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1、回顾旧知转录转录DNADNARNARNA翻译翻译蛋白质蛋白质逆转录逆转录需逆转录酶复制复制脱氧核苷酸序列脱氧核苷酸序列遗传信息遗传信息核糖核苷酸序列核糖核苷酸序列遗传密码遗传密码氨基酸序列氨基酸序列基因指导合成指导合成蛋白质体现体现性状如何控制？如何控制？问题探讨问题探讨 同一株水毛茛，裸露在空气中的叶和浸在同一株水毛茛，裸露在空气中的叶和浸在水中的叶表现出了两种不同的形态。水中的叶表现出了两种不同的形态。浮在水面上的叶子是宽阔的五边形或者手浮在水面上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掌形，而沉在水中的叶子则变成了细细的丝状叶。叶。1 1、这两种形态的叶，其细胞
2、的基因组成一样吗？、这两种形态的叶，其细胞的基因组成一样吗？2 2、两种叶形的差异，可能是由什么因素引起的？、两种叶形的差异，可能是由什么因素引起的？这两种形态的叶，其细胞的基因组成是这两种形态的叶，其细胞的基因组成是一样一样的。的。这两种叶形的差异，可能是由叶片所处的这两种叶形的差异，可能是由叶片所处的环境因素环境因素引起的。引起的。一、基因表达产物与性状的关系编码淀粉分支酶的编码淀粉分支酶的基基因因正常正常正常正常，活性较高活性较高淀粉合成淀粉合成正常正常淀粉含量高，有效保留水分淀粉含量高，有效保留水分插入插入DNADNA序列序列异常，异常，活性较活性较低低淀粉合成淀粉合成受阻受阻淀粉含量
3、淀粉含量低低，失水皱缩失水皱缩基因基因性状性状酶酶代谢代谢过程过程案例1：豌豆的圆粒与皱粒一、基因表达产物与性状的关系编码淀粉分支酶的基因 淀粉分支酶蔗糖蔗糖淀粉淀粉 锁水强饱满（圆粒）饱满（圆粒）基因序列被打乱 淀粉分支酶异常蔗糖蔗糖淀粉淀粉 插入一段插入一段DNADNA序列序列活性大大降低活性大大降低（含量降低）（含量降低）细胞失水细胞失水皱缩（皱粒）皱缩（皱粒）实例1：豌豆的圆粒与皱粒基因基因酶酶细胞代谢细胞代谢性状性状控制控制控制控制控制控制一、基因表达产物与性状的关系编码酪氨酸酶的基因编码酪氨酸酶的基因正正常常酪氨酸转化为黑色素酪氨酸转化为黑色素酪氨酸酶酪氨酸酶正常正常表现正常表现正
4、常正常人白化病人编码酪氨酸酶的基因编码酪氨酸酶的基因异常异常酪氨酸酪氨酸酪氨酸酪氨酸不能不能不能不能转化为黑色素转化为黑色素转化为黑色素转化为黑色素酪氨酸酶酪氨酸酶不能合成不能合成缺乏黑色素，表现为白化缺乏黑色素，表现为白化基因性状酶代谢过程案例2：人的正常肤色与白化病一、基因表达产物与性状的关系酪氨酸酶基因 酪氨酸酶酪氨酸酶酪氨酸酪氨酸黑色素黑色素 正常正常酪氨酸酶基因异常 酪氨酸酶酪氨酸酶酪氨酸酪氨酸黑色素黑色素（无无）实例2：白化病基因基因酶酶细胞代谢细胞代谢性状性状控制控制控制控制控制控制一、基因表达产物与性状的关系编码淀粉分支酶的基因 淀粉分支酶蔗糖蔗糖淀粉淀粉 锁水强酪氨酸酶基因
5、酪氨酸酶酪氨酸酶酪氨酸酪氨酸黑色素黑色素 正常正常代谢过程合成代谢过程合成生物性状生物性状基因基因酶酶细胞代谢细胞代谢性状性状控制控制控制控制控制控制 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。一、基因表达产物与性状的关系编码CFTR蛋白的基因缺失3个碱基编码编码CFTRCFTR蛋白的基因蛋白的基因第508位缺少苯丙氨酸CFTR蛋白片段CFTR蛋白结构异常CFTR蛋白功能异常囊性纤维化案例3：囊性纤维化一、基因表达产物与性状的关系ATPADP功能正常的CFTR蛋白H2O异常关闭的CFTR蛋白稀薄的黏液氯离子氯离子黏稠的分泌物不断积累案例3：囊性纤维化一、基因表达产物与性状的关系
6、编码CFTR蛋白的基因缺失3个碱基编码编码CFTRCFTR蛋白的基因蛋白的基因第508位缺少苯丙氨酸CFTR蛋白片段CFTR蛋白结构异常CFTR蛋白功能异常囊性纤维化生物性状案例3：囊性纤维化基因蛋白质结构性状一、基因表达产物与性状的关系编码血红蛋白的 基因中一个碱基对变化血红蛋白的结构发生变化红细胞成镰刀型容易破裂，患溶血性贫血基因蛋白质结构性状案例4：镰刀型细胞贫血症一、基因表达产物与性状的关系基因如何控制生物体性状？基因如何控制生物体性状？基因基因结构蛋白结构蛋白细胞结构细胞结构生物性状生物性状酶或激素酶或激素细胞代谢细胞代谢生物性状生物性状直接作用直接作用间接作用间接作用思考讨论检测的
7、3种细胞卵清蛋白基因珠蛋白基因胰岛素基因卵清蛋白mRNA珠蛋白mRNA胰岛素mRNA输卵管细胞红细胞胰岛细胞说明：说明：“”表示检测发现相应的分子，表示检测发现相应的分子，“”表示检测未发现相应的分子。表示检测未发现相应的分子。根据检测结果推测，根据检测结果推测，3 3种细胞中合成的蛋白质有什么差别？种细胞中合成的蛋白质有什么差别？1 12 23 3种细胞含有的基因相同，但只检测到其中一种基因的种细胞含有的基因相同，但只检测到其中一种基因的mRNAmRNA，为什，为什么？么？每种细胞只合成每种细胞只合成3 3种蛋白质中的一种。种蛋白质中的一种。细胞中不是所有的基因都表达，基因的表达存在选择性。
8、细胞中不是所有的基因都表达，基因的表达存在选择性。这些细胞出现差异是在细胞分化过程中基因在不同细胞中特异性这些细胞出现差异是在细胞分化过程中基因在不同细胞中特异性表达的结果。即表达的结果。即基因的选择性表达基因的选择性表达。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二、基因的选择性表达与细胞分化基因在所有细胞中都表达的基因在某些细胞中特异性表达的基因核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因等卵清蛋白基因、胰岛素基因等指导合成的蛋白质是维持细胞生命活动所必需的。管家基因奢侈基因 细胞分化的本质是基因的选择性表达。二、基因的选择性表达与细胞分化细胞分化的细胞分
9、化的“不变不变”与与“变变”DNADNA、不变不变细胞的数目细胞的数目变变m mRNARNA、蛋白质的种类、蛋白质的种类细胞的形态、结构和功能细胞的形态、结构和功能tRNAtRNA、rRNArRNA课堂小结基因控制酶的合成控制蛋白质的结构性状细胞分化的本质是基因的选择性表达间接控制细胞代谢直接控制基因表达产物与性状的关系相同基因不同的蛋白质基因选择性表达不同类型的细胞表现不同的mRNA合成练习巩固1.1.图中图中_是奢侈基因，是奢侈基因，_是管家基因；是管家基因；2.2.图中图中_最可能是最可能是ATPATP合成酶基因；合成酶基因；3.3.图中图中_最可能是胰岛素基因；最可能是胰岛素基因；4.
10、4.神经细胞有没有胰岛素基因？神经细胞有没有胰岛素基因？_ 神经细胞能不能产生胰岛素？神经细胞能不能产生胰岛素？_ 原因是原因是_；甲乙丙甲乙丙丁丁丁丁甲甲 有有不能不能基因的选择性表达基因的选择性表达回顾旧知基因型相同的个体，性状是否也一定是相同的呢？基因控制酶的合成控制蛋白质的结构性状间接控制细胞代谢直接控制影响三、表观遗传基因的选择性表达与基因表达的调控有关。调控基因是否表达调控基因表达多少性状直接影响思考讨论柳穿鱼花的形态结构的遗传如图所示的两株柳穿鱼，除花的形态结构不如图所示的两株柳穿鱼，除花的形态结构不同，其他方面基本相同。同，其他方面基本相同。花的形态与花的形态与LcycLcyc
11、基基因的表达相关。因的表达相关。植株植株A A植株植株B BA,BA,B两种植株：两种植株：LcycLcyc基因的序列相同基因的序列相同 植株植株A A：LcycLcyc基因在开花时表达基因在开花时表达 植株植株B B：LcycLcyc基因不表达基因不表达原因：原因：植株植株B B的的LcycLcyc基因基因被被高度甲高度甲基化基化（多个碱基连接甲基基团（多个碱基连接甲基基团)，抑制了基因的表达抑制了基因的表达，影响表型，影响表型DNADNA甲基化示意图甲基化示意图DNADNA甲基化后转录异常甲基化后转录异常思考讨论想一想为什么会出现上述现象？想一想为什么会出现上述现象？植株植株A A的的Lc
12、ycLcyc基基因在开花时表达因在开花时表达植株植株B B的的LcycLcyc基因基因不表达不表达,原因是它原因是它被高度甲基化了被高度甲基化了F1F2植株A植株B植株A相似绝大部分与植株A相似少部分与植株B相似柳穿鱼花的形态结构的遗传思考讨论小鼠毛色的遗传某种实验小鼠的毛色受一对等位基因某种实验小鼠的毛色受一对等位基因A Avyvy和和a a控制，控制，A Avyvy为为显性显性基因，表基因，表现为现为黄色黄色体毛；体毛；a a为为隐性隐性基因，表现为基因，表现为黑色黑色体毛。体毛。P PA AvyvyA AvyvyaaaaF F1 1A Avyvya a（黄毛）（黄毛）（黑毛）黑毛）三、表
13、观遗传小鼠毛色的遗传A Avyvy基因基因无甲基化，无甲基化，基因正常表达，黄色基因正常表达，黄色部分甲基化，部分甲基化，基因基因表达受抑制表达受抑制，毛色加深毛色加深甲甲基基化化程程度度高高，基基因因表表达达被被抑抑制制更更明显明显，毛色更深毛色更深A Avyvy基因基因A Avyvy基因基因甲基甲基甲基甲基前前端端前前端端前前端端思考讨论基因基因的碱基序列保持的碱基序列保持不变不变柳穿鱼花形态结构的遗传和小鼠毛色的遗传有什么共同点？柳穿鱼花形态结构的遗传和小鼠毛色的遗传有什么共同点？部分碱基发生了部分碱基发生了甲基化修饰甲基化修饰，抑制了抑制了基因的表达基因的表达表型变化表型变化可遗传三、
14、表观遗传2.表观遗传形成的原因基因的碱基序列不变，但基因表达和表型发生可遗传变化。1.概念：DNA 修饰:如DNA甲基化修饰结果：结果：抑制基因的抑制基因的表达，进而对表型表达，进而对表型产生影响。产生影响。组蛋白修饰：如染色体组蛋白甲基化、乙酰化等激活或抑制基因表达激活或抑制基因表达一般会激活转录一般会激活转录三、表观遗传3.表观遗传的特点可遗传性可遗传性，即这类改变通过有丝分裂或减数分裂，能在细胞个体间遗传。，即这类改变通过有丝分裂或减数分裂，能在细胞个体间遗传。可逆性，可逆性，如甲基化时，可影响基因的表达；去甲基化时，可恢复基因的如甲基化时，可影响基因的表达；去甲基化时，可恢复基因的表达
15、。表达。DNADNA碱基序列不变碱基序列不变普遍性普遍性三、表观遗传持续获得蜂王浆工蜂蜂王雄蜂蜂王4.表观遗传的实例三、表观遗传同卵双胞胎异卵双胞胎同卵双胞胎同卵双胞胎一个精子与一个卵细胞一个精子与一个卵细胞结合产生一个受精卵后结合产生一个受精卵后再一分为二形成两个胚再一分为二形成两个胚胎。他们胎。他们基因组成相同基因组成相同，但是性状依然有差异，但是性状依然有差异，有时候甚至差异很大，有时候甚至差异很大，这就跟这就跟表观遗传表观遗传有关。有关。异卵双胞胎异卵双胞胎两个精子与两个卵细两个精子与两个卵细胞结合产生两个受精胞结合产生两个受精卵之后独立发育成胚卵之后独立发育成胚胎，由于胎，由于基因组
16、成不基因组成不同同，只是出生时间一，只是出生时间一样，所以性状差异甚样，所以性状差异甚远，性别也可以不同。远，性别也可以不同。4.表观遗传的实例三、表观遗传 吸吸烟烟会会使使人人的的体体细细胞胞内内DNADNA的的甲甲基基化化水水平平升升高高，对对染染色色体体上上的的组组蛋蛋白白也也会会产产生生影影响响。不不仅仅如如此此，还还有有研研究究发发现现男男性性吸吸烟烟者者的的精精子子活力下降，精子中活力下降，精子中DNADNA的甲基化水平明显升高，的甲基化水平明显升高，深入宣传戒烟的道理。深入宣传戒烟的道理。这些不良习惯被消除，这些不良习惯被消除，这些表观遗传的改变又会逐渐减弱甚至消失。这些表观遗传
17、的改变又会逐渐减弱甚至消失。4.表观遗传的实例课堂小结甲基化甲基化基因基因RNARNA蛋白质蛋白质(DNA(DNA转录转录转录转录翻译翻译翻译翻译选择性表达选择性表达细胞分化细胞分化体现体现体现体现性状性状影响影响调控调控表观遗传表观遗传改变改变改变改变等等环境环境包括父母的包括父母的包括父母的包括父母的精精精精神生活、习惯和环神生活、习惯和环境的改变而引起的身体状况变化，境的改变而引起的身体状况变化，并通过某种途径遗传给了后代并通过某种途径遗传给了后代注意注意四、基因表达与性状的关系 你如何评价你如何评价“基因决定生基因决定生物体的性状物体的性状”这一观点？这一观点？四、基因表达与性状的关系
18、1.基因决定生物性状一个基因 一种性状控制一个基因 多种性状控制多个基因 一种性状控制 水稻中的Ghd7基因编码的蛋白质不仅参与了开花的调控，而且对水稻的生长、发育和产量都有重要作用。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。基因与性状并不是简单的一一对应的关系多基因效应基因的多效性基因的特异性四、基因表达与性状的关系如后天的营养和体育锻炼等对人的身高也有重要作用。2.生物性状还会受到环境等条件的影响 基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用存在着复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个错，这种相互作用形成了一个
19、错综复杂的网络，精细地调控着生物体的性状。综复杂的网络，精细地调控着生物体的性状。性状性状 =基因基因 +外界环境外界环境思考讨论请针对出现残翅果蝇的原因提出假说，进行解释正常培养温度正常培养温度2525下下刚孵化的刚孵化的残翅残翅果蝇幼虫果蝇幼虫3131培养培养翅长接近正翅长接近正常的果蝇常的果蝇2525下培养下培养它们产生的后代它们产生的后代残翅残翅果蝇果蝇果蝇翅的发育需要经过酶催化的反应，而酶是在基因控制下合成的，酶的活性受温度、pH等条件的影响。提出假说：（提出假说：（1 1）翅的发育需要经过酶催化的反应）翅的发育需要经过酶催化的反应（2 2）酶是在基因指导下合成的）酶是在基因指导下合
20、成的（3 3）酶的活性受温度、）酶的活性受温度、pHpH等条件影响。等条件影响。1、生物性状是基因和环境共同作用的结果。2、环境因素引起的性状改变不一定能够遗传。若环境因素导致遗传物质发生改变或者引起表观遗传则可以遗传给后代。四、基因表达与性状的关系经典遗传、表观遗传、环境等对表型的影响经典遗传、表观遗传、环境等对表型的影响DNADNAmRNAmRNA蛋白质蛋白质性状性状转录转录翻译翻译体现体现经典遗传经典遗传表观遗传表观遗传调控调控环环境境影响影响影响影响2.2.表观遗传：碱基序列表观遗传：碱基序列不变不变，引起的性状变化可遗传，引起的性状变化可遗传3.3.仅由环境变化引起的性状变化，不可遗传（仅由环境变化引起的性状变化，不可遗传（表型模拟表型模拟）1.1.经典遗传：碱基序列经典遗传：碱基序列改变改变，引起的性状变化可遗传，引起的性状变化可遗传