4.2基因表达和性状的关系（第二版）(共38张PPT)课件

(共38张PPT)
第四章 第2节
基因表达与性状的关系
水毛茛
环境导致差异
基因相同
基因表达产物与性状的关系
基因选择性表达与细胞分化的关系
表观遗传
基因与性状之间的关系
基因表达产物与性状的关系
基因选择性表达与细胞分化的关系
表观遗传
基因与性状之间的关系
基因表达产物与性状的关系
基因选择性表达与细胞分化的关系
表观遗传
基因与性状之间的关系
基因
控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状
控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
间接
直接
基因表达产物与性状的关系
基因选择性表达与细胞分化的关系
表观遗传
基因与性状之间的关系
实例1 圆粒豌豆与皱粒豌豆的形成
淀粉分支酶基因
淀粉酶正常，活性较高
淀粉酶异常，活性较低
淀粉酶合成正常
淀粉酶合成受阻
淀粉含量高，有效保留水分
淀粉含量低，失水皱缩
基因表达产物与性状的关系
基因选择性表达与细胞分化的关系
表观遗传
基因与性状之间的关系
实例2 白化病的成因
基因表达产物与性状的关系
基因选择性表达与细胞分化的关系
表观遗传
基因与性状之间的关系
酪氨酸酶基因
酪氨酸酶
酪氨酸酶缺乏
表达
催化
酪氨酸
黑色素
突变
酪氨酸
黑色素
实例2 白化病的成因
基因表达产物与性状的关系
基因选择性表达与细胞分化的关系
表观遗传
基因与性状之间的关系
基因
控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状
控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
间接
直接
基因表达产物与性状的关系
基因选择性表达与细胞分化的关系
表观遗传
基因与性状之间的关系
白化病的成因
实例3 囊性纤维化病的发病原因
cftr基因
正常功能的CFTR蛋白
CFTR蛋白功能异常
正常表达
缺失三个碱基对
氯离子
稀薄的黏液
H2O
ATP
黏液不断积累，细菌大量繁殖，肺部感染
缺少苯丙氨酸
基因表达产物与性状的关系
基因选择性表达与细胞分化的关系
表观遗传
基因与性状之间的关系
基因
控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状
控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
间接
直接
基因表达产物与性状的关系
基因选择性表达与细胞分化的关系
表观遗传
基因与性状之间的关系
细胞分化
在个体发育过程中，一个或一群细胞在形态，结构和功能上发生稳定性差异的过程
基因表达产物与性状的关系
基因选择性表达与细胞分化的关系
表观遗传
基因与性状之间的关系
科学家对鸡的3种细胞中的mRNA和DNA进行检测，结果如下：
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。
基因表达产物与性状的关系
基因选择性表达与细胞分化的关系
如核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因
表观遗传
基因与性状之间的关系
在所有细胞中都表达的基因
只在某类细胞中特异性表达的基因
维持细胞基本的生命活动所必须的
赋予细胞特定的结构和功能
细胞分化的实质就是基因的选择性表达
如卵清蛋白基因、胰岛素基因
基因表达产物与性状的关系
表观遗传
基因与性状之间的关系
基因选择性表达与细胞分化的关系
实例1 柳穿鱼花形态结构的遗传
两株柳穿鱼体内Lcyc基因的序列相同
植株B的Lcyc 基因高度甲基化
植株A的Lcyc基因在开花时表达，植株B的Lcyc基因不表达
植株B
植株A
基因表达产物与性状的关系
表观遗传
基因与性状之间的关系
基因选择性表达与细胞分化的关系
实例1 柳穿鱼花形态结构的遗传
组蛋白
DNA
甲基化位点
基因表达产物与性状的关系
表观遗传
基因与性状之间的关系
基因选择性表达与细胞分化的关系
植株B
植株A
花形态不同
Lcyc基因
Lcyc基因
碱基序列相同
甲基化程度不同
表达情况不同
实例1 柳穿鱼花形态结构的遗传
高
低
开花时表达
开花时不表达
基因表达产物与性状的关系
表观遗传
基因与性状之间的关系
基因选择性表达与细胞分化的关系
实例1 柳穿鱼花形态结构的遗传
×
P
F1

F2
Lcyc
Lcyc（甲）
Lcyc（甲）
Lcyc
Lcyc
Lcyc
Lcyc（甲）
Lcyc
Lcyc
Lcyc（甲）
Lcyc（甲）
Lcyc（甲）
1
1
2
植株B
植株A
花形态不同
Lcyc基因
Lcyc基因
碱基序列相同
甲基化程度不同
表达情况不同
高
低
开花时表达
开花时不表达
基因表达产物与性状的关系
表观遗传
基因与性状之间的关系
基因选择性表达与细胞分化的关系
实例2 小鼠的毛色遗传
AvyAvy
aa
×
P
Avya
黄色体毛
黑色体毛
表现出不同毛色，颜色介于黄色和黑色之间
F1
基因表达产物与性状的关系
表观遗传
基因与性状之间的关系
基因选择性表达与细胞分化的关系
实例2 小鼠的毛色遗传
AvyAvy
aa
×
P
Avya
黄色体毛
黑色体毛
表现出不同毛色，颜色介于黄色和黑色之间
F1
Avy基因
决定基因表达水平的序列
甲基化程度 无 不同程度甲基化 最高
Avy基因受抑制情况 不受抑制 受不同程度抑制 受抑制程度最高
Avy基因表达情况 高表达 不同程度低表达 不表达
性状
基因表达产物与性状的关系
表观遗传
基因与性状之间的关系
基因选择性表达与细胞分化的关系
部分碱基发生了甲基化修饰
抑制了基因的表达
表型产生了影响
可遗传给后代
表型传给后代
碱基序列没有变化
柳穿鱼Lcyc 基因
小鼠Avy基因
生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象，叫作表观遗传。
。
基因表达产物与性状的关系
表观遗传
基因与性状之间的关系
基因选择性表达与细胞分化的关系
不变性
表观遗传的特点
基因的碱基序列不变
。
基因表达产物与性状的关系
表观遗传
基因与性状之间的关系
基因选择性表达与细胞分化的关系
不变性
表观遗传的特点
可遗传
基因表达和表型发生可遗传变化。
。
①基因组成相同的同卵双胞胎所具有的微小差异就与表观遗传有关
基因表达产物与性状的关系
表观遗传
基因与性状之间的关系
基因选择性表达与细胞分化的关系
不变性
表观遗传的特点
可遗传
普遍性
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。
②一个蜂群中，蜂王和工蜂都是由受精卵发育而来的，但它们在形态、结构、生理和行为等方面截然不同，表观遗传也在其中发挥了重要作用。
持续吃蜂王浆
只吃三天蜂王浆
蜂王
工蜂
。
基因表达产物与性状的关系
表观遗传
基因与性状之间的关系
基因选择性表达与细胞分化的关系
不变性
表观遗传的特点
可遗传
普遍性
可逆性
在身体形成精子和卵子的时候，DNA上的甲基化和组蛋白上的乙酰基化要被清除，重新设定，以适应生殖细胞的功能。
同样，受精卵在发育成胎儿时， DNA上的甲基化和组蛋白上的乙酰基化也要被清除，以适应胎儿发育的需要。
不彻底
。
基因表达产物与性状的关系
表观遗传
基因与性状之间的关系
基因选择性表达与细胞分化的关系
不变性
表观遗传的特点
可遗传
普遍性
可逆性
不彻底
有研究表明，吸烟会使人的体细胞内DNA的甲基化水平升高，对染色体上的组蛋白也会产生影响。不仅如此，还有研究发现，男性吸烟者的精子活力下降，精子中DNA的甲基化水平明显高。
。
基因表达产物与性状的关系
表观遗传
基因与性状之间的关系
基因选择性表达与细胞分化的关系
不变性
表观遗传的特点
可遗传
普遍性
可逆性
不彻底
有研究表明，吸烟会使人的体细胞内DNA的甲基化水平升高，对染色体上的组蛋白也会产生影响。不仅如此，还有研究发现，男性吸烟者的精子活力下降，精子中DNA的甲基化水平明显高。
吸烟有害健康
基因表达产物与性状的关系
表观遗传
基因与性状之间的关系
基因选择性表达与细胞分化的关系
DNA甲基化
表观遗传的主要手段
组蛋白修饰
组蛋白
DNA
甲基化位点
基因表达产物与性状的关系
表观遗传
基因与性状之间的关系
基因选择性表达与细胞分化的关系
基因与性状不是一一对应的关系
基因表达产物与性状的关系
表观遗传
基因与性状之间的关系
基因选择性表达与细胞分化的关系
基因表达产物与性状的关系
表观遗传
基因与性状之间的关系
基因选择性表达与细胞分化的关系
基因表达产物与性状的关系
表观遗传
基因与性状之间的关系
基因选择性表达与细胞分化的关系
基因表达产物与性状的关系
表观遗传
基因与性状之间的关系
基因选择性表达与细胞分化的关系
基因表达产物与性状的关系
表观遗传
基因与性状之间的关系
基因选择性表达与细胞分化的关系
基因表达产物与性状的关系
表观遗传
基因与性状之间的关系
基因选择性表达与细胞分化的关系
通过
影响
基因表达产物与性状的关系
表观遗传
基因与性状之间的关系
基因选择性表达与细胞分化的关系
不可遗传
可遗传
通过
影响