第4章 第2节 基因表达与性状的关系(配套Word教参)-【优化指导】2020-2021学年新教材高中生物必修2 遗传与进化(人教版)

第2节　基因表达与性状的关系 课程内容标准 核心素养对接 1.举例说明基因通过控制酶的合成和蛋白质的结构控制生物体的性状。 2．说明细胞分化是基因选择性表达的结果。 3．概述生物体的表观遗传现象。 1.结合实例，阐述基因控制性状的两种方式，掌握基因、蛋白质与性状之间的关系。(科学思维) 2．依据结构决定功能观理解细胞分化的实质和表观遗传现象。(生命观念) 一、基因表达产物与性状的关系 1．基因对生物性状的间接控制 (1)实质：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。 (2)举例 皱粒豌豆的形成 人的白化病的形成 编码淀粉分支酶的基因被插入的DNA序列打乱 　↓ 淀粉分支酶异常，活性大大降低 　↓ 淀粉合成受阻，含量降低 　↓ 淀粉含量低的豌豆由于失水而皱缩 控制编码酪氨酸酶的基因异常 　↓ 不能合成酪氨酸酶 　↓ 酪氨酸不能转变为黑色素 　↓ 表现出白化症状 2．基因对生物性状的直接控制 (1)实质：基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。 (2)实例：囊性纤维化的形成 编码CFTR蛋白的基因缺失3个碱基 　　　↓ CFTR蛋白缺少苯丙氨酸 　　　↓ CFTR蛋白空间结构发生变化，导致功能异常 　　　↓ 患者支气管中黏液增多，管腔受阻，细菌在肺部大量生长繁殖，使肺功能严重受损 二、基因的选择性表达与细胞分化 1．生物体多种性状的形成，都是以细胞分化为基础的。 2．细胞分化的实质：基因的选择性表达。 3．表达的基因的类型 (1)在所有细胞中都能表达的基因，指导合成的蛋白质是维持细胞基本生命活动所必需的，如ATP合成酶基因。 (2)只在某类细胞中特异性表达的基因，如胰岛素基因。 4．基因选择性表达的原因：与基因表达的调控有关。 三、表观遗传 1．概念：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。 2．实例：柳穿鱼Lcyc基因和小鼠Avy基因的碱基序列没有变化，但部分碱基发生了甲基化修饰，抑制了基因的表达，进而对表型产生影响。这种DNA甲基化修饰可以遗传给后代，使后代出现同样的表型。 3．基因与性状的关系 基因与性状的关系并不都是简单的一一对应的关系。 (1)一个性状可以受到多个基因的影响。 (2)一个基因可以影响多个性状。 (3)生物体的性状也不完全是由基因决定的，环境对性状也有着重要影响。 1．判正误 (1)白化病是基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状的。(×) (2)核糖体蛋白基因几乎在所有细胞中表达。(√) (3)同卵双胞胎具有的微小差异与表观遗传有关。(√) (4)基因与性状的关系是一对一的线性关系。(√) (5)生物性状是由基因型和环境共同控制的。(√) (6)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。(√) 2．微思考 如图同一株水毛茛，裸露在空气中的叶是扁平的叶片，而浸在水中的叶片深裂成丝状。请思考： (1)叶片呈扁平或丝状，能否说明形状不同的叶片中基因不同？叶片不同的原因是什么？ 提示　不能，不同形状的叶片中基因是相同的。叶片形状不同是由生活环境引起的。 (2)这两种形态的叶，其细胞的基因组成有何关系？ 提示　相同。它们都是由同一个受精卵分裂分化来的，所以基因组成相同。 (3)根据(1)(2)说明基因型、表型和环境的关系？ 提示　表型＝基因型＋环境。 任务驱动一　基因表达产物与性状的关系 分析教材P71～72豌豆粒形与囊性纤维病遗传实例，并结合下列图解探讨并归纳下列问题。 图1 ↓ ↓ ↓ 图2 (1)图1中豌豆呈圆粒或皱粒与哪种基因和酶有关？为什么相关基因异常则为皱粒？ 提示　与豌豆的淀粉分支酶基因及其表达的产物——淀粉分支酶有关。如果淀粉分支酶基因异常，则不能合成出淀粉分支酶，也就不能合成淀粉，导致淀粉少而蔗糖多，蔗糖的吸水能力差，水分少而表现为皱粒。 (2)囊性纤维病的直接病因是什么？根本病因又是什么？ 提示　直接病因是CFTR蛋白结构异常，根本病因是CFTR基因缺失3个碱基。 (3)图1和图2分别表示基因控制性状的哪种途径？ 提示　图1所示的是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，属于间接控制；图2所示的是基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。 (4)图示总结基因、蛋白质与性状之间的关系。 提示　基因控制酶的合成或蛋白质结构控制生物性状。 1．基因对性状控制的两种途径 2．基因与性状的关系 (1)基因与性状的关系 (2)基因控制性状还受到环境的影响，生物性状是基因型和环境条件共同作用的结果。 (3)基因与基因、基因与基因表达产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，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。 下面为脉孢霉体内精氨酸的合成途径示意图，从图中可得出(