我們吃的白蘿卜其實是蘿卜植株變態(tài)發(fā)育的根，若一直埋在土壤中生長，其通常是白色的，但如果生長過程中一部分暴露在土壤外，那一部分將表現(xiàn)出葉一樣的綠色。這是為什么？同一株水毛茛，裸露在空氣中的葉和浸在水中的葉表現(xiàn)出了兩種不同的形態(tài)。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(xì)細(xì)的絲狀葉。這兩種形態(tài)的葉，其細(xì)胞的基因組成一樣嗎？兩種葉形的差異，可能是由什么因素引起的？這兩種葉形的差異，可能是由葉片所處的環(huán)境因素引起的。這兩種形態(tài)的葉，其細(xì)胞的基因組成是一樣的。問題探討第四章基因的表達第2節(jié)基因表達性狀關(guān)系與通過分析實例,明確基因控制性狀的兩種方式,歸納基因表達產(chǎn)物與性狀的關(guān)系。通過分析材料,認(rèn)同細(xì)胞分化的實質(zhì)是基因的選擇性表達,理解細(xì)胞調(diào)控基因表達的機制。通過分析案例,認(rèn)識DNA甲基化等因素在未改變堿基序列情況下,導(dǎo)致基因表達情況發(fā)生可遺傳的變化;分析基因與性狀之間的復(fù)雜關(guān)系。生命觀念、科學(xué)思維科學(xué)思維、

科學(xué)探究、社會責(zé)任【知識回顧】基因、蛋白質(zhì)和性狀的關(guān)系基因表達產(chǎn)物與性狀的關(guān)系豌豆的圓粒與皺粒圓粒皺粒孟德爾的解釋：基因性狀Rr相對性狀圓粒皺粒等位基因控制控制控制如何從基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成層面更深入解釋這一對相對性狀的形成？淀粉分支酶基因被打亂的淀粉分支酶基因外來DNA插入淀粉分支酶蔗糖合成淀粉淀粉含量升高圓粒豌豆保水皺粒豌豆失水淀粉合成受阻蔗糖含量升高淀粉分支酶異常，活性下降基因表達產(chǎn)物與性狀的關(guān)系基因酶的合成代謝過程性狀基因表達產(chǎn)物與性狀的關(guān)系白化病主要表現(xiàn)：畏光、毛發(fā)及皮膚呈白色。控制酪氨酸酶的基因異常酪氨酸酶不能正常合成酪氨酸不能正常轉(zhuǎn)化為黑色素缺乏黑色素，表現(xiàn)白化病基因酶的合成代謝過程性狀基因表達產(chǎn)物與性狀的關(guān)系以上實例說明基因是如何控制性狀的？基因通過控制

,來控制

，進而控制

。酶的合成代謝過程生物體的性狀間接豌豆的圓粒與皺粒白化病編碼血紅蛋白的基因中一個堿基對變化血紅蛋白的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化紅細(xì)胞成鐮刀型容易破裂，患溶血性貧血基因蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)性狀基因表達產(chǎn)物與性狀的關(guān)系鐮刀型細(xì)胞貧血癥囊性纖維病基因表達產(chǎn)物與性狀的關(guān)系正常氣管囊性纖維化氣管CFTR基因缺失了3個堿基CFTR蛋白結(jié)構(gòu)異常，導(dǎo)致CFTR蛋白轉(zhuǎn)運氯離子的功能異?；颊咧夤軆?nèi)黏液增多黏液清除困難，細(xì)菌繁殖，肺部感染。基因蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)性狀基因表達產(chǎn)物與性狀的關(guān)系以上實例說明基因是如何控制性狀的？基因通過控制

,進而控制

。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)生物體的性狀直接鐮刀型細(xì)胞貧血癥囊性纖維病基因的選擇性表達與細(xì)胞分化管家基因：是指所有細(xì)胞中均要穩(wěn)定表達的一類基因，其產(chǎn)物是對維持細(xì)胞基本生命活動所必需的。如呼吸酶基因。奢侈基因：組織特異性基因，是指不同類型細(xì)胞中特異性表達的基因，奢侈基因的產(chǎn)物賦予各種類型細(xì)胞特異的形態(tài)結(jié)構(gòu)特征與功能。如胰島素基因、血紅蛋白基因基因的選擇性表達與細(xì)胞分化紅細(xì)胞B細(xì)胞抗體合成基因關(guān)閉血紅蛋白基因開啟血紅蛋白抗體合成基因開啟血紅蛋白基因關(guān)閉抗體細(xì)胞分化是基因選擇性表達的結(jié)果某基因--ATGCATGCAT……CCATGCTAGCCA……TCCCTAAGGATAGCCATCCCAGATG……CATGCATCCATGC-----TACGTACGTA……GGTACGATCGGT……AGGGATTCCTATCGGTAGGGTCTAC……GTACGTAGGTACG---對應(yīng)的mRNA轉(zhuǎn)錄翻譯蛋白質(zhì)酶代謝性狀性狀結(jié)構(gòu)基因的選擇性表達與細(xì)胞分化性狀是由基因決定的但是不是只由基因決定呢？表觀遺傳生物體基因堿基序列保持不變，但基因表達

和表型發(fā)生可遺傳變化的現(xiàn)象。表觀遺傳概念1特點2發(fā)生時期3可遺傳性、可逆性、DNA不變普遍存在于生物體的生長、發(fā)育和衰老的整個生命活動過程中。主要類型4DNA甲基化修飾；*主要抑制轉(zhuǎn)錄；染色體組蛋白甲基化、乙酰化等；非編碼RNA干擾（例miRNA）；*主要抑制翻譯；表觀遺傳甲基化在基因組CpG二核苷酸的胞嘧啶5號碳位共價鍵結(jié)合一個甲基基團拓展胞嘧啶5-甲基胞嘧啶甲基化SAHSAMCH3CH3DNA的堿基序列沒有發(fā)生變化，但部分堿基發(fā)生了甲基化修飾。表觀遺傳思考

討論柳穿魚是一種園林花卉。如圖所示的兩株柳穿魚，除了花的形態(tài)結(jié)構(gòu)不同，其他方面基本相同。植株A植株BGC3’5’GC3’5’GC3’5’GC3’5’CH3CH3Lcyc基因高度甲基化未甲基化甲基化與Lcyc基因的表達直接相關(guān)（兩種花的Lcyc基因序列相同）調(diào)控開花時表達開花時不表達柳穿魚花的形態(tài)結(jié)構(gòu)調(diào)控植株A植株B表觀遺傳植株A植株B大部分少部分×F1的花色為什么下植株A的相似？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Lcvc基因能夠表達，表現(xiàn)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(xiàn)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，F(xiàn)2中有少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，基因表達阻，因此，這部分植株的花與植株B的相似。PF1F2DNA甲基化抑制了基因的表達表觀遺傳×PF1AvyAvy（黃色）aa（黑色）Avya（?色）表現(xiàn)出不同毛色的Avya小鼠怎么利用表觀遺傳解釋左圖的情況？Avy基因調(diào)控黃色顏色越深甲基化程度越高抑制越明顯未甲基化某種實驗小鼠的毛色受一對等位基因Avy和a控制，Avy為顯性基因，表現(xiàn)黃色體毛，a為隱性基因，表現(xiàn)黑色體毛。Avy基因甲基化抑制表觀遺傳植株A植株B

資料1和資料2展示的遺傳現(xiàn)象有什么共同點？這對你認(rèn)識基因和性狀的關(guān)系有什么啟示？

資料1和資料2展示的遺傳現(xiàn)象都表現(xiàn)為基因的堿基序列不變，但部分堿基發(fā)生甲基化修飾，抑制了基因表達，進而對表型產(chǎn)生影響。DNA甲基化修飾可以遺傳給后代，使后代出現(xiàn)同樣的表型。堿基序列保持不變，性狀發(fā)生改變，這表明基因與性狀的關(guān)系并不是簡單的一一對應(yīng)關(guān)系，基因的表達受到很多因素影響，體現(xiàn)了基因與性狀之間關(guān)系的復(fù)雜性。持續(xù)獲得蜂王漿工蜂蜂王雄蜂蜂王表觀遺傳同卵雙胞胎異卵雙胞胎同卵雙胞胎一個精子與一個卵細(xì)胞結(jié)合產(chǎn)生一個受精卵后再一分為二形成兩個胚胎。他們基因組成相同，但是性狀依然有差異，有時候甚至差異很大，這就跟表觀遺傳有關(guān)。異卵雙胞胎兩個精子與兩個卵細(xì)胞結(jié)合產(chǎn)生兩個受精卵之后獨立發(fā)育成胚胎，由于基因組成不同，只是出生時間一樣，所以性狀差異甚遠(yuǎn)，性別也可以不同。表觀遺傳吸煙會使人的體細(xì)胞內(nèi)DNA的甲基化水平升高，對染色體上的組蛋白也會產(chǎn)生影響。不僅如此，還有研究發(fā)現(xiàn)男性吸煙者的精子活力下降，精子中DNA的甲基化水平明顯升高，深入宣傳戒煙的道理。這些不良習(xí)慣被消除，這些表觀遺傳的改變又會逐漸減弱甚至消失。表觀遺傳基因與性狀的關(guān)系一因一效：一個基因影響一個性狀。一因多效：一個基因可以影響多個性狀。多因一效：多個基因影響一個性狀。如紅綠色盲、白化病等單基因遺傳病。如研究發(fā)現(xiàn)水稻中的Ghd7基因編碼的蛋白質(zhì)不僅參與了開花的調(diào)控，而且對水稻的生長、發(fā)育和產(chǎn)量都有重要的作用。如人的身高是由多個基因決定的，其中每個基因?qū)ι砀叨加幸欢ǖ淖饔谩；驔Q定生物性狀A(yù)BCDEFGH基因產(chǎn)物性狀基因與性狀的關(guān)系遺傳學(xué)家增做過這樣的實驗：果蠅幼蟲正常的培養(yǎng)溫度為25℃，將剛孵化的殘翅果蠅幼蟲放在31℃的環(huán)境中培養(yǎng)，得到了一些翅長接近正常的果蠅成蟲，這些翅長接近正常的果蠅在正常環(huán)境溫度下產(chǎn)生的后代仍然是殘翅果蠅。請針對高溫培養(yǎng)殘翅果蠅幼蟲得到翅長接近正常的果蠅成蟲的原因提出假說，進行解釋。殘翅果蠅幼蟲31℃培養(yǎng)25℃培養(yǎng)25℃培養(yǎng)基因與性狀的關(guān)系生物體的性狀不完全由基因決定，還