第四章基因的表達(dá)第2節(jié):基因表達(dá)與性狀的關(guān)系導(dǎo)

入同一株水毛茛，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)。1、這兩種形態(tài)的葉，其細(xì)胞的基因組成一樣嗎？基因組成是一樣的2、這兩種葉形的差異，可能是由什么因素引起的？可能是由葉片所處的環(huán)境因素引起的ATPADP功能正常的CFTR蛋白H2O異常關(guān)閉的CFTR蛋白稀薄的黏液氯離子案例1：囊性纖維化病肺部支氣管腔管腔細(xì)胞內(nèi)

直接原因缺失3個(gè)堿基編碼CFTR蛋白的基因CFTR蛋白片段CFTR蛋白結(jié)構(gòu)異常CFTR蛋白功能異常囊性纖維化案例1：囊性纖維化病P72生物性狀

根本原因

基因能通過(guò)控制

直接控制生物體的

。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)性狀抗蟲(chóng)蛋白基因指導(dǎo)合成抗蟲(chóng)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)抗蟲(chóng)性狀編碼CFTR蛋白的基因缺失3個(gè)堿基CFTR蛋白結(jié)構(gòu)異常囊性纖維化指導(dǎo)合成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，失水皺縮案例2：豌豆的圓粒與皺粒編碼淀粉分支酶的基因基因序列被打亂基因酶代謝過(guò)程性狀控制控制控制編碼淀粉分支酶的基因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)為白化案例3：人的正常膚色與白化病基因酶代謝過(guò)程性狀控制控制控制請(qǐng)判斷基因如何控制頭發(fā)的發(fā)色？編碼血紅蛋白的基因中一個(gè)堿基對(duì)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)性狀案例4：鐮刀型細(xì)胞貧血癥請(qǐng)判斷基因如何控制鐮刀型細(xì)胞貧血癥？2.基因還能通過(guò)控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀。1.基因通過(guò)控制酶的合成來(lái)控制代謝過(guò)程，進(jìn)而控制生物體的性狀；基因酶代謝過(guò)程生物性狀蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)生物性狀蛋白質(zhì)間接控制直接控制歸納小結(jié)

二.基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化胰島細(xì)胞紅細(xì)胞輸卵管細(xì)胞同一個(gè)人的這些細(xì)胞遺傳物質(zhì)相不相同？胰島細(xì)胞，紅細(xì)胞，輸卵管細(xì)胞形態(tài)和功能不同的根本原因是什么？相同討論1：3種細(xì)胞都含有卵清蛋白基因、珠蛋白基因和胰島素基因，ATP合成酶基因，但只檢測(cè)到其中一種基因的mRNA，這一事實(shí)說(shuō)明了什么？不同種類(lèi)細(xì)胞中基因的表達(dá)情況有差別，基因的表達(dá)存在選擇性。檢測(cè)的3種細(xì)胞卵清蛋白基因、珠蛋白基因、胰島素基因、ATP合成酶基因卵清蛋白mRNA珠蛋白mRNA胰島素mRNAATP合成酶mRNA輸卵管細(xì)胞++++--+紅細(xì)胞+++-+-+胰島細(xì)胞+++--++

科學(xué)家提取了雞的輸卵管細(xì)胞、紅細(xì)胞（有細(xì)胞核）和胰島細(xì)胞，對(duì)這3種細(xì)胞中的DNA和mRNA進(jìn)行了檢測(cè)，結(jié)果如下表所示。說(shuō)明：“+”表示檢測(cè)發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的分子，“-”表示檢測(cè)未發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的分子。比如ATP合成酶基因等。

討論2：同一個(gè)體不同細(xì)胞中有表達(dá)情況相同的基因嗎？檢測(cè)的3種細(xì)胞卵清蛋白基因、珠蛋白基因、胰島素基因、ATP合成酶基因卵清蛋白mRNA珠蛋白mRNA胰島素mRNAATP合成酶mRNA輸卵管細(xì)胞++++--+紅細(xì)胞+++-+-+胰島細(xì)胞+++--++

科學(xué)家提取了雞的輸卵管細(xì)胞、紅細(xì)胞（有細(xì)胞核）和胰島細(xì)胞，對(duì)這3種細(xì)胞中的DNA和mRNA進(jìn)行了檢測(cè)，結(jié)果如下表所示。說(shuō)明：“+”表示檢測(cè)發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的分子，“-”表示檢測(cè)未發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的分子。表達(dá)的基因分類(lèi)管家基因所有細(xì)胞中都表達(dá)的基因，這類(lèi)基因指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)是維持細(xì)胞基本生命活動(dòng)所必需的，如核糖體蛋白基因、ATP合成酶基因。奢侈基因

只在某類(lèi)細(xì)胞中特異性表達(dá)的基因，如卵清蛋白基因、胰島素基因。細(xì)胞分化相同基因不同的蛋白質(zhì)基因選擇性表達(dá)細(xì)胞的形態(tài)，結(jié)構(gòu)，生理功能不同問(wèn)題：在細(xì)胞分化的過(guò)程中，下列哪些項(xiàng)目會(huì)發(fā)生改變？1DNA、2tRNA、3rRNA、4mRNA、5蛋白質(zhì)的種類(lèi)6、細(xì)胞數(shù)量、7細(xì)胞形態(tài)，結(jié)構(gòu)和功能DNA、tRNA、rRNA的種類(lèi)

①不變細(xì)胞的數(shù)目②變mRNA、蛋白質(zhì)的種類(lèi)細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能二.基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化基因什么時(shí)候表達(dá)？在哪種細(xì)胞中表達(dá)？以及表達(dá)水平的高低？如何調(diào)控？都是受到調(diào)控的，這種調(diào)控會(huì)直接影響性狀實(shí)例1：柳穿魚(yú)花的形態(tài)結(jié)構(gòu)的遺傳植株A（兩側(cè)對(duì)稱）植株B（輻射對(duì)稱）問(wèn)題:植株A和植株B的Lcyc基因相同，為什么花的形態(tài)結(jié)構(gòu)不同呢？Lcyc基因柳穿魚(yú)花的形態(tài)結(jié)構(gòu)控制植株A：Lcyc基因在開(kāi)花時(shí)表達(dá)；植株B：Lcyc基因不表達(dá)P73思考討論第2段植株B的Lcyc基因不表達(dá)的原因：植株B的Lcyc基因被高度甲基化，

（Lcyc基因有多個(gè)堿基連接甲基基團(tuán)）DNA甲基化示意圖實(shí)例1：柳穿魚(yú)花的形態(tài)結(jié)構(gòu)的遺傳DNA甲基化與去甲基化問(wèn)題:Lcyc基因甲基化后，為什么會(huì)抑制基因的表達(dá)呢？正常植株ALcyc基因高度甲基化植株B×F1自交F2為什么A型植株：

B型植株不等于3：1？F1植株的花與植株A相似Lcyc基因F1的花為什么與植株A的相似？在F2中，為什么有些植株的花與植株B的相似？L

LL

LL

LL

LL

LL

LL

L提示：Lcyc基因甲基化后也可以去甲基化DNA甲基化可以遺傳嗎？實(shí)例1：柳穿魚(yú)花的形態(tài)結(jié)構(gòu)的遺傳可遺傳性，但不遵循孟德?tīng)柖蓪?shí)例2：小鼠毛色的遺傳某種實(shí)驗(yàn)小鼠的毛色受一對(duì)等位基因Avy和a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。PAvyAvyaaF1Avya（黃毛）（黑毛）×Avy基因無(wú)甲基化，基因正常表達(dá)，黃色部分甲基化，基因表達(dá)受抑制，毛色加深甲基化程度高，基因表達(dá)被抑制更明顯，毛色更深前端Avy基因前端Avy基因前端實(shí)例2：小鼠毛色的遺傳基因的堿基序列保持不變柳穿魚(yú)花形態(tài)結(jié)構(gòu)的遺傳和小鼠毛色的遺傳有什么共同點(diǎn)？部分堿基發(fā)生了甲基化修飾，抑制了基因的表達(dá)表型變化可遺傳基因的堿基序列不變，但基因表達(dá)和表型發(fā)生可遺傳變化的現(xiàn)象。概念：表觀遺傳表觀遺傳可遺傳性，但不遵循孟德?tīng)柖蓪?shí)例：①Lcyc基因決定柳穿魚(yú)花的形態(tài)結(jié)構(gòu)②水稻中Ghd7基因參與了開(kāi)花的調(diào)控，對(duì)水稻的生長(zhǎng)，發(fā)育和產(chǎn)量都有重要作用③人的身高是由多個(gè)基因決定的，其中每個(gè)基因?qū)ι砀叨加幸欢ǖ淖饔芒芡恢晁?，空氣中的葉和水中的葉，表現(xiàn)出不同的形態(tài)①一個(gè)基因一種性狀影響思考：基因與性狀是否為簡(jiǎn)單的一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系？②一個(gè)基因多種性狀影響③多個(gè)基因一個(gè)性狀影響基因與性狀并不是簡(jiǎn)單的一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系④生物性狀還會(huì)受到環(huán)境的影響

性狀=基因

+環(huán)境請(qǐng)針對(duì)出現(xiàn)殘翅果蠅的原因提出假說(shuō)，進(jìn)行解釋正常培養(yǎng)溫度25℃下剛孵化的殘翅果蠅幼蟲(chóng)31℃培養(yǎng)翅長(zhǎng)接近正常的果蠅25℃下培養(yǎng)它們產(chǎn)生的后代殘翅果蠅假說(shuō)：果蠅翅的發(fā)育需要經(jīng)過(guò)酶催化的反應(yīng)，而酶是在基因控制下合成的，酶的活性受溫度的影響。1、生物性狀是基因和環(huán)境共同作用的結(jié)果。2、環(huán)境因素引起的性狀改變不一定能夠遺傳。若環(huán)境因素導(dǎo)致遺傳物質(zhì)發(fā)生改變或者引起表觀遺傳則可以遺傳給后代。3.

某種貓的雄性個(gè)體有兩種毛色：黃色和黑色；而雌性個(gè)體有三種毛色：黃色、黑色、黑黃相間。分析這種貓的基因，發(fā)現(xiàn)控制毛色的基因是位于X染色體上的一對(duì)等位基因：X0（黃色）和XB（黑色），雄貓只有一條X染色體，因此，毛色不是黃色就是黑色。而雌貓卻出現(xiàn)了黑黃相間的類(lèi)型，這是為什么呢？是不是雌貓的有些細(xì)胞內(nèi)X0表達(dá)，而另一些細(xì)胞內(nèi)XB表達(dá)呢？請(qǐng)查找資料，尋找答案。（P75）練習(xí)與應(yīng)用二.拓展應(yīng)用對(duì)于基因型為XBX0的雌貓，如果體細(xì)胞中攜帶黑毛基因B的X染色體失活，XB就不能表達(dá)，而另一條X染色體上的X表達(dá)，那么由該細(xì)胞增殖而來(lái)的皮膚上會(huì)長(zhǎng)出黃色體毛；同理，如果體細(xì)胞中攜帶黃毛基因O的X染色體失活，則X0不表達(dá)，XB表達(dá)，由該細(xì)胞增殖而來(lái)的皮膚上就會(huì)長(zhǎng)出黑