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

基因表达与性状的关系学案 班 姓名 时间： 学习目标： 1.通过对皱粒豌豆、白化病、囊性纤维化原因的分析,归纳基因表达产物与性状的关系,从分子水平更好地理解生命的延续和发展规律,达成生命观念、科学思维等学科素养。 2.通过对不同类型细胞中DNA和mRNA检测结果的分析,能用结构与功能观,认识细胞分化的本质是基因选择性表达的结果。 3.通过对柳穿鱼花的形态结构和小鼠毛色的遗传的资料分析,概述表观遗传现象。 4.阐明基因、环境、性状之间的复杂关系,认同生命的复杂性。 探究一 活动:分析教材P71～72豌豆粒形与囊性纤维化的遗传实例,并结合下列图解探讨并归纳相关问题。 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? 问题(2):囊性纤维化的直接病因是什么?根本病因又是什么? 问题(3):图1和图2分别表示基因控制性状的哪种途径? 点拔： 基因控制性状的方式 途径 直接 间接 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 探究二　 活动: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3种细胞中的DNA和mRNA进行检测,结果如表所示。 检测的3 种细胞 卵清蛋白 基因、珠 蛋白基因、 胰岛素 基因 卵清 蛋白 mRNA 珠蛋白 mRNA 胰岛素 mRNA 输卵管 细胞 +　+　+ + - - 红细胞 +　+　+ - + - 胰岛 细胞 +　+　+ - - + 说明:“+”表示检测发现相应的分子,“-”表示检测未发现相应的分子。 问题(1):这3种细胞中的基因组成是否相同?它们合成的蛋白质种类是否相同? 问题(2):3种细胞中的DNA都含有卵清蛋白基因、珠蛋白基因和胰岛素基因,但是只检测到了其中一种基因的mRNA,由此说明什么问题? 问题(3):表中3种细胞都是由同一个受精卵发育而来的,为什么在形态、结构和功能上不同呢? 问题(4):如图表示同一个体的5种细胞中5种基因的表达情况,根据细胞的结构和功能可以判断,5种细胞中除RNA聚合酶基因均需表达外,推测还可能有哪些基因均需要表达?(至少答出三种) 点拔： (1)不同类型的细胞中,表达的基因类型 在不同类型的细胞中,表达的基因大致可以分为两类:一类是在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;另一类是只在某类细胞中特异性表达的基因。 (2)细胞分化的本质 细胞分化的本质就是基因的选择性表达。基因的选择性表达与基因表达的调控有关。 (3)细胞分化的标志 在所有细胞中都表达的基因,无法体现细胞分化,如呼吸酶基因、ATP水解酶基因的表达不能表明细胞已经发生分化;只有在特定细胞中选择性表达的基因才可体现细胞分化,如胰岛素基因、血红蛋白基因的表达可以表明细胞发生了分化。 探究三 资料1:柳穿鱼花形的遗传分析 柳穿鱼花形有左右对称和中心对称两种。柳穿鱼细胞内控制该性状的DNA序列完全相同,不同的是Lcyc基因的甲基化程度。即 科学家进行了如下实验: 问题(1):柳穿鱼植株A和植株B体内的Lcyc基因的碱基序列是否相同? 问题(2):为什么植株A和植株B的花形态结构出现差异? 问题(3):分析资料,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? 问题(4):通过分析这两株柳穿鱼作为亲本进行杂交实验,你受到什么启示? 资料2:某种实验小鼠不同毛色的遗传分析 该种小鼠的毛色除了受Avy基因控制,还受到Avy基因上游的一段DNA序列(a序列)控制。a序列既可以使Avy基因持续表达(小鼠毛色全部为黄色),也可以使Avy基因的表达处于完全关闭状态(小鼠毛色全部为黑色)。另外,a序列还能够调控Avy基因的表达水平,使小鼠毛色呈现介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型。 问题(5):根据上述资料信息,请用流程图描述出纯种黄毛鼠(AvyAvy)和纯种黑毛鼠(aa)杂交,子鼠毛色呈现介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型的机制。 问题(6):上述资料1和资料2展示的遗传现象有什么共同点? 点拔： (1)表观遗传:生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。表观遗传现象普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动过程中。 (2)表观遗传修饰的方式:DNA的甲基化,构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等。 (3)表观遗传不是对孟德尔定律的否定 孟德尔定律研究的是在完全显性的条件下,基因的传递规律;表观遗传是指在基因型相同的条件下,而表型可能不同,这是由同一种基因是否表达以及表达水平的高低所造成的。表观遗