4.2基因表达与性状的关系导学案-2023-2024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（学案） 一、基因表达产物与性状的关系 资料 1：皱粒豌豆的 DNA 中插入了一段外来 DNA 序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因，导致淀粉分支 酶 出现异常，活性大大降低，进而使细胞内淀粉含量降低。淀粉在细胞中具有保留水分的作用。当豌豆成 熟时，淀粉含量高的豌豆能有效地保留水分，十分饱满；淀粉含量低的豌豆由于失水而皱缩。 资料 2：人的白化症状是由编码酪氨酸酶的基因异常而引起的。酪氨酸酶存在于正常人的皮肤、毛发等处， 它能将酪氨酸转变为黑色素。如果一个人由于基因异常而缺少酪氨酸酶，那么这个人就不能合成黑色素， 从而表现出白化症状。 资料 3：虎皮鹦鹉羽毛颜色的遗传机理如图所示，当个体基因型为aabb 时，两种色素都不能合成，表现 为白色。现有一只纯合绿色鹦鹉和一只纯合白色鹦鹉杂交得 F1 ，再让 F1 雌雄个体随机交配得 F2。 资料 4:酒量好坏的原理（如下图左） 资料 5：囊性纤维化是北美白种人中常见的一种遗传病，患者支气管被异常的黏液堵塞，常于幼年时死于 肺部感染。在大约 70%的囊性纤维化患者中，编码 CFTR 蛋白（ 一种转运蛋白）的基因缺失了 3 个碱基， 导致 CFTR 蛋白在第 508 位缺少苯丙氨酸，其空间结构发生变化，使 CFTR 转运氯离子的功能出现异常， 导致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，最终使肺功能严重受损（如上图右）。 【总结】基因表达产物与性状的关系： 1 、间接途径：基因通过控制 来控制 ，进而控制生物体的性状。 2 、直接途径：基因通过控制 直接控制生物体的性状。 二、基因的选择性表达与细胞分化 【思考讨论】科学家提取了鸡的输卵管细胞、红细胞（有细胞核）和胰岛细胞，对这三种细胞中的 DNA 和 mRNA 进行了检测，结果如下表所示： 1 、同一个人的这些细胞遗传物质相不相同？ 2 、形态和功能为什么不同？ 3 、这三种种细胞中有表达情况相同的基因吗？ 4 、这三种细胞中合成的蛋白质种类有什么差别？ 【总结】细胞分化的本质： ，这里的“基因 ”特指 基因，而 基因在每个细胞中均表达。 学科网（北京）股份有限公司 三、表观遗传 【思考讨论】 资料 6：柳穿鱼是一种园林花卉。下图所示的两株柳穿鱼，除了花的形态结构不同，其他方面基本相同。 柳穿鱼花的形态结构与 Lcyc基因的表达直接相关。上图所示的两株柳穿鱼，它们体内 Lcyc 基因的序列相 同，只是植株 A 的 Lcyc基因在开花时表达，植株 B 的 Lcyc 基因不表达。研究表明，植株 B 的 Lcyc 基因 不表达的原因是它被高度甲基化（Lcyc基因有多个碱基连接甲基基团）了。科学家将这两个植株作为亲 本进行杂交，F1 的花与植株 A 的相似，F1 自交的 F2 中绝大部分植株的花与植株 A 的相似，少部分植株 的花与植株 B 的相似。 资料 7：某种实验小鼠的毛色受一对等位基因 Avy 和 a 的控制，Avy 为显性基因，表现为黄色体毛，a 为隐 性基因，表现为黑色体毛。将纯种黄色体毛的小鼠与纯种黑色体毛的小鼠杂交，子一代小鼠的基因型都 是 Avya ，却表现出不同的毛色：介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型。 研究表明，在 Avy 基因的前端（或 称“上游” ）有一段特殊的碱基序列决定着该基因的表达水平，这段碱 基序列具有多个可发生 DNA 甲基化修饰的位点。当这些位点没有甲基化时，Avy 基因正常表达，小鼠表 现为黄色；当这些位点甲基化后，Avy 基因的表达就受到抑制。这段碱基序列的甲基化程度越高，Avy 基 因的表达受到的抑制越明显，小鼠体毛的颜色就越深。 资料 8：小鼠的毛囊黑色素细胞表面的受体 MCR- 1 与 MSH 激素结合后，会促进酪氨酸转化成黑色素（黑 色），但 Avy 基因表达产生的 ASP 蛋白会竞争性地与受体 MCR- 1 结合，使毛囊黑色素细胞转而合成棕黑 素（黄色） 。Avy 基因表达的 ASP 越多，合成的棕黑素越多，小鼠越黄，反之越黑。 1 、上述资料中，柳穿鱼和小鼠性状改变的原因是什么？ 2 、分析资料 6 ，F1 的花为什么与植株 A 的相似？在 F2 中，为什么有些植株的花与植株 B 的相似？ 3 、资料 6 和资料 7 展示的遗传现象有什么共同点？这对你认识基因和性状的关系有什么启示？ 【总结】 （一）