第4章基因的表達(dá)第2節(jié)基因表達(dá)與性狀的關(guān)系問(wèn)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)。1.這兩種形態(tài)的葉，其細(xì)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(tài)的葉，其細(xì)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)境因素引起的基因蛋白質(zhì)性狀控制體現(xiàn)思考：基因如何控制性狀？有哪些途徑呢？思考討論1.豌豆的圓粒和皺粒圓粒豌豆皺粒豌豆閱讀P71-72思考豌豆形成機(jī)制、白化病及囊性纖維病致病機(jī)理，總結(jié)基因如何控制性狀？淀粉含量_____資料1：與圓粒豌豆不同的是，皺粒豌豆的DNA中插入了一段外來(lái)DNA序列，打亂了編碼淀粉分支酶的基因，導(dǎo)致淀粉分支酶出現(xiàn)異常，活性大大降低，進(jìn)而使細(xì)胞內(nèi)淀粉含量降低。淀粉在細(xì)胞中具有保留水分的作用。當(dāng)豌豆成熟時(shí)，淀粉含量高的豌豆能有效地保留水分，十分飽滿；淀粉含量低的豌豆由于失水而皺縮。DNA中插入了一段外來(lái)DNA序列打亂了編碼淀粉分支酶的基因淀粉分支酶出現(xiàn)____，活性_____豌豆_____而皺縮低失水引起異常降低基因酶的合成性狀控制控制進(jìn)而控制基因通過(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代謝過(guò)程資料2：人的白化癥狀是由編碼酪氨酸酶的基因異常而引起的。酪氨酸酶存在于正常人的皮膚、毛發(fā)等處，它能將酪氨酸轉(zhuǎn)變?yōu)楹谏亍Ｈ绻粋€(gè)人由于基因異常而缺少酪氨酸酶，那么這個(gè)人就不能合成黑色素，從而表現(xiàn)出白化癥狀。缺乏黑色素，表現(xiàn)為白化病編碼酪氨酸酶的基因異常酪氨酸酶不能合成酪氨酸→黑色素基因酶的合成性狀控制控制進(jìn)而控制代謝過(guò)程基因通過(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資料3：在大約70％的囊性纖維化患者中，編碼CFTR蛋白（一種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白）的基因缺失了3個(gè)堿基，導(dǎo)致CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸，其空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，使CFTR轉(zhuǎn)運(yùn)氯離子的功能出現(xiàn)異常，導(dǎo)致患者支氣管中黏液增多，管腔受阻，細(xì)菌在肺部大量生長(zhǎng)繁殖，最終使肺功能?chē)?yán)重受損。編碼CFTR蛋白的基因_____________CFTR蛋白在508位缺少________CFTR蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)_______的功能異常支氣管黏液增多，管腔受阻，細(xì)菌在肺部大量繁殖，肺功能?chē)?yán)重受損CFTR蛋白__________發(fā)生變化苯丙氨酸空間結(jié)構(gòu)氯離子缺失3個(gè)堿基基因蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)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性狀控制控制基因酶細(xì)胞代謝生物性狀結(jié)構(gòu)蛋白生物性狀間接控制途徑直接控制途徑基因通過(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?；蜻€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?？偨Y(jié)1、下列關(guān)于基因與性狀關(guān)系的敘述，錯(cuò)誤的是(

)A．一對(duì)相對(duì)性狀可由多對(duì)基因控制B．基因可通過(guò)控制酶的合成進(jìn)而控制生物體的性狀C．隱性基因控制的性狀不一定得到表現(xiàn)D．基因型相同，表型就相同D解析：一對(duì)相對(duì)性狀可由一對(duì)或多對(duì)基因控制；基因可通過(guò)控制酶的合成或蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)來(lái)控制生物體的性狀；隱性基因控制的性狀可能被顯性性狀掩蓋，如Aa表現(xiàn)為A基因控制的性狀；基因型與環(huán)境條件共同決定生物性狀，因此基因型相同，環(huán)境不同時(shí)，表型不一定相同。生物體多種性狀的形成，都是以細(xì)胞分化為基礎(chǔ)的。同一生物體中不同類型的細(xì)胞，基因都是相同的，為什么形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能各不相同？分析不同類型細(xì)胞中DNA和mRNA的檢測(cè)結(jié)果檢測(cè)的三種細(xì)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(xì)胞++++--紅細(xì)胞+++-+-胰島細(xì)胞+++--+思考討論課本P72合成的蛋白質(zhì)種類不完全相同，有些蛋白質(zhì)在所有的細(xì)胞中都合成，也有一些特定功能的蛋白質(zhì)只在特定的細(xì)胞中合成。1.這3種細(xì)胞中合成的蛋白質(zhì)種類有什么差別?2.3種細(xì)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(cè)到其中一種基因的mRNA,這一事實(shí)說(shuō)明了什么?細(xì)胞中并不是所有的基因都表達(dá)，不同種類細(xì)胞中基因的表達(dá)情況有差別。分析不同類型細(xì)胞中DNA和mRNA的檢測(cè)結(jié)果檢測(cè)的三種細(xì)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(xì)胞++++--紅細(xì)胞+++-+-胰島細(xì)胞+++--+思考討論課本P72

細(xì)胞中的基因可以分為兩類在所有細(xì)胞中都表達(dá)的基因。比如：核糖體蛋白基因，ATP合成酶基因。管家基因只在某些細(xì)胞中特異性表達(dá)的基因。比如：卵清蛋白基因、胰島素基因。奢侈基因細(xì)胞分化是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果，即在個(gè)體發(fā)育過(guò)程中，不同種類細(xì)胞中遺傳信息的表達(dá)情況不同。細(xì)胞分化的“不變”與“變”DNA、tRNA、rRNA；細(xì)胞的數(shù)目

①不變②變mRNA、蛋白質(zhì)的種類；細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能同種生物的不同細(xì)胞中，mRNA、tRNA和rRNA的種類相同嗎？同種生物的不同細(xì)胞中，由于基因的選擇性表達(dá)，mRNA的種類和數(shù)量一般是不相同的，但tRNA和rRNA的種類一般沒(méi)有差異。細(xì)胞分化的本質(zhì)基因的選擇性表達(dá)。資料1：柳穿魚(yú)是一種園林花卉。下圖所示的兩株柳穿魚(yú)，除了花的形態(tài)結(jié)構(gòu)不同，其他方面基本相同。柳穿魚(yú)花的形態(tài)結(jié)構(gòu)與Lcyc基因的表達(dá)直接相關(guān)，兩種植株Lcyc基因序列完全相同。

植株A植株B1.分析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？Lcyc基因正常植株A開(kāi)花時(shí)表達(dá)Lcyc基因高度

甲基化植株B開(kāi)花時(shí)不表達(dá)×F1F2與植株A相似少部分B絕大部分A（自交）P植株A的Lcyc基因能表達(dá)，表現(xiàn)為顯性；植株B的Lcyc基因由于部分堿基甲基化，基因表達(dá)受到抑制，表現(xiàn)為隱性。1.分析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？資料2：某種實(shí)驗(yàn)小鼠的毛色受一對(duì)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。表現(xiàn)出不同毛色的Avya小鼠為何基因型相同（Avya）的F1小鼠會(huì)產(chǎn)生不同的毛色性狀？

Avy基因前端有一段特殊的堿基序列決定該基因表達(dá)水平，有多個(gè)可發(fā)生DNA甲基化修飾位點(diǎn)，當(dāng)這些位點(diǎn)沒(méi)有甲基化時(shí)，Avy基因正常表達(dá)，小鼠表現(xiàn)為黃色。當(dāng)這些位點(diǎn)甲基化后，Avy基因表達(dá)受到抑制。無(wú)甲基化，Avy基因正常表達(dá)部分甲基化，Avy基因表達(dá)受抑制，毛色加深甲基化程度高，Avy基因表達(dá)被抑制更明顯，毛色更深A(yù)vy基因前端Avy基因甲基前端Avy基因甲基前端黃色中間色黑棕黃色①柳穿魚(yú)植株B的Lcyc基因和小鼠Avy基因的堿基序列保持不變，但由于部分堿基發(fā)生甲基化修飾，抑制了基因的表達(dá)，進(jìn)而對(duì)表型產(chǎn)生了影響。②這種DNA甲基化修飾可遺傳給后代，使后代出現(xiàn)同樣表型。③基因與性狀的關(guān)系并不是簡(jiǎn)單的一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，基因的表達(dá)受到很多因素的影響，體現(xiàn)了基因與性狀之間關(guān)系的復(fù)雜性。資料1和資料2展示的遺傳現(xiàn)象有什么共同點(diǎn)？這對(duì)你認(rèn)識(shí)基因和性狀的關(guān)系有什么啟示？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。2.發(fā)生時(shí)期：普遍存在于生物體的生長(zhǎng)、發(fā)育和衰老的整個(gè)生命活動(dòng)過(guò)程中1.概念：3.常見(jiàn)的調(diào)控機(jī)制：①DNA甲基化修飾（主要抑制轉(zhuǎn)錄）②組蛋白甲基化、乙?；龋ㄔ鰪?qiáng)或抑制基因表達(dá)）③非編碼RNA干擾(例如miRNA)（主要抑制翻譯）4.特點(diǎn)：（1）基因的堿基序列不變；（2）可遺傳給后代；（3）受環(huán)境影響、可逆性；（4）表型發(fā)生改變、基因表達(dá)發(fā)生變化不依賴于DNA堿基序列變化并且能遺傳給子代的表型改變你如何評(píng)價(jià)“基因決定生物體的性狀”這一觀點(diǎn)？①一個(gè)基因一種性狀控制②一個(gè)基因多種性狀控制③多個(gè)基因一種性狀控制例如：水稻中的Ghd7基因編碼的蛋白質(zhì)不僅參與了開(kāi)花的調(diào)控，而且對(duì)水稻的生長(zhǎng)、發(fā)育和產(chǎn)量都有重要作用。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淖饔谩；蚺c性狀并不是簡(jiǎn)單的一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系多基因效應(yīng)基因的多效性基因的特異性1、基因決定生物性狀2、生物性狀還會(huì)受到環(huán)境等條件的影響表型

=基因+環(huán)境3.經(jīng)典遺傳、表觀遺傳、環(huán)境等對(duì)表型的影響DNAmRNA蛋白質(zhì)性狀轉(zhuǎn)錄翻譯體現(xiàn)經(jīng)典遺傳表觀遺傳調(diào)控環(huán)境影響影響②表觀遺傳：堿基序列不變，引起的性狀變化可遺傳③僅由環(huán)境變化引起的性狀變化，不可遺傳（表型模擬）①經(jīng)典遺傳：堿基序列改變，引起的性狀變化可遺傳1、白化病和黑尿病都是因?yàn)槊溉毕菀鸬姆肿舆z傳病，前者不能由酪氨酸合成黑色素，后者不能將尿黑酸轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴?/p>