第四章基因的表達第2節

基因表達與性狀的關系同一株水毛茛，裸露在空氣中的葉片和浸沒在水中的葉片，形態是不同的。浮在水面上的葉子是寬闊的五邊形或者手掌形，而沉在水中的葉子則變成了細細的絲狀葉。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?這兩種形態的葉，其細胞的基因組成是一樣的。這兩種葉形的差異，可能是由葉片所處的環境因素引起的。一、基因表達產物與性狀的關系翻譯轉錄信使DNA蛋白質基因指導蛋白質的合成RNA基因如何控制生物體的性狀？思考蛋白質是生命活動的主要承擔者。體現生物體的形態特征和生理特性，如豌豆的圓粒皺粒、人的血型等性狀一、基因表達產物與性狀的關系例1：豌豆的圓粒與皺粒編碼淀粉分支酶的基因正常淀粉分支酶活性正常淀粉合成正常，含量增加淀粉含量高，有效保留水分編碼淀粉分支酶的基因被打亂淀粉分支酶異常，活性降低淀粉合成受阻，含量降低淀粉含量低的由于失水而皺縮基因酶的合成控制生物的性狀間接控制代謝過程控制基因酶細胞代謝性狀一、基因表達產物與性狀的關系這只大猩猩名為雪花，1964年出生，1966入住巴塞羅那動物園，一生都生活在那里，2003年死于皮膚癌。它是現今發現的唯一的白化病大猩猩。由于酪氨酸酶缺乏或功能減退引起的一種皮膚及附屬器官黑色素缺乏或合成障礙的遺傳性白斑病。主要表現：畏光、毛發及皮膚呈白色。例2：白化病形成的原因控制酪氨酸酶的基因正常酪氨酸酶正常合成酪氨酸能正常轉化為黑色素表現正?？刂评野彼崦傅幕虍惓＠野彼崦覆荒苷：铣衫野彼岵荒苷＾D化為黑色素缺乏黑色素，表現白化病基因酶的合成控制生物的性狀間接控制代謝過程控制基因酶細胞代謝性狀一、基因表達產物與性狀的關系例3：囊性纖維病CFTR（蛋白）基因缺失了3個堿基CFTR蛋白結構異常，導致轉運功能異常氯離子濃度異常，患者支氣管內黏液增多黏液清除困難，細菌繁殖，肺部感染基因蛋白質結構性狀基因控制生物的性狀直接控制蛋白質結構例4：鐮狀細胞貧血一、基因表達產物與性狀的關系編碼血紅蛋白的基因發生了一個堿基對的替換血紅蛋白的結構發生變化紅細胞成鐮刀型，運輸O2能力降低容易破裂，患溶血性貧血基因蛋白質結構性狀基因控制生物的性狀直接控制蛋白質結構基因控制生物性狀的方式間接控制直接控制基因通過控制酶或激素的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀。例如：豌豆的粒形、人的白化病基因還能通過控制蛋白質的結構直接控制生物體的性狀。例如：囊性纖維病、鐮刀型細胞貧血癥。一、基因表達產物與性狀的關系基因可以通過不同的途徑控制性狀，但基因什么時候表達，在哪種細胞中表達以及表達水平的高低都是受到調控的，這種調控又是如何進行的呢？本質二、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+++--+二、基因的選擇性表達與細胞分化

細胞中并不是所有的基因都表達，基因的表達存在選擇性

(4)聯系有絲分裂知識，高度分化的動植物體細胞中仍含有本物種全套遺傳信息的原因是__________________________________________。所有體細胞都是由受精卵經過有絲分裂而來的(5)通過分析可知，細胞分化的根本原因是__________________?；虻倪x擇性表達與基因表達的調控有關?；虻倪x擇性表達(2)“奢侈基因”：只在某類細胞中特異性表達的基因，指導合成的蛋白質與細胞特定的功能有關。如：胰島素基因、抗體基因。歸納拓展1.“管家基因”和“奢侈基因”

2.細胞分化

表觀遺傳柳穿魚花的形態結構資料1

柳穿魚是一種園林花卉。下圖所示的兩株柳穿魚，除了花的形態結構不同，其他方面基本相同。柳穿魚花的形態結構與Lcyc基因的表達直接相關。下圖所示的兩株柳穿魚，它們體內的Lcyc基

因序列相同，只是植株A的Lcyc基因在開花時表達，而植株B的Lcyc基因不表達。研究表明，植

株B的Lcyc基因不表達的原因是它被高度甲基化（

Lcyc基因有多個堿基連接甲基基團）了。科學家將這兩個植株作為親本進行雜交，F1的花與植株A相似，F1自交的F2中絕大部分植株的花

與植株A的相似，少部分植株的花與植株B的相似。1.上述資料中，柳穿魚花性狀改變的原因是什么？思考.討論柳穿魚花的形態改變是因為Lcyc基因的部分堿基被高度甲基化。植株A植株B大部分少部分×

2.F1的花為什么與植株A的相似？

3.在F2中為什么有些植株的花與植株B的相似？F1植株同時含有來自植株A和植株B的Lcyc基因。植株A的Lcyc基因能夠表達，表現顯性；植株B的Lcyc基因由于部分堿基甲基化，基因表達受阻，表現隱性。因此，同時含有這兩個基因的F1中，花與植株A的相似。F1自交后，F2中有部分植株含兩個來自植株B的Lcyc基因，由于該基因部分堿基被甲基化，表達受阻，因此，這部分植株的花與植株B的相似。PF1F2資料2

某種實驗小鼠毛色受等位基因Avy和a的控制，Avy為顯性，表現為黃色；a為隱性，表現為黑色體

毛。純種黃色小鼠與純種黑色小鼠雜交，子代小鼠基因型為Avya，卻表現出黃色和黑色之間的

一系列過渡類型。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

基因的表達水平，這段堿基序列具有多個可發有多個可發生DNA甲基化修飾的位點，當這些位

點甲基化后，Avy基因的表達就受到抑制，并且甲基化程度越高，受到的抑制越明顯，小鼠體毛

的顏色就越深。小鼠毛色的遺傳1.上述資料中，小鼠性狀改變的原因是什么？小鼠毛色的改變是因為Avy基因的前端有一段影響Avy基因表達的特殊的堿基序列被甲基化。發生在基因或基因前端的甲基化修飾均導致相關基因的表達受到抑制，進而影響性狀。2.資料1和資料2展示的遺傳現象有什么共同點？這對你認識基因和性狀

的關系有什么啟示？資料1和資料2展示的遺傳現象都表現為基因的堿基序列不變，但部分堿基發生甲基化修飾，抑制了基因表達，進而對表型產生影響。DNA甲基化修飾可以遺傳給后代，使后代出現同樣的表型。堿基序列保持不變，性狀發生改變，這表明基因與性狀的關系并不是簡單的一一對應關系，基因的表達受到很多因素影響，體現了基因與性狀之間關系的復雜性。概念：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，

叫作表觀遺傳。

柳穿魚Lcyc基因的甲基化抑制了基因表達，小鼠Avy基因前端的甲基化抑制了基

因表達。表觀遺傳表觀遺傳修飾的方式有DNA的甲基化、組蛋白的甲基化、乙?；缺碛^遺傳的調節機制

A.豌豆的圓粒與皺粒是一對相對性狀B.豌豆粒中水可與淀粉結合成為結合水C.淀粉分支酶的作用是催化淀粉水解D.該實例體現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C課堂練習2.如圖為圓粒豌豆的產生機制,請據圖判斷下列敘述錯誤的是(

)

A.淀粉分支酶基因R是豌豆種子細胞中具有遺傳效應的DNA片段B.b過程能發生A與T、C與G的配對C.R中插入一小段DNA序列使淀粉分支酶出現異常,活性大大降低,會導致種子中蔗糖增多D.此圖解體現了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B3.(2023·海南高考)某植物的葉形與R基因的表達直接相關。現有該植物