4.2 基因表达与性状的关系复习导学案-2022-2023学年高一下学期生物人教版必修2

4.2 基因表达与性状的关系 一、自主总结与梳理（一、二任选一项完成即可） 二、复习导学（根据书上的“本节聚焦”查漏补缺） 三、基础知识复习与填空 （一） 基因控制生物性状的方式 材料1：圆粒豌豆：淀粉含量高→成熟时吸水胀大； 皱粒豌豆：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→成熟时失水皱缩。 材料2：1人白化病的形成：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。 结论：基因可以通过控制__________的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。 材料3：在囊性纤维化患者中，编码CFTR蛋白(一种转运蛋白)的基因缺失了3个碱基→CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸→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。 结论：基因可以通过控制______________，直接控制生物体的性状。 （二） 基因的选择性表达与细胞分化 材料4：鸡的不同类型细胞中DNA和mRNA的检测结果 细胞类型 检测结果 项目 卵清蛋白基因、珠蛋白基因、胰岛素基因 卵清蛋白mRNA 珠蛋白mRNA 胰岛素mRNA 输卵管细胞 +++ + - - 红细胞 +++ - + - 胰岛细胞 +++ - - + 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。 【分析】 1. 为什么鸡的几种细胞中都含有卵清蛋白基因、珠蛋白基因、胰岛素基因？对于同一只鸡，体细胞的遗传物质是相同的吗，为什么？ 2. 卵清蛋白基因、珠蛋白基因、胰岛素基因在这3种不同的细胞内，表达情况是否相同？这三种细胞内，基因是否相同，mRNA和蛋白质的种类是否相同？ 3. 多细胞生物体内，不同类型细胞是通过细胞分化而产生的，这与基因的表达有何关系？ 教材拓展 (1)管家基因：指所有细胞中都表达的一类基因，这类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合成酶基因等。 (2)奢侈基因：只在某类细胞中特异性表达的基因，这类基因表达的产物赋予各种类型细胞特定的形态结构特征与功能，如卵清蛋白基因、胰岛素基因等。 （三） 表观遗传 1. 阅读并完成教材P73页的“思考·讨论”。 2. 概念 生物体基因的 保持不变，但 和 发生可遗传变化的现象，叫作表观遗传。 3. 实例 DNA甲基化，构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰，都能影响基因的表达。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。 例如，科学家们发现，小鼠的精卵结合形成受精卵。若去掉受精卵中的雄原核和雌原核，换成两个雄原核或两个雌原核，胚胎是发育不下去的。后来的研究表明，在基因组里父源和母源的基因组绝大部分是一致的，有不到 100 个区域的 DNA 甲基化不一样。比如母源的基因有甲基化，基因沉默；而父源中基因是激活的(或反之)。因此，如果是两个雌原核，两个基因都被沉默；如果是两个雄原核，两个基因都表达。正好这些基因都是剂量依赖性的，它们的表达一定要控制在非常精确的范围之内，过高和过低都不行。所以子代的基因组一定要是一个母源的，一个父源的，这样胚胎才可以发育。 又如，蜜蜂的种社会中，蜂后和工蜂的形态和社会分工非常不一样。但它们出生的时候是一样的，其后天差异，取决于蜂王浆，若能持续吃到，就变成蜂后；若仅有最初几天吃到就变成工蜂。蜂王浆的成分及作用机理仍待研究，但已有科学家发现，如果在蜜蜂的幼虫中抑制 DNA 甲基转移酶 DNMT3，基本上不用喂蜂王浆就可以变成蜂后，这个实验证明了，蜂王和蜂后的分工与 DNA 甲基化具有相关性的。 4. 小结 基因通过其表达产物——蛋白质来控制性状，细胞内的基因表达与否以及表达水平的高低都是受到调控的。 例如，DNA的甲基化，会__________(填“促进”或“抑制”)相应基因的表达。 （四） 基因与性状的关系 在研究条件下，某些性状(若豌豆高矮，果蝇眼色等)可能只受一对等位基因控制。 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。一个性状可以受到多个基因的影响。一个基因也可以影响多个性状。 生物体的性状还受环境条件的影响。 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。 【随堂练习——判断正误】 (1)表观遗传现象由于基因的碱基序列没有改变，因此生物体的性状也不会发生改变(　) (2)研究表明，吸烟会导致精子中DNA的甲基化水平升高。这种情况下，会促进相应基因的表达(　　) (3)表观遗传现象比较少见，不能普