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（2019）必修2

第2节 基因表达与性状的关系导学案 任务一：基因如何控制生物体的性状（通过导演、演员、表演作品三者之间的关系，尝试构建基因、蛋白质、性状三者之间的关系） 基因 蛋白质 性状 一、基因表达产物与性状的关系 1、解释皱粒豌豆、白化病形成的原因，理解蛋白质与性状的关系 皱粒豌豆 白化病 基因变化 酶变化 代谢过程变化 结果 总结：基因通过控制 的合成来控制 ，进而控制生物体的性状。 2、 解释囊性纤维病、镰型红细胞贫血形成的原因，理解蛋白质与性状的关系 囊性纤维病 镰型红细胞贫血 基因变化 结构蛋白变化 结果 总结：基因通过控制 直接控制生物体的性状。 【典例分析】 例1.下图表示人体内苯丙氨酸的代谢途径。尿黑酸在人体内积累会使人的尿液中含有尿黑酸，这种尿液暴露于氧气会变成黑色，这种症状称为尿黑酸症。下列说法错误的是（ ） A．酶⑤的缺乏会导致患白化病，酶③的缺乏会导致患尿黑酸症 B．由图可推知同种底物经不同种酶的催化得到的产物不同 C．若图中的酶均由不同的基因表达产生，则可推测知基因和性状之间并不都是简单的线性关系 D．若图中酶均由不同的基因表达产生，则说明基因可通过控制酶的合成直接控制性状 例2.TATA框是多数真核生物基因的一段DNA序列，位于基因转录起始点上游，作为的启动子的重要组分，在转录mRNA前，先由转录因子TFII-D蛋白和TATA框结合，形成稳定的复合物，然后由RNA聚合酶依据模板链进行转录。继而基因进行表达形成相应的蛋白质分子。下图所示为人体内基因1、基因2表达从而控制生物性状的过程，以下说法正确的是（　　） A．TATA框共含有2种核糖和5种碱基 B．TATA框经RNA聚合酶催化转录形成的片段中含有启动子 C．人体的红细胞中能进行①②过程，不能进行③④过程 D．人体衰老引起白发的原因是③④过程不能完成 任务二：基因表达与细胞分化的关系 2、 基因的选择性表达与细胞分化 1、基因种类 的基因 的基因 思考：①同一个体不同细胞的基因组成相同吗？为什么？ ②不同种类的基因在细胞生命活动过程中会导致什么结果？ 2、细胞分化的本质：基因的选择性表达 不同细胞中， 完全相同； 和 不完全相同，从而导致细胞具有不同的形态和功能。 任务三：表观遗传现象 3、 表观遗传 1、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。 2、类型： 3、特点：（阅读拓展阅读资料，分析理解以下3个特点） ① ：基因表达和表型可以遗传给后代。 ② ：基因的碱基序列保持不变。 ③ ：DNA的甲基化修饰可以发生可逆性变化，即被修饰的DNA可能发生去甲基化。 思考：表现遗传遵循孟德尔定律吗？ 【拓展阅读】 表观遗传是一种不涉及DNA序列变化而改变生物表型的机制，并且这种改变可以遗传给子代。表观遗传的调控机制包括多种方式，图1主要介绍其中的3种：DNA甲基化、组蛋白修饰（图1中显示乙酰化和甲基化修饰）和非编码RNA导的调控。3种修饰的关系如图1所示，组蛋白修饰和DNA甲基化会影响基因的转录活性，而非编码RNA则通过介导染色体重塑、RNA干扰等多种方式调控基因的表达。 对于真核生物来说，大部分的DNA甲基化发生在连续排列的CG序列的胞嘧啶（C）上（图2黑色圆圈放大部分）。这种DNA甲基化大多出现在基因的5，非编码区域，可以形成阻遏转录的蛋白复合体，从而抑制下游编码区域的转录3）。组蛋白修饰主要通过影响核小体的位置和排布的致密程度来调控基因转录过程（图2红色与绿色圆点）。在DNA复制、转录、修复等过程中，核小体的位置和排列的致密程度会随之调整，一般核小体排列疏松的区域转录活跃，核小体致密的区域转录被抑制。 表观遗传修饰对基因表达的调控有很多的实例，下面以“肥胖是否能遗传”为例，分析表观修饰是否有可能遗传给后代。不同的食物选择可能会造成个体胖瘦差异，肥胖/苗条表型可能会引起可遗传的表观遗传修饰。例如，图3中的肝细胞内可能发生调控基因转录的组蛋白修饰或DNA甲基化。 在 肥胖/苗条表型的个体产生配子的过程中，这些表观遗传修饰大部分会通过重编程的方式被去除，但现在研究揭示可能有少量表观遗传修饰将随配子遗传给后代。 【典例分析】 例3.表观遗传是指生物体内基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表现型发生可遗传变化的现象，D