2020基因與性狀表達的關(guān)系問題探討

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細的絲狀葉。1、這兩種形態(tài)的葉，其細胞的基因組成一樣嗎？2、兩種葉形的差異，可能是由什么因素引起的？這兩種形態(tài)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(huán)境因素引起的。編碼淀粉分支酶的基因正常淀粉分支酶正常，活性較高淀粉合成正常淀粉含量高，有效保留水分插入DNA序列淀粉分支酶異常，活性較低淀粉合成受阻淀粉含量低，失水皺縮基因性狀酶代謝過程一.基因表達產(chǎn)物與性狀的關(guān)系案例1：豌豆的圓粒與皺粒編碼酪氨酸酶的基因正常酪氨酸轉(zhuǎn)化為黑色素酪氨酸酶正常表現(xiàn)正常正常人白化病人編碼酪氨酸酶的基因異常酪氨酸不能轉(zhuǎn)化為黑色素酪氨酸酶不能合成缺乏黑色素，表現(xiàn)為白化基因性狀酶代謝過程一.基因表達產(chǎn)物與性狀的關(guān)系案例2：人的正常膚色與白化病酶的合成基因控制控制代謝過程間接控制生物體的性狀1.間接控制途徑一.基因表達產(chǎn)物與性狀的關(guān)系

囊性纖維病是北美白種人常見的一種遺傳病，每1800個人中就有一個患者，每25個人中就有一個致病基因攜帶者。該病的病因是基因的堿基序列缺失了3個堿基，使得所編碼的氯離子載體蛋白（CFTR蛋白）少了一個氨基酸，導致CFTR蛋白異常關(guān)閉，細胞對氯離子的轉(zhuǎn)運發(fā)生異常，細胞外氯離子濃度逐漸升高，水分向膜外擴撒的速度減慢，造成黏液分泌過多，堵塞呼吸道，細菌大量繁殖，誘發(fā)感染。正常氣管囊性纖維化氣管一.基因表達產(chǎn)物與性狀的關(guān)系案例3：人的正常肺和囊性纖維病編碼CFTR蛋白的基因缺失3個堿基CFTR轉(zhuǎn)運氯離子的功能異常CFTR蛋白缺少1個苯丙氨酸，蛋白結(jié)構(gòu)異常支氣管內(nèi)黏液增多，管腔受阻，細菌大量繁殖，肺功能嚴重受損基因蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)性狀案例3：人的正常肺和囊性纖維病2.直接控制途徑蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因控制直接控制生物體的性狀一.基因表達產(chǎn)物與性狀的關(guān)系思考·討論分析不同類型細胞中DNA和mRNA的檢測結(jié)果檢測的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(zhì)種類有什么差別？3種細胞中合成的蛋白質(zhì)都是該細胞中的特異性蛋白質(zhì)。2.3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？細胞中并非所有的基因都表達，不同種類細胞中基因的表達情況有差別。二.基因的選擇性表達與細胞分化1.細胞分化的實質(zhì)：基因的選擇性表達。DNA、tRNA、rRNA①不變細胞的數(shù)目②變mRNA、蛋白質(zhì)的種類細胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能二.基因的選擇性表達與細胞分化d2.細胞分化的“不變”與“變”3.表達的基因分類①管家基因：在所有細胞中都表達的基因（如核糖體蛋白基因、ATP合成酶基因、呼吸酶基因。）②奢侈基因：只在某類細胞中特異性表達的基因（如卵清蛋白基因、胰島素基因、血紅蛋白基因。）

基因的選擇性表達與基因表達的調(diào)控有關(guān)?；蚴裁磿r候表達基因在哪種細胞中表達基因表達水平的高低調(diào)控基因是否表達調(diào)控基因表達多少性狀直接影響三.表觀遺傳

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(tài)結(jié)構(gòu)不同，其他方面基本相同。植株A的Lcyc基因在開花時表達植株A植株B植株B的Lcyc基因不表達，原因是它被高度甲基化了植株A相似F1多數(shù)與植株A相似少數(shù)與植株B相似F22.表觀遺傳形成的原因環(huán)境DNA甲基化誘發(fā)三.表觀遺傳基因的堿基序列不變，但基因表達和表型發(fā)生可遺傳變化。1.概念：DNA甲基化：轉(zhuǎn)錄被抑制，去甲基化則轉(zhuǎn)錄正常，影響轉(zhuǎn)錄。組蛋白甲基化：促進組蛋白與DNA結(jié)合，使染色體螺旋化程度提高，抑制基因的表達，去甲基化，有利于表達，影響轉(zhuǎn)錄。組蛋白乙?；捍龠M基因的表達，去乙?；瘯种苹虻谋磉_，影響轉(zhuǎn)錄3.表觀遺傳的特點①可遺傳性，即這類改變通過有絲分裂或減數(shù)分裂，能在細胞個體間遺傳。②可逆性的基因表達。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。③沒有DNA堿基序列的改變。三.表觀遺傳5.發(fā)生時期：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；（1）柳穿魚花形遺傳（2）某種小鼠毛色遺傳（3）同卵雙胞胎生長發(fā)育過程中所具有的差異（4）蜂王和工蜂的差異6.實例：三.表觀遺傳四.基因與性狀的關(guān)系①一個基因一種性狀控制②一個基因多種性狀控制③多個基因一種性狀控制

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)量都有重要作用。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；蚺c性狀并不是簡單的一一對應的關(guān)系多基因效應基因的多效性基因的特異性如后天的營養(yǎng)和體育鍛煉等對人的身高