第4章 第2节 基因表达与性状的关系-【导与练】2022-2023学年新教材高中生物必修第二册同步全程学习全书word（人教版2019）

第2节　基因表达与性状的关系 学习目标 素养定位 1.说出基因表达产物与性状的关系。 2.说明细胞分化的实质。 3.阐述表观遗传概念及机理。 4.归纳基因与性状的关系 1.基于具体实例,通过归纳比较,分析基因表达产物与性状的关系。(科学思维) 2.通过对不同类型细胞中DNA和mRNA检测结果的分析,运用结构与功能观,认识细胞分化的本质是基因选择性表达的结果。(科学思维) 3.通过对柳穿鱼花的形态结构和小鼠毛色遗传资料的分析,阐述表观遗传现象。(科学思维) 4.阐明基因、环境和性状间的复杂关系,认同生命的复杂性。(生命观念) 一、基因表达产物与性状的关系 项目 间接途径 直接途径 内容 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 基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状 实例 (1)皱粒豌豆的形成机制: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; (2)人的白化症状形成机制: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 囊性纤维化的形成机制:编码CFTR蛋白的基因缺失了3个碱基→CFTR蛋白结构与功能异常→支气管中黏液增多,管腔受阻,细菌在肺部大量繁殖,最终使肺功能严重受损 二、基因的选择性表达与细胞分化 1.表达的基因类型 在不同类型的细胞中,表达的基因大致可以分为两类:一类是在所有细胞中都表达的基因,指导合成的蛋白质是维持细胞基本生命活动所必需的;另一类是只在某类细胞中特异性表达的基因。 2.细胞分化的本质 基因的选择性表达,其与基因表达的调控有关。 [特别提醒] 基因选择性表达过程中,遗传物质没有发生改变。 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.机制 DNA甲基化或构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰,抑制了基因的表达。 3.实例分析 (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。 (2)一个蜂群中,蜂王和工蜂都是由受精卵发育而来的,它们在形态、结构、生理和行为等方面的不同与表观遗传有关。 四、基因与性状的关系 1.基因通过其表达产物——蛋白质来控制性状。 2.在大多数情况下,基因与性状的关系并不是简单的一一对应的关系。一个性状可以受多个基因的影响,一个基因也可以影响多个性状。 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。 4.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。 判断正误 (1)已分化的肌细胞中不存在血红蛋白基因。(　×　) 提示:细胞分化过程中遗传物质不变,肌细胞中仍然存在血红蛋白基因。 (2)“橘生淮南则为橘,生于淮北则为枳”说明生物的性状不完全是由基因决定的。(　√　) (3)囊性纤维化的发病原因说明基因可以通过控制酶的合成间接控制生物体的性状。(　×　) 提示:囊性纤维化的发生说明基因可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。 (4)若某基因发生甲基化,则该基因的碱基序列发生变化。(　×　) 提示:基因发生甲基化不改变碱基序列。 (5)研究发现,水稻3号染色体上的Ef-cd基因可将水稻成熟期提早7～20天,且该基因兼顾了早熟和高产两方面的特性。Ef-cd基因的作用体现了一个基因可以影响多个性状。(　√　) 探究一　综合分析基因与性状的关系 白化病和黑尿病都是因为酶缺陷引起的分子遗传病,前者不能由酪氨酸合成黑色素,后者不能将尿黑酸转变为乙酰乙酸,排出的尿液中因含有尿黑酸,遇空气后氧化变黑。如图表示人体内与之相关的一系列生化过程,思考回答下列问题。 (1)黑尿病说明基因如何控制性状? 提示: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)图中代谢过程说明基因与性状有何对应关系? 提示:酶A缺乏可影响多个性状,即一个基因可影响多个性状,同时尿黑酸的合成受多个基因控制,即一个性状也可能受多个基因控制。 基因、蛋白质与性状之间的关系 1.皱粒种子形成的原因是淀粉分支酶基因中插入了一段DNA序列导致淀粉分支酶出现异常,细胞中淀粉含量下降,豌豆种子皱缩,但是蔗糖含量较高。下列关于基因表达与性状关系的叙述,正确的是(　B　) A.皱粒种子的形成说明基因可通过控制酶的活性间接控制生物体的性状 B.淀粉分支酶基因对皱粒种子的影响体现了一个基因不只影响一种性状 C.基因还可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状,如夜盲症 D.基因与性状的关系是一一对应的,环境的变化也会导致生物性状发生改变 解析:淀粉分支酶基因通过控制淀粉分支酶的合成来控制代谢