4.2 基因表达与性状的关系-【帮课堂】2022-2023学年高一生物同步精品讲义（人教版2019必修2）

4.2 基因表达与性状的关系 ( 目标导航 ) 教学目标 课程标准 目标解读 细胞分化的本质是基因选择性表达的结果，生物的性状主要通过蛋白质表现。 概述某些基因碱基序列不变但表型改变的表观遗传现象。 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。 教学重点 1. 基因表达与性状的关系。 2. 细胞分化的本质是基因的选择性表达。 3. 表观遗传现象。 教学难点 表观遗传现象。 ( 知识精讲 ) 知识点01 基因表达产物与性状的关系 实例1：豌豆的圆粒与皱粒 ( 基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而 间接 控制生物体的性状。 ) 实例2：人的白化病 实例3：囊性纤维病 ( 基因通过控制蛋白质的结构 直接 控制生物体的性状。 )实例4：镰刀型血细胞贫血症 知识点02 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.细胞中并不是所有的基因都表达，基因的表达存在选择性。 3.根据基因在不同类型细胞中的表达情况，对基因分类 ①管家基因：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。如核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因、RNA聚合酶基因、细胞呼吸酶基因等； ②奢侈基因：只在某类细胞中特异性表达的基因。如卵清蛋白基因、珠蛋白基因、胰岛素基因。 4.细胞分化的本质：基因的选择性表达 5.基因选择性表达的意义 是细胞分化的根本原因，保证机体的正常发育；各种蛋白质在需要时才合成，以适应多变得环境。 6.基因的选择性表达与基因表达的调控有关。基因什么时候表达、在哪种细胞中表达以及表达水平的高低都是受到调控的，这种调控直接影响性状。 知识点03 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，叫做表观遗传。不依赖于DNA碱基序列变化并且能遗传给子代的表型改变。 2.调节机制 （1）DNA修饰：DNA甲基化和甲基化程度 （2）组蛋白修饰：染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化、去乙酰化 知识点04 基因与性状之间关系 1.单个基因控制一个性状 豌豆皱粒、白化病、囊性纤维病等 2.多个基因控制一个性状 人的身高、血压、智力、长相、记忆力、性格、自尊、对社会的态度、叶绿素的形成等 3.单个基因控制多个性状 （1）控制豌豆红花的基因C,由它决定所产生的红色素,不仅影响着花的颜色（红花色）,而且,还影响到托叶和种皮的部位也出现相应的红色,只不过以其中的红花性状表现的更突出罢了 （2）果蝇的残翅基因(v),不仅能使翅膀变的更小,而且,也能使其平衡棒的第三节变得更短,还能使其生殖器官的某些部分变形,甚至还会影响到幼虫的生活力和成虫的寿命等 4.生物体的性状除了受基因控制外，还受环境的影响 ( 能力拓展 ) 考点01 表观遗传 一直认为基因决定着生命过程中所需要的各种蛋白质，决定着生命体的表型。但也发现一些无法解释的现象：马、驴正反交的后代差别较大；同卵双生的两人具有完全相同的基因组，在同样的环境中长大后，他们在性格、健康等方面却会有较大的差异；有些特征只是由一个亲本的基因来决定，而源自另一亲本的基因却保持“沉默”。人们对于这样一些现象都无法用经典的遗传学理论去阐明。在基因的DNA序列没有发生改变的情况下，基因功能发生了可遗传的变化，并最终导致了表型的变化，称为表观遗传。基因组含有两类遗传信息，一类是传统意义上的遗传信息，即DNA 序列所提供的遗传信息；另一类是表观遗传学信息，它提供了何时、何地、以何种方式去应用遗传信息的指令。表观遗传学的现象很多，已知的有 DNA甲基化、基因组印记和 RNA编辑、基因沉默、核仁显性和休眠转座子激活等。和DNA的改变所不同的是，许多表观遗传的改变是 可逆的，这就为疾病的治疗提供了乐观的前景。 生物体中任何细胞都带有同样的遗传信息，但一个基因在不同组织、不同细胞中的表现并不一样，这是由基因调控机制所决定的。遗传信息从DNA传递到蛋白质的过程称为基因表达，对这个过程的调节即为基因表达调控。 细胞要维持其功能，有些蛋白质在任何时候都是必需的，决定这些蛋白质的基因称为管家基因。编码细胞特化蛋白质的基因叫奢侈基因，这些基因在需要对应蛋白质的时间和地点才表达。 真核生物基因表达调控主要表现在几个方面： 第一是染色质水平上的调控。基因转录前染色质结构需要发生一系列重要变化，这是基因转录的前提，活化的基因处于染色质的伸展状态之中，可以被转录，而非活化的染色质DNA不能被转录。 第二是转录水平上的表达调控，这是最主要的基因调控方式。转录水平调控的重点是在特定组织或细胞中、在特定的生长发育阶段、在特定的机体内外条