内容正文:
第2节 基因表达与性状的关系
[学习目标] 1.举例说明基因控制生物体性状的两种方式。 2.描述基因选择性表达与细胞分化的关系。 3.阐述表观遗传现象。
知识点一 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)实例
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
学生用书↓第99页
[思维辨析]
1.基因都是通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状的(×)
2.人白化病的成因是控制酪氨酸酶的基因异常,导致酪氨酸酶不能合成(√)
3.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(×)
探究点 分析基因对性状的控制,提高理解能力
牵牛花的颜色主要是由花青素决定的,如图为花青素的合成与颜色变化途径示意图:
(1)图中反映了基因控制生物体性状的哪种途径?另一条途径是什么?
提示:图中反映了基因对性状的间接控制,即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。另一条途径是直接控制,即基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
(2)牵牛花的颜色只受一对基因控制吗?
提示:不是。牵牛花的颜色主要由花青素决定,而花青素的合成是由多对基因共同控制的。
(3)牵牛花的颜色还与细胞中的pH有关,这说明了什么?
提示:说明环境因素也会影响生物体的性状。
(4)牵牛花的叶肉细胞是否也含有基因①②③?也能全部表达吗?
提示:牵牛花的叶肉细胞也含有基因①②③,但不能全部表达。
归纳总结
下图为人体内基因对性状的控制过程,下列叙述错误的是(不定项)( )
A.图中①②过程发生的场所分别是细胞核、细胞质中的核糖体
B.镰状细胞贫血致病的根本原因是基因发生了改变
C.人体衰老引起白发增多的主要原因是图中的酪氨酸酶的活性下降
D.该图只反映了基因对性状的控制是通过控制酶的合成进而控制代谢活动来实现的
D [正常基因编码的血红蛋白组成的红细胞结构是正常的,而异常基因编码的血红蛋白组成的红细胞结构异常,说明基因通过控制血红蛋白的结构直接控制生物性状;缺乏酪氨酸酶会导致黑色素无法合成,说明基因通过控制酶的合成进而控制代谢活动,D错误。]
易错提醒
1.生物体的性状受DNA或RNA的控制,但主要通过蛋白质来体现。
2.基因对性状的间接控制和直接控制都是通过蛋白质来起作用的,与前者相关的蛋白质一般是酶,与后者相关的蛋白质是生物体的结构物质。
3.体现某性状的物质并不一定是蛋白质,如黑色素、淀粉等,此类性状往往是通过基因控制性状的间接途径实现的,即基因酶的合成产生该非蛋白质类物质的代谢过程性状。
针对练1.有科学家深入研究发现,着色性干皮病是一种常染色体隐性遗传病,此病是由于患者体内缺乏DNA修复酶,DNA损伤后不能修复而引起的。这说明一些基因( )
学生用书↓第100页
A.通过控制酶的合成,从而直接控制生物性状
B.通过控制蛋白质分子结构,从而直接控制生物性状
C.通过控制酶的合成控制代谢过程,从而控制生物的性状
D.可以直接控制生物性状,发生突变后生物性状随之改变
C [着色性干皮病是由于患者体内缺乏DNA修复酶,DNA损伤后不能修复引起的,这说明一些基因通过控制酶的合成控制代谢过程,从而控制生物的性状,C正确。]
针对练2.如图为基因的作用与性状的表现流程示意图,关于该流程的叙述正确的是(多选)( )
A.①过程以DNA的一条链为模板合成mRNA
B.②过程中需要mRNA、氨基酸、核糖体、酶、ATP即可完成
C.某段DNA上发生了碱基的改变,则形成的mRNA、蛋白质一定会改变
D.基因可以通过控制酶的合成来控制代谢,从而控制生物体的性状
AD [①过程是转录,它是以DNA的一条链为模板、四种核糖核苷酸为原料合成mRNA的过程,可以发生在细胞发育的各个时期,A正确;②过程中除了需要mRNA、氨基酸、核糖体、ATP外,还需要tRNA等,B错误;某段DNA上发生了基因突变,则形成的mRNA会发生改变,但由于密码子具有简并性,其控制合成的蛋白质不一定会改变,C错误;基因通过控制酶的合成来控制代谢过程属于间接控制生物体的性状,D正确。]
知识点二 基因的选择性表达与细胞分化
1.生物体多种性状形成的基础:细胞分化。
2.表达基因的分类
(1)在所有细胞中都能表达。
(2)只在某类细胞中特异性表达。
3.细胞分化的本质
(1)细胞分化的本质:基因的选择性表达。
(2)基因的选择性表达:与基因表达的调控有关。
[思维辨析]
1.一个细胞中所含的全部基因都一定表达(×)
2.基因的选择性表达与基因表达的调控有关(√)
3.核糖体蛋白基因几乎在所有细胞中表达(√)
探究点 分析细胞分化的原理,提高理解能