP合成酶等）合成酶等）二、基因的選擇性表達與細胞分化檢測的3種細胞卵清蛋白珠蛋白胰島素輸卵管細胞+ + + + + +- - -紅細胞+ + + + +- -+ +- -胰島細胞+ + + + +- - -+ +1.1.分析不同類型細胞中分析不同類型細胞中DNADNA和和mRNAmRNA的檢測結果的檢測結果討論：討論：（2 2）3 3種細胞中的種細胞中的DNADNA都含有卵清蛋白基因、珠蛋白基因和胰島素基因，但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只檢測到其中一種基因的mRNAmRNA，這一事實說明了什么？，這一

6、事實說明了什么？第2節基因表達性狀的關系一、基因表達產物與性狀的關系細胞中并不是所有的基因都表達，基因的表達存在選擇性。二、基因的選擇性表達與細胞分化1.1.分析不同類型細胞中分析不同類型細胞中DNADNA和和mRNAmRNA的檢測結果的檢測結果第2節基因表達性狀的關系2.2.在不同類型的細胞中在不同類型的細胞中，表達的基因的類型（，表達的基因的類型（P72P72）(1)(1)管家基因：一類是在：一類是在所所有細胞中都表達的基因有細胞中都表達的基因，指，指導合成的蛋白質是導合成的蛋白質是維持細胞維持細胞基本生命活動所必需的基本生命活動所必需的(2)(2)奢侈基因：只在某類細只在某類細胞中特異性

7、表達的基因胞中特異性表達的基因。二、基因的選擇性表達與細胞分化1.1.分析不同類型細胞中分析不同類型細胞中DNADNA和和mRNAmRNA的檢測結果的檢測結果第2節基因表達性狀的關系2.2.在不同類型的細胞中在不同類型的細胞中，表達的基因的類型，表達的基因的類型細胞分化的實質是：基因的選擇性表達【拓展】細胞分化過程中的【拓展】細胞分化過程中的“變變”與與“不變不變”：變化的是：_不變的是：_m mRNARNA、蛋白質的種類、細胞的形態、結構和功能、蛋白質的種類、細胞的形態、結構和功能DNADNA、tRNAtRNA、rRNArRNA、細胞的數目、細胞的數目基因的選擇性表達包括：_等(P73)，這

8、些選擇性與_有關。(P72)基因什么時候表達、在什么細胞中表達基因什么時候表達、在什么細胞中表達、表達水平的高低表達水平的高低基因表達的調控基因表達的調控二、基因的選擇性表達與細胞分化第2節基因表達性狀的關系三、表觀遺傳資料1：柳穿魚的花植株植株A A植株植株B B二、基因的選擇性表達與細胞分化第2節基因表達性狀的關系三、表觀遺傳資料1：柳穿魚的花討論：柳穿魚花的形態改變的原因？Lcyc基因正常表達不表達植株植株A A植株植株B B高度甲基化植株植株A A植株植株B B三、表觀遺傳資料1：柳穿魚的花植株植株A A植株植株B B植株植株A A植株植株B B植株植株A APF1F2植株植株A A植

9、株植株A A植株植株A A植株植株B B植株植株A A三、表觀遺傳資料1：柳穿魚的花植株植株A A植株植株B B植株植株A A植株植株A A植株植株A A植株植株A A植株植株B BPF1F2 植株A的Lcyc基因可正常表達，故表現為顯性，部分堿基甲基化后表達被抑制，表現為隱性，F1含有正常的Lcyc基因，故花與植株A相似。F2中少部分植株兩個基因均與植株B相同，因此花與植株B相似。討論2基因的堿基序列不變，而表型發生變化植株植株A A（AAAA）（AAAA）（AAAA）（AAAA）（A_A_）（A_A_）（A_A_） （A_A_）表觀遺傳遵循遺傳的基本規律嗎？第2節基因表達性狀的關系資料2：

10、某種老鼠的毛色三、表觀遺傳黃色黃色AvyAvy aa黑色黑色AvyaPF1討論：小鼠性狀改變的原因是什么？小鼠性狀改變的原因是什么？ 在在A Avyvy基因的前端有一段特殊的堿基基因的前端有一段特殊的堿基序列決定該基因表達水平，有多個可發序列決定該基因表達水平，有多個可發生生DNADNA堿基化修飾的位點，堿基化修飾的位點，當這些位點當這些位點沒有甲基化時，沒有甲基化時，A Avyvy基因正常表達，小鼠基因正常表達，小鼠表現為黃色；表現為黃色；當這些位點當這些位點部分堿基甲基化修飾后，表達就受到抑制。 這段堿基序列這段堿基序列甲基化程度越高，Avy基因表達受到抑制越明顯，小鼠顏色越深。第2節基因

11、表達性狀的關系三、表觀遺傳資料1：柳穿魚的花植株植株A A植株植株B B資料2：某種老鼠的毛色（3 3）資料資料1 1和資料和資料2 2展示的遺傳現象展示的遺傳現象有什么共同點？對你認識有什么共同點？對你認識基因和性狀的基因和性狀的關系有何啟示？關系有何啟示？ 基因的堿基序列沒有變化，但部分堿基發生了甲基化修飾，抑制了基因的表達，進而對表型產生影響。這種DNA甲基化修飾可以遺傳給后代，使后代出現同樣的表型。 基因的表達受到很多因素的影響，體現了基因與性狀之間關系的復雜性。第2節基因表達性狀的關系三、表觀遺傳生物體生物體基因的堿基序列基因的堿基序列保持不變，但保持不變，但基因表達基因表達和和表型

12、表型發生發生可遺傳變化的現象。的現象。1、概念：2、原因：基因的基因的堿基序列堿基序列保持不變保持不變, ,但部分堿基發但部分堿基發生了生了甲基化修飾甲基化修飾, ,抑制了基因的表達抑制了基因的表達, ,進而進而對表型產生影響。對表型產生影響。3、其他實例：同卵雙胞胎的微小差異同卵雙胞胎的微小差異同一蜂群中的蜂王和工蜂都由受精卵發育而同一蜂群中的蜂王和工蜂都由受精卵發育而來，但形態、結構、生理和行為截然不同來，但形態、結構、生理和行為截然不同工蜂工蜂第2節基因表達性狀的關系三、表觀遺傳4、特點普遍性：沒有DNA堿基序列的改變。如甲基化時,可影響基因的表達；去甲基化時,可恢復基因的表達。通過有絲

13、分裂或減數分裂,能在細胞和個體間遺傳。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可遺傳性：DNA不變性：可逆性：第2節基因表達性狀的關系三、表觀遺傳【與社會的聯系】哪些因素會影響DNA的甲基化?（P74)吸煙會使人體細胞內吸煙會使人體細胞內DNADNA的甲基化水平升高，對染色體上的組蛋白也會產生影的甲基化水平升高，對染色體上的組蛋白也會產生影響。男性吸煙者精子中響。男性吸煙者精子中DNADNA的甲基化水平升高，精子活力下降。的甲基化水平升高，精子活力下降。除了除了DNADNA甲基化甲基化, ,構成構成染色體的組蛋白發生甲基化、乙酰化等修飾也會影響等修飾也會影響基因的表達。基因的表達

14、。你如何基因決定生物的性狀這一觀點?（P74）第2節基因表達性狀的關系四、基因與性狀的關系基因與性狀并不是簡單的一一對應（線性）（線性）關系（P74）(1)生物性狀是由基因決定的一個基因 一種性狀控制多個基因 一種性狀控制水稻中的水稻中的Ghd7Ghd7基因基因編碼的蛋白質編碼的蛋白質不僅參與了開花的調不僅參與了開花的調控，而且對水稻的生長、發育和產量控，而且對水稻的生長、發育和產量都有重要作用都有重要作用。身高是由多個基因決定的一個基因 多種性狀控制一因多效多因一效四、基因與性狀的關系一因多效多因一效水稻中的水稻中的Ghd7Ghd7基因基因編碼的蛋白質編碼的蛋白質不僅參與了開花的調不僅參與了

15、開花的調控，而且對水稻的生長、發育和產量控，而且對水稻的生長、發育和產量都有重要作用都有重要作用。第2節基因表達性狀的關系四、基因與性狀的關系(1)生物性狀是由基因決定的一個基因 一種性狀控制多個基因 一種性狀控制如人的身高是由多個基因決定的。一個基因 多種性狀控制(2)性狀的表現還受環境條件的影響。一因多效多因一效基因與性狀并不是簡單的一一對應（線性）關系（P74）性狀=基因+環境條件一般來說，是基因和環境共同作用的結果。這個實驗說明基因與性狀的關系是怎樣的？剛孵化的殘翅果蠅幼蟲31培養翅長接近正常的果蠅殘翅果蠅25下培養它們產生的后代解釋：果蠅翅的發育需要經過酶催化，而酶是在基因控制下合成的，酶的活性受溫度、pH等條件的影響。【思維訓練】請針對出現殘翅果蠅的原因提出假說，進行解釋。你的假設是： 殘翅基因控制合成的酶易受溫度影響，殘翅基因控制合成的酶易受溫度影響，2525時酶的活性受抑制，翅不能時酶的活性受抑制，翅不能發育而表現為殘翅。發育而表現為殘翅。31培養25培養25培養在一定條件下，a基因也可以表現出A的性狀這屬于表觀遺傳嗎？【課堂小結】基因對性狀的控制1.基因表達產物與性狀的關系（1 1）基因通過控制基因通過控制_的合成來控的合成來控制代謝過程，進而控制生物性狀制代謝過程，進而控制生物性狀（2 2）基因通過控制）基因通過控制_的結構的結構直直接接