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二

4.2基因表达与性状的关系学案 【学习目标】 1.能举出基因表达产物与性状关系的例子。 2.能说出基因的选择性表达与细胞分化的关系。 3.了解表观遗传的概念和实例。 【学习重难点】 1、教学重点 （1）基因表达产物与性状的关系、基因与性状的关系。 （2）基因的选择性表达与细胞分化。 2、教学难点 （1）基因表达产物与性状的关系、基因与性状的关系。 （2）表观遗传 【预习新知】 基因表达产物与性状的关系 基因控制性状的途径 1.间接途径 （1）途径：基因酶的合成细胞代谢生物体的性状。 （2）举例 ①豌豆的圆粒与皱粒 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。 ②人自化病的形成：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.直接途径 （1）途径：基因蛋自质的结构生物体的性状。 （2）举例 囊性纤维化：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。 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基因在开花时表达。 (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基因的表达受到的抑制越明显。 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基本生命活动所必需的。 (2)某类细胞中特异性表达的基因：即基因的选择性表达。 3．细胞分化的本质：基因的选择性表达。 4．基因的选择性表达：与基因表达的调控有关。 表观遗传 1.基因甲基化：是指基因的多个碱基连接        ，甲基化影响基因的表达。 2.碱基序列的甲基化与表达水平呈        ，不是简单的一一对应关系。 3.基因甲基化产生的变异属于        遗传的变异。 4.表观遗传：生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表现型发生        的现象，叫做表观遗传。 5.表观遗传现象普遍存在于生物的生长、发育和        的整个生命活动过程中。 6.基因通过其表达产物——蛋白质来控制性状，                  以及表达水平的高低都是受到调控的。 7.表观遗传能够使生物体在基因的        不变的情况下发生可遗传的性状改变。 8.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。同时，生物体的性状也不完全是由基因决定的，        对性状也有着重要的影响。 9.基因与        、基因与        、基因与        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。 【易错提示】 （1）基因只能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状（ ） （2）基因型相同的个体，其表型一定相同（ ） 答案：（1）×（2）× 【深化探究】 一、基因表达产物与性状的关系 [问题探究] 1．生物的性状与基因和环境之间的关系是怎样的？ 提示：生物的性状是基因与环境共同作用的结果。 2．生物体多种性状形成的原因是什么？ 提示：基因的选择性表达。 归纳总结： 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体的性状 基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状 图解 举例 囊性纤维病：CFTR基因缺失3个碱基→CFTR蛋白结构异常→功能异常 白化病：酪氨酸酶基因异常→缺少酪氨酸酶→酪氨酸不能转化为黑色素→白化病 2.基因、蛋白质与性状之间的关系 蛋白质是生命活动的主要承担者，基因通过控制蛋白质的合成控制生物体的性状，基因表达受环境影响，所以生物的性状是基因和环境共同作用的结果。 二、基因与性状的对应关系和表观遗传 [问题探究] 1．生物的性状只由基因决定吗？一种基因只能控制一种性状吗？ 提示：不是；不是。 2．表现遗传基因改变了吗？ 提示：没改变。 归纳总结： 1．基因与性状的对应关系 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。具体关系如下图所示： 此外生物的性状还受环境条件的影响，生物性状是基因型和环境条件共同作用的结果，如水毛茛，其裸露于空气中的叶为卵形，而沉于水中的叶却为丝状。 注：若涉及的物质并非蛋白质(如植物激素)，则基因对其控制往往是通过“控制酶的合成来控制代谢过程进而控制生物体的性状”这一间接途径实现