4.2 基因表达与性状的关系的导学案-2023-2024学年高一下学期生物人教版必修二

4.2基因表达与性状的关系学案 【学习目标】 1.科学思维——通过分析基因表达产物蛋白质与生物性状的关系的实例，认识到生物的性状主要通过蛋白质来表现。 2.生命观念——通过对DNA甲基化等表观遗传现象的分析，认识到生物的性状是基因、环境和表观遗传修饰共同作用的结果。 3.科学思维——通过实例分析，认识到生物的性状与基因之间并非都是简单的线性关系。 4.社会责任——通过分析吸烟会使人体细胞和精子细胞中DNA甲基化水平升高，认识到吸烟有害健康。 【学习重难点】 ( 1)教学重点： DNA 结构模型的构建、概述 DNA 结构的特点 ( 2)教学难点：分析科学家成功或失败的原因，体会并学习科学家们的科学态度和科学精神 【预习新知】 基因表达产物与性状的关系 1．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。 实例分析 皱粒豌豆的形成 人的白化症状的形成 皱粒豌豆的DNA中插入了一段外来DNA序列，使编码淀粉分支酶的基因被打乱 ↓ 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 控制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 2．基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。 实例分析 囊性纤维化 编码CFTR蛋白的基因缺失3个碱基 ↓ CFTR蛋白缺少苯丙氨酸 ↓ CFTR蛋白结构异常， 导致功能异常 ↓ 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，使肺功能严重受损 基因的选择性表达与细胞分化 1．基因表达的调控直接影响性状 (1)表达时期：如柳穿鱼体内的Lcyc基因在________时表达。 (2)表达细胞：如柳穿鱼的Lcyc基因在花的细胞中表达。 (3)表达水平的高低：如Avy基因的甲基化程度越高，Avy基因的表达受到的________越明显。 2．表达的基因分类 (1)所有细胞中都表达的基因：指导合成的蛋白质是维持细胞________________所必需的。 (2)某类细胞中特异性表达的基因：即___________________。 3．细胞分化的本质：________________。 4．基因的选择性表达：与基因表达的________有关。 表观遗传 1、表观遗传的概念：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 2、综上所述，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，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。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 。同时，生物体的性状也不完全是由基因决定的， 环境 对性状也有着重要的影响。 【易错提示】 （1）在一个细胞中所含的基因都一定表达（ ） （2）基因的选择性表达与基因表达的调控有关（ ） （3）表观遗传现象比较少见，不能普遍存在于生物体整个生命活动过程中（ ） （4）基因与性状的关系是一一对应的关系（ ） （5）生物体的一种性状有时受多个基因的影响（ ） 答案：（1）×（2）√（3）×（4）×（5）√ 【深化探究】 探究点一　基因、蛋白质与性状的关系 1．分析教材P71～72豌豆粒形与囊性纤维病的遗传实例，并结合下列图解探讨并归纳相关问题。 (1)图1中豌豆呈圆粒或皱粒与哪种基因和酶有关？为什么相关基因异常则为皱粒？ (2)囊性纤维病的直接病因是什么？根本病因又是什么？ (3)基因与蛋白质有什么关系？ (4)回顾蛋白质的知识，思考蛋白质与生命活动有什么关系？ (5)图1和图2分别表示基因控制性状的哪种途径？ (6)总结基因、蛋白质与性状之间的关系。 2．如图为同一株水毛茛，裸露在空气中的叶是扁平的叶片，而浸在水中的叶片深裂成丝状。请思考： (1)叶片呈扁平或丝状，能否说明形状不同的叶片中核基因不同？叶片不同的原因是什么？ (2)这两种形态的叶，其细胞的核基因组成有何关系？ (3)基因型相同，表现型是否相同？请用一等式表示基因型、表现型和生活环境之间的关系。 (4)基因与性状有怎样的对应关系？ 1．基因控制性状的方式 直接途径 间接途径 方式 基因通过控制“蛋白质的结构”直接控制生物性状 基因通过控制“酶”的合成来控制代谢过程进而控制生物性状 图解 2.基因、蛋白质与性状之间的关系 基因与性状的关系并非简单的线性关系，可以是多个基因决定一个性状，也可以是一个基因与多个性状有关。 3．细胞质基因与细胞核基因的比较 项目 细胞质基因 细胞核基因 存在部位 叶绿体、线粒体 细胞核 是否与蛋 白质结合 否，DNA分子裸露 与蛋白质结 合为染色体 结构 双链DN