基因表达与性状的关系+高一下生物人教版（2019）必修2

第四章基因的表达第2节基因表达与性状的关系问题探讨同一株水毛茛，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。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叶。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？这两种形态的叶，其细胞的基因组成是一样的。这两种叶形的差异，可能是由叶片所处的环境因素引起的。基因和性状不一定是一一对应的基因表达产物与性状的关系实例一：豌豆的圆粒与皱粒淀粉含量高，能有效保留水分，饱满淀粉含量低，不能有效保留水分，失水。淀粉在细胞中具有保留水分的作用如何从基因层面解释圆粒和皱粒的形成？基因表达产物与性状的关系实例一：豌豆的圆粒与皱粒DNA中插入了一段外来的DNA序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因淀粉分支酶异常，活性大大下降淀粉合成受阻，含量降低淀粉含量低的豌豆由于失水而显得皱缩基因表达产物与性状的关系实例二：白化病白化病患者体内缺乏黑色素，全身皮肤呈乳白或粉红色，毛发为白或淡黄色。由于缺乏黑色素的保护，患者皮肤对光线高度敏感，日晒后易发生晒斑和各种光感性皮炎，并可发生基底细胞癌或鳞状细胞癌。编码络氨酸酶的基因控制合成络氨酸酶络氨酸黑色素控制络氨酸酶的基因异常缺少酪氨酸酶酪氨酸不能转变为黑色素白化症状出现基因酶细胞代谢过程性状淀粉分支酶的基因异常淀粉分支酶异常，活性大大下降淀粉合成受阻，含量降低淀粉含量低的豌豆由于失水而显得皱缩基因表达产物与性状的关系控制络氨酸酶的基因异常缺少酪氨酸酶酪氨酸不能转变为黑色素白化症状出现基因酶细胞代谢过程性状淀粉分支酶的基因异常淀粉分支酶异常，活性大大下降淀粉合成受阻，含量降低淀粉含量低的豌豆由于失水而显得皱缩基因表达产物与性状的关系实质基因通过控制酶的合成来控制代谢过程进而间接控制生物体的性状基因表达产物与性状的关系实例三：囊性纤维化囊性纤维化是一种单一基因突变导致的多系统功能障碍的疾病，主要表现为外分泌腺的功能紊乱，导致呼吸道黏膜下腺增生、分泌液黏稠、胰腺纤维化、肠道梗阻、男女性不育、汗液氯化钠含量增高等。最常累及胃肠道和呼吸道，易反复发生呼吸道感染，而引起及呼吸功能不全。是北美白种人常见的一种遗传病，每1800个人中就有一个患者，每25个人中就有一个致病基因携带者。基因表达产物与性状的关系实例三：囊性纤维化CFTR蛋白异常，缺少苯丙氨酸CFTR转运氯离子的功能异常黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染编码CFTR的基因缺失3个碱基基因表达产物与性状的关系实例四：镰刀型贫血症镰刀型红细胞贫血症是一种染色体隐性基因遗传病。正常的红细胞呈两面中央凹的圆饼状，中央比较薄。镰刀型红细胞贫血症的患者，血液红细胞失去了正常的形态，表现为镰刀状，也称之为新月形红细胞，血红蛋白量降低，其相应的功能也发生了降低，携带氧气的功能只有正常红细胞的一半，所以病人可以出现贫血的一些症状，比如说头晕气短，心脏缺血，心脏杂音等现象。这样红细胞容易破裂，使人患溶血性贫血，严重时会导致死亡。基因表达产物与性状的关系实例四：镰刀型贫血症mRNA氨基酸结构蛋白质正常异常缬氨酸谷氨酸DNAＧＴＡＣＡＴＧＡＡ突变ＧＵＡＧＡＡＣＴＴβ链第6位氨基酸谷氨酸被缬氨酸代替血红蛋白结构发生变化红细胞呈镰刀状黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染控制血红蛋白形成基因的一个碱基发生替换基因蛋白质结构功能性状血红蛋白结构发生变化红细胞呈镰刀状黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染控制血红蛋白形成基因的一个碱基发生替换CFTR蛋白异常，缺少苯丙氨酸CFTR转运氯离子的功能异常黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染编码CFTR的基因缺失3个碱基基因表达产物与性状的关系基因蛋白质结构功能性状血红蛋白结构发生变化红细胞呈镰刀状黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染控制血红蛋白形成基因的一个碱基发生替换CFTR蛋白异常，缺少苯丙氨酸CFTR转运氯离子的功能异常黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染编码CFTR的基因缺失3个碱基基因表达产物与性状的关系实质基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状基因表达产物与性状的关系基因主要是蛋白质酶结构蛋白细胞代谢细胞结构性状性状间接途径直接途径基因的选择性表达与细胞分化生物体多种性状的形成，都是以细胞分化为基础的。同一生物体中不同类型的细胞，基因都是相同的，但是形态结构和功能却各不相同，这是为什么？受精卵基因的选择性表达与细胞分化分析不同类型细胞中DNA和mRNA的检测结果科学家提取了鸡的输卵管细胞、红细胞（有细胞核）和胰岛细胞，对这3种细胞中的DNA和mRNA进行了检测，结果如下表所示。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基因的选择性表达与细胞分化说明：“+”表示检测发现相应的分子，“－”表示检测未发现相应的分子1.这3种细胞中合成的蛋白质种类有什么差别？3种基因转录的mRNA分别出现在3中细胞中，表明每种只能合成3种蛋白质中的一种，因此，3种细胞中合成的蛋白质种类完全不一样。基因的选择性表达与细胞分化说明：“+”表示检测发现相应的分子，“－”表示检测未发现相应的分子2.3种细胞中的DNA都含有卵清蛋白基因、珠蛋白基因和胰岛素基因，但只检测到其中一种基因的mRNA，这一事实说明了什么？说明，细胞中并不是所有的基因都能表达，基因的表达具有选择性。基因的选择性表达与细胞分化说明：“+”表示检测发现相应的分子，“－”表示检测未发现相应的分子2.3种细胞中的DNA都含有卵清蛋白基因、珠蛋白基因和胰岛素基因，但只检测到其中一种基因的mRNA，这一事实说明了什么？说明，细胞中并不是所有的基因都能表达，基因的表达具有选择性。细胞分化的本质就是基因选择性表达基因的选择性表达与细胞分化说明：“+”表示检测发现相应的分子，“－”表示检测未发现相应的分子3、在这三种细胞中是否存在着都表达的基因呢？请举例。管家基因：所有细胞都表达的基因。例：核糖体蛋白基因，ATP合成酶基