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第4章 第2節
人教版 高中生物必修2
問題探討
空氣中的葉
浸在水中中的葉
1.這兩種形態的葉，其細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？
葉呈扁平狀
葉呈絲狀
這兩種形態的葉，其細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境因素引起的
基因表達產物與性狀的關系
01
一.基因表達產物與性狀的關系
圓粒豌豆
皺粒豌豆
一.基因表達產物與性狀的關系
編碼淀粉分支酶的基因
淀粉分支酶
蔗糖
淀粉
鎖水強
飽滿（圓粒）
基因序列被打亂
淀粉分支酶異常
蔗糖
淀粉
插入一段DNA序列
活性大大降低
（含量降低）
細胞失水
皺縮（皺粒）
實例1：豌豆的圓粒與皺粒
一.基因表達產物與性狀的關系
實例2：人的白化病
酪氨酸酶基因
酪氨酸酶
酪氨酸
黑色素
正常
酪氨酸酶基因異常
酪氨酸酶
酪氨酸
黑色素
（無）
編碼淀粉分支酶的基因
淀粉分支酶
蔗糖
淀粉
鎖水強
酪氨酸酶基因
酪氨酸酶
酪氨酸
黑色素
正常
一.基因表達產物與性狀的關系
代謝過程
合成
代謝過程
合成
生物性狀
生物性狀
基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀
一.基因表達產物與性狀的關系
基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀
你做過的遺傳題！
其他實例1：
一.基因表達產物與性狀的關系
其他實例2：
酒精（乙醇）
乙醇脫氫酶
乙醛
乙醛脫氫酶
乙酸
（醋酸）
CO2、H2O等
乙醇脫氫酶
相關基因
乙醛脫氫酶
相關基因
乙醛有毒，擴張血管
酒精（乙醇）
乙醇脫氫酶
乙醛
乙醛脫氫酶
乙酸
（醋酸）
CO2、H2O等
乙醇脫氫酶
相關基因
乙醛脫氫酶
相關基因
一.基因表達產物與性狀的關系
乙醛增多，乙醛有毒，擴張血管
喝酒上臉
（臉紅）
酒精中毒
（臉白）
酒量好
一.基因表達產物與性狀的關系
為什么酒量差的人好像訓練后好像酒量提高了？
酒量差的人肝臟不能有效將酒精分解，長期喝酒訓練后，機體會做出調整，讓酒精充滿整個身體以稀釋酒精，達到酒量變大的假象。但長期以往對身體的危害很大！
囊性纖維化是北美白種人中常見的一種遺傳病，患者支氣管被異常的粘液堵塞，常于幼年時死于肺部感染。
常染色體隱性遺傳病
一.基因表達產物與性狀的關系
一.基因表達產物與性狀的關系
編碼CFTR蛋白的基因缺失3個堿基
編碼CFTR蛋白的基因
第508位缺少苯丙氨酸
CFTR蛋白片段
CFTR蛋白結構異常
CFTR蛋白功能異常
囊性纖維化
CFTR蛋白作用原理分析
ATP
ADP
功能正常的CFTR蛋白
H2O
異常關閉的CFTR蛋白
稀薄的黏液
氯離子
黏稠的分泌物不斷積累
一.基因表達產物與性狀的關系
編碼CFTR蛋白的基因缺失3個堿基
編碼CFTR蛋白的基因
第508位缺少苯丙氨酸
CFTR蛋白片段
CFTR蛋白結構異常
CFTR蛋白功能異常
囊性纖維化
基因還能通過控制蛋白質的結構直接控制生物體的性狀
生物性狀
基因
酶
細胞代謝
生物性狀
結構蛋白
生物性狀
蛋白質
間接作用
直接作用
1.基因通過控制 來控制 ，進而控制生物體的性狀。
酶的合成
代謝過程
2.基因還能通過控制 來 控制生物體的性狀。
蛋白質的結構
直接
一.基因表達產物與性狀的關系——小結
基因的選擇性表達與細胞分化
02
胰島細胞
血細胞
輸卵管細胞
同一個人的這些細胞遺傳物質相不相同？
形態和功能為什么不同？
相同
基因的選擇性表達
檢測的3種細胞 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
輸卵管細胞 + + + + -
紅細胞 + + + - + -
胰島細胞 + + + - - +
科學家提取了雞的輸卵管細胞、紅細胞（有細胞核）和胰島細胞，對這三種細胞中的DNA和mRNA進行了檢測，結果如下表所示：
二.基因的選擇性表達與細胞分化
說明：“+”表示檢測發現相應的分子，“-”表示檢測未發現相應的分子。
卵清蛋白基因
珠蛋白基因
胰島素基因
--ATGCATGCAT…… CCATGCTAGCCA …… TCCCTAAGGATAG CCATCCCAGATG …… CATGCATCCATGC---
--TACGTACGTA ……GGTACGATCGGT…… AGGGATTCCTATC GGTAGGGTCTAC …… GTACGTAGGTACG---
其他基因均相同
輸卵管細胞：（假設所有基因都位于一個DNA上）
卵清蛋白mRNA
卵清蛋白基因
珠蛋白基因
胰島素基因
--ATGCATGCAT…… CCATGCTAGCCA …… TCCCTAAGGATAG CCATCCCAGATG …… CATGCATCCATGC---
--TACGTACGTA ……GGTACGATCGGT…… AGGGATTCCTATC GGTAGGGTCTAC …… GTACGTAGGTACG---
其他基因均相同
珠蛋白mRNA
紅細胞：（假設所有基因都位于一個DNA上）
（未表達）
（未表達）
（未表達）
（未表達）
卵清蛋白基因
珠蛋白基因
胰島素基因
--ATGCATGCAT…… CCATGCTAGCCA …… TCCCTAAGGATAG CCATCCCAGATG …… CATGCATCCATGC---
--TACGTACGTA ……GGTACGATCGGT…… AGGGATTCCTATC GGTAGGGTCTAC …… GTACGTAGGTACG---
其他基因均相同
胰島素mRNA
胰島細胞：（假設所有基因都位于一個DNA上）
（未表達）
（未表達）
1.這3種細胞中合成的蛋白質種類有什么差別？
3種基因轉錄的mRNA分別出現在3種細胞中，表明每種細胞只合成3種蛋白質中的一種，因此這3種細胞中合成的蛋白質種類不完全相同。
2. 3種細胞中的DNA都含有卵清蛋白基因、珠蛋白基因和胰島素基因，但只檢測到了其中一種基因的mRNA證明事實說明了什么？
這一事實說明細胞中并不是所有的基因都表達，基因的表達存在選擇性。
3.3種細胞中有表達情況相同的基因嗎？
雖然有一些特定功能的蛋白質，只在特定的細胞中合成，但也有些蛋白質在所有的細胞中都合成，比如ATP合成酶基因、細胞呼吸酶基因、核糖體蛋白基因等。
3.3種細胞中有表達情況相同的基因嗎？
雖然有一些特定功能的蛋白質，只在特定的細胞中合成，但也有些蛋白質在所有的細胞中都合成，比如ATP合成酶基因、細胞呼吸酶基因、核糖體蛋白基因等。
細胞分化的實質是？
基因的選擇性表達
二.基因的選擇性表達與細胞分化——小結
細胞中表達的基因
管家基因
奢侈基因
在所有細胞中都表達的基因指導合成的蛋白質是維持細胞基本生命活動所必須的；
RNA聚合酶基因，核糖體蛋白基因等；
只在某類細胞中特異性表達的基因，這類基因表達會使細胞在形態、結構和功能上產生穩定的差異；
胰島素基因，卵清蛋白基因等；
細胞分化的本質：基因的選擇性表達
“基因什么時候表達、在哪種細胞中表達以及表達水平的高低如何？”
如圖為人體對性狀控制過程示意圖，據圖分析可得出（　　）
A. 過程①、②都主要在細胞核中進行
B. 食物中缺乏酪氨酸會使皮膚變白
C. M1和M2不可能同時出現在同一個細胞中
D. 老年人細胞中不含有M2
練一練
C
如圖為人體內基因對性狀的控制過程，分析可知（　　）
A. 基因1和基因2一般不會出現在人體內的同一個細胞中
B. 圖中①過程需RNA聚合酶的催化，②過程需tRNA的協助
C. ④⑤過程的結果存在差異的根本原因是血紅蛋白結構的不同
D. 過程①②③④⑤表明基因通過控制酶的合成來控制生物體性狀
練一練
B
有人把分化細胞中表達的基因形象地分為“管家基因”和“奢侈基因”。“管家基因”在所有細胞中表達，是維持細胞基本生命活動所必需的；而“奢侈基因”只在特定組織細胞中表達。下列屬于“奢侈基因”表達產物的是( )
A. ATP水解酶 B. RNA聚合酶 C. 膜蛋白 D. 血紅蛋白
練一練
D

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