第2節(jié)

基因表達(dá)與性狀的關(guān)系圍繞《從信息到物質(zhì)、從藍(lán)圖到現(xiàn)實》大單元主題基因的表達(dá)第章4三花貓形成的原因？資料1：在日本的一個拍賣會上，一只橘黑白的三色公貓，拍出了2000萬日元(按最新的匯率折合人民幣約105萬)的天價，讓網(wǎng)友們一陣嘩然！為什么三色公貓能拍出如此高的價格呢？三色貓也就是我們俗稱的“三花貓”，身上帶有橘色、黑色和白色三種毛色。招財貓的原型是日本短尾貓,又稱為三花貓。三花貓公貓是非常罕見的，大約3萬只三花貓中才有可能出現(xiàn)一只公貓，概率僅為0.003%。為什么三花貓公貓如此罕見呢？資料2：貓的顏色看起來有很多種，但其實只有兩種，黑色和紅色。這是因為貓的色素細(xì)胞能且僅能分泌兩種黑色素，即真黑素和褐黑素。對貓來說，真黑素表達(dá)產(chǎn)生黑色和褐色。位于常染色體上的褐變基因B、b和b’，其控制的酶參與真黑素的代謝，能使真黑素表達(dá)為黑色或褐色......位于性染色體X上的橘色(Orange)基因決定貓是否會產(chǎn)生褐黑素......回顧單元大情境：

拍賣出2000萬日元的招財貓—三花公貓1.貓的色素相關(guān)基因如何控制酶(蛋白質(zhì))的合成3.2.貓的性狀與基因表達(dá)具有什么關(guān)系？貓身上所有的細(xì)胞都能合成真黑素嗎？4.三花貓的形成原因？為什么雄性三花貓比較罕見學(xué)習(xí)本單元前的準(zhǔn)備：調(diào)查問卷統(tǒng)計調(diào)查問卷中提出比較多的問題：？？問題：為什么植株A與植株B的花的形態(tài)不一樣?任務(wù)1柳穿魚花的探究植株A植株B活動1閱讀資料1，回答相關(guān)問題。資料1柳穿魚花的形態(tài)結(jié)構(gòu)與Lcyc基因的表達(dá)直接相關(guān)。植株A與植株B的Lcyc基因序列完全相同。植株B的Lcyc基因被高度甲基化,(Lcyc基因有多個堿基連接甲基基團)。問題1:植株A和植株B花形態(tài)不同的原因與DNA甲基化有什么關(guān)聯(lián)呢？任務(wù)1柳穿魚花的探究植株A植株BLcyc基因mRNA含量+-檢測并對比植株A與植株B的Lcyc基因的mRNA含量任務(wù)1柳穿魚花的探究問題1：植株A、B雜交，F(xiàn)1

的花與植株A相似，F(xiàn)1

自交的F2

中大部分

植株的花與植株A相似，少部分植株B相似，為什么？活動2：柳穿魚花Lcyc基因的甲基化修飾能否遺傳？任務(wù)1柳穿魚花的探究活動1閱讀資料1，回答相關(guān)問題。資料1某種實驗小鼠的毛色受一對等位基因Avy和a的控制，Avy

為顯性基因，表現(xiàn)為黃色

體毛，a為隱性基因，表現(xiàn)為黑色體毛。將純種黃色體毛的小鼠與純種黑色體毛的小鼠

雜交，子一代小鼠的基因型Avya,卻表現(xiàn)出不同的毛色。研究表明，在Avy基因的前端(或

稱“上游”)有一段特殊的堿基序列決定著該基因的表達(dá)水平，這段堿基序列具有多個可發(fā)生DNA甲基化修飾的位點。當(dāng)這些位點沒有甲基化時，Avy基因正常表達(dá)，小鼠表現(xiàn)為黃色；當(dāng)這些位點甲基化后，Avy基因的表達(dá)就受到抑制。這段堿基序列的甲基化程度越高，Avy基因的表達(dá)受到的抑制越明顯，小鼠體毛的顏色就越深。問題1：子一代小鼠為什么表現(xiàn)出一系列不同毛色？任務(wù)2小鼠毛色的探究.DNA甲基化抑制了基因的轉(zhuǎn)錄.DNA基化越嚴(yán)重，轉(zhuǎn)錄過程受抑制程度越高，最終基因可能不表達(dá).DNA甲基化可逆任務(wù)3DNA甲基化物理模型的構(gòu)建Lcyc基因

兩基因堿

基序列保Avy基因

持不變部分堿基

被甲基化

修飾表觀遺傳DNA甲基化生物體基因的堿基序列保持不變，但基因表達(dá)和表型發(fā)生可遺傳變化的現(xiàn)象，叫作表觀遺傳(epigenetic)基因表達(dá)

表型

水平

不同

不同后代出

現(xiàn)同樣

的表型表觀遺傳概念資料1動物的認(rèn)知能力和多巴胺D2基因的表達(dá)密切相關(guān)，該基因所在的染色體組蛋白發(fā)生乙酰化可使其正常表達(dá)。研究表明尼古丁會通過使得D2基因所在的染色體發(fā)生組蛋白去乙酰化導(dǎo)致認(rèn)知障礙并會遺傳給后代任務(wù)4其他表觀遺傳類型資料21990年科學(xué)家給矮牽牛花插入一種催生紅色素的基因，希望能夠讓花朵更鮮艷。但意想不到的事發(fā)生了：矮牽牛花褪色，花瓣變成了白色！這個謎團直到獲2006年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎的美國科學(xué)家安德魯

·法爾和克雷格·梅洛發(fā)現(xiàn)RNA干擾機制才得到科學(xué)的解釋。mRNA

非編碼RNA任務(wù)4其他表觀遺傳類型RNA干擾機制圖互補配對阻止翻譯蛋白質(zhì)DNADNA資料3決定貓毛色的基因只存在于X染色體上，一條X染色體只能攜帶一種顏色的信息。

一般貓的腹部都是白色的，白色是白化基因起的作用，讓貓本來的顏色不能顯示出來。這種白化基因并不存在于性染色體上，因而不受X染色體失活的影響。對于只有一條X染色體的公貓，它的毛色要么是黃白要么是棕白。對于雖然有兩條X染色體，但是毛色基因一致的雌貓，毛色也是黃白或者棕白。只有雜合體的雌貓，擁有兩條X染色體，但是一條上面帶的是黃色毛基因，另一條上面則是棕色毛基因。在胚胎發(fā)育的早期，已經(jīng)形成了多細(xì)胞的階段，兩條X染色體要失活一條，失活的X染色體濃縮成染色較深的染色質(zhì)體。有些細(xì)胞保留黃色毛基因所在的X染色體的活性，而有些細(xì)胞保留棕色毛基因所在的X染色體的活性。而且，這些細(xì)胞再分裂出來的子代細(xì)胞，都保持一樣的失活程序。問題1：請說出三花貓形成原因？任務(wù)4其他表觀遺傳類型水稻中Ghd7

基因參與了開花的調(diào)控對于水稻生長、發(fā)育和產(chǎn)量都有重要作用人的身高是由多個基因

控制，其中

每個基因?qū)?/p>

身高都有一

定的作用同一株水毛

茛，空氣中

的葉和水中

的葉，表現(xiàn)

出不同的形態(tài)柳穿魚

花的形

態(tài)結(jié)構(gòu)

由Lcyc基

因決定小結(jié)基因與性狀的關(guān)系有研究表明，吸煙會使人的體細(xì)胞內(nèi)DNA甲基化水平升高，對染色體上的組蛋白也會產(chǎn)