1、蛋白质与性状有何关系？蛋白质与性状有何关系？基因与性状有何关系？基因与性状有何关系？基因与蛋白质有何关系？基因与蛋白质有何关系？基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成基因控制性状基因控制性状蛋白质是生命活动的主要承担者蛋白质是生命活动的主要承担者回顾旧知第四章 基因的表达目录contens基因表达产物与性状的关系表观遗传基因的选择性表达与细胞分化 讨论讨论:1.这两种形态的叶，其细胞的基因组成一样吗?2.这两种叶形的差异，可能是由什么因素引起的？水毛茛水毛茛问题探讨 同一株水毛茛，裸露在空气中的叶片和浸没在水中的叶片，形态是不同的。浮在水面上浮在水面上的叶子是宽阔的五边形或者手掌形，而沉在水
2、的叶子是宽阔的五边形或者手掌形，而沉在水中的叶子则变成了细细的丝状叶中的叶子则变成了细细的丝状叶。活动一：阅读课本活动一：阅读课本71-7271-72页，思考下列问题：页，思考下列问题：1.1.为什么有的豌豆是圆粒，有的是皱粒？为什么有的豌豆是圆粒，有的是皱粒？2.2.人表现白化症状的原因是什么？人表现白化症状的原因是什么？3.3.囊性纤维病的发病机制是什么？囊性纤维病的发病机制是什么？一、基因表达产物与性状的关系一、基因表达产物与性状的关系豌豆的圆粒与皱粒豌豆的圆粒与皱粒性状对比性状对比（淀粉在细胞中具有保留水分的作用）（淀粉在细胞中具有保留水分的作用）圆粒：淀粉含量高，能有效保留水分，饱满
3、皱粒：淀粉含量低，失水，皱缩基因对比：基因对比：圆粒：含有正常编码淀粉分支酶淀粉分支酶的基因皱粒：插入了一段外来DNA序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因圆粒豌豆皱粒豌豆一、基因表达产物与性状的关系一、基因表达产物与性状的关系豌豆的圆粒与皱粒的形成机制圆粒豌豆的形成机制皱粒豌豆的形成机制编码淀粉分支酶的基因正常淀粉分支酶正常淀粉合成正常，含量增加淀粉含量高，有效保留水分编码淀粉分支酶的基因被打乱淀粉分支酶异常，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皱缩基因酶细胞代谢性状人的白化病人的白化病性状对比性状对比正常：皮肤颜色正常，毛发为黑色患病：皮肤、毛发为淡白色基因对比：基因对比：正常：
4、含有编码酪氨酸酶酪氨酸酶的基因患病：编码酪氨酸酶酪氨酸酶的基因异常白化病患者正常人一、基因表达产物与性状的关系一、基因表达产物与性状的关系人的白化症状形成机制正常的形成机制患者的形成机制编码酪氨酸酶的基因正常酪氨酸酶正常酶将酪氨酸转变为黑色素表现正常编码酪氨酸酶的基因被打乱酪氨酸酶异常，无法正常合成缺少酶，无法合成黑色素缺乏黑色素表现白化症状基因酶细胞代谢性状基因与性状的关系（间接）：基因与性状的关系（间接）：基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。体的性状。过程：过程：基因酶的合成细胞代谢性状实例：实例：豌豆的圆粒和皱粒（淀粉
5、分支酶）（淀粉分支酶）人的白化症状（酪氨酸酶）（酪氨酸酶）一、基因表达产物与性状的关系一、基因表达产物与性状的关系囊性纤维病囊性纤维病（约（约70%70%患者中）患者中）性状对比性状对比正常：肺部功能正常患病：肺部功能严重受损基因对比：基因对比：正常：含有编码CFTRCFTR蛋白蛋白的基因正常患病：编码CFTRCFTR蛋白蛋白的基因缺失了3个碱基囊性纤维病患者的肺部一、基因表达产物与性状的关系一、基因表达产物与性状的关系囊性纤维病形成机制正常的形成机制患者的形成机制编码CFTR蛋白的基因正常CFTR蛋白正常CFTR转运氯离子的功能正常表现正常编码CFTR蛋白的基因缺失3个碱基CFTR蛋白异常，
6、缺少苯丙氨酸CFTR转运氯离子的功能异常肺功能严重受损基因蛋白质结构功能性状基因与性状的关系（直接）：基因与性状的关系（直接）：基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。过程：过程：基因蛋白质的结构性状实例：实例：囊性纤维化疾病（CFTRCFTR蛋白）蛋白）镰刀型细胞贫血症（血红蛋白）（血红蛋白）二、基因表达产物与性状的关系二、基因表达产物与性状的关系分析不同类型细胞中分析不同类型细胞中DNADNA和和mRNAmRNA的检测结果的检测结果同一生物体中不同类型的细胞（鸡的输卵管细胞、红细胞和胰岛细胞），基同一生物体中不同类型的细胞（鸡的输卵管细胞
7、、红细胞和胰岛细胞），基因都相同，而形态、结构和功能却各不相同，为什么？因都相同，而形态、结构和功能却各不相同，为什么？检测的3种细胞卵清蛋白基因、珠蛋白基因、胰岛素基因卵清蛋白基因mRNA珠蛋白mRNA胰岛素mRNA输卵管细胞+-红细胞+-+-胰岛细胞+-+说明：“+”表示检测发现相应的分子，“-”表示检测未发现相应的分子。二、基因的选择性表达与细胞分化二、基因的选择性表达与细胞分化科学家研究发现，细胞中的基因有些表达，有些不表达。科学家研究发现，细胞中的基因有些表达，有些不表达。表达的基因大致分为表达的基因大致分为2 2类：类：管家基因管家基因：在所有细胞中都表达的基因：在所有细胞中都表达
8、的基因（e.g.核糖体蛋白基因）奢侈基因奢侈基因：只在某类细胞中特异性表达的基因：只在某类细胞中特异性表达的基因（e.g.胰岛素基因）细胞分化的实质：细胞分化的实质：基因的选择性表达基因的选择性表达 （基因的选择性表达与基因表达的调控有关）二、基因的选择性表达与细胞分化二、基因的选择性表达与细胞分化三、表观遗传三、表观遗传活动一：阅读课本活动一：阅读课本7373页资料页资料1 1和资料和资料2 2，思考下列问题：，思考下列问题：1.1.柳穿鱼和小鼠性状改变的原因是什么？柳穿鱼和小鼠性状改变的原因是什么？2.2.分析资料分析资料1 1，F F1 1的花为什么与植株的花为什么与植株A A的相似？在
9、的相似？在F F2 2中，为什么有些植株的花与中，为什么有些植株的花与植株植株B B相似？相似？3.3.资料资料1 1和资料和资料2 2展示的遗传现象有什么共同特点？这对你认识基因和性状的关展示的遗传现象有什么共同特点？这对你认识基因和性状的关系有什么启示系有什么启示植株A植株B不同颜色的小鼠三、表观遗传三、表观遗传三、表观遗传三、表观遗传讨论讨论2.2.分析资料分析资料1 1，F F1 1的花为什么与植株的花为什么与植株A A的相似？在的相似？在F F2 2中，为什么有些植物的花与植株中，为什么有些植物的花与植株B B相似？相似？LcycA LcycB F F1 1F F1 1同时含来自同时
10、含来自A A和和B B的的LcycLcyc基因。基因。A A的的LcycLcyc基因为基因为显性显性，B B的为的为隐性，隐性，所以所以F F1 1的花与植株的花与植株A A相似。相似。F F2 2F2F2中，有部分植株含两个来自中，有部分植株含两个来自B B的的LcycLcyc，由于该基因被高度甲基化，基由于该基因被高度甲基化，基因表达受抑制，表现型与因表达受抑制，表现型与B B相似相似三、表观遗传三、表观遗传讨论讨论3.3.资料资料1 1和和2 2展示的遗传现象有什么共同点？这对你认识基因和性状的关系有展示的遗传现象有什么共同点？这对你认识基因和性状的关系有什么启示？什么启示？共同点：共同
11、点：均为基因碱基序列不变，但部分碱基发生了均为基因碱基序列不变，但部分碱基发生了甲基化修饰甲基化修饰，抑制基因表达，抑制基因表达，进而对表型产生影响。这种进而对表型产生影响。这种DNADNA甲基化修饰可遗传给后代，使后代出现同样表型。甲基化修饰可遗传给后代，使后代出现同样表型。启示：启示：碱基序列不变，性状发生改变，表明基因与性状之间并不是简单的一一碱基序列不变，性状发生改变，表明基因与性状之间并不是简单的一一对应关系。基因的表达受很多因素影响，体现了基因与性状之间的关系复杂性。对应关系。基因的表达受很多因素影响，体现了基因与性状之间的关系复杂性。表观遗传：生物体基因的碱基序列保持不变，但基因
12、表达和表型发生可遗传变化的现象。表观遗传现象普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动过程中。与社会的联系：吸烟会使人体细胞内DNA的甲基化水平升高，对染色体上的组蛋白也会产生影响。男性吸烟者精子中DNA的甲基化水平升高，精子活力下降。三、表观遗传三、表观遗传基因与性状的关系基因与性状的关系：一个基因 一个性状 多个基因 一个性状e.g.人的身高是由多个基因决定的，其中每个基因对身高都有一定的作用。一个基因 多个性状e.g.水稻Ghd7基因编码的蛋白质不仅参与开花的调控，而且对水稻的生长、发育和产量都有重要作用。基因与性状的关系生物体的性状不完全由基因决定，还受环境影响。残翅果蝇在不同温
13、度下的生长状况：培养温度25（正常培养温度）：残翅果蝇培养温度31：翅长接近正常的果蝇基因与基因、基因表达产物、环境之间存在着复杂相互作用，这种相互作用形成了一个错综复杂的网络，精细地调控着生物体的性状。残翅果蝇翅长接近正常课堂练习1个体的性状和细胞的分化都取决于基因的表达及其调控。判断下列相关表述是否正确。（1）基因与性状之间是一一对应的关系。（）（2）细胞分化产生不同类型的细胞，是因为不同类型的细胞内基因的表达存在差异。（）X课堂练习2.2.中心法则揭示了生物遗传信息的流动过程中心法则揭示了生物遗传信息的流动过程(如下图如下图)，相关叙述不正，相关叙述不正确的是确的是()A.A.细胞分裂间
14、期发生的过程有细胞分裂间期发生的过程有a a、b b、cB.cB.需要需要tRNAtRNA和核糖和核糖体同时参与的过程是体同时参与的过程是cC.acC.a和和b b两个过程发生的主要场所分两个过程发生的主要场所分别是细胞核和细胞质别是细胞核和细胞质D.D.健康的人体细胞内不会发生健康的人体细胞内不会发生d d和和e e过过程程课堂练习3白化症病人出现白化症的根本原因是（）A.病人体内缺乏黑色素B.病人体内酪氨酸C.控制合成酪氨酸酶的基因不正常D.长期见不到阳光所致课堂练习4下列甲、乙、丙三图代表着生物的三种遗传和表达方式，据此分析错误的是()。A需要tRNA和核糖体同时参与的过程有2、5、9B上述三种方式的遗传信息流动可总结为：C原核生物遗传信息的传递方式用甲表示D可与模板链上的碱基A发生AT配对的过程是3、7课堂练习5图甲所示为基因表达过程，图乙表示中心法则，表示生理过程。下列叙述正确的是()A.图甲所示过程需要多种酶参与，是染色体DNA上的基因表达过程B.图乙所示过程均需要核苷酸为原料C.图甲所示过程为图乙中的过程D.图乙中涉及碱基A与U之间配对的过程为
