4.2 基因表达与性状的关系课件-2024-2025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 1 问题探讨—教材P71 空气中的叶 浸在水中中的叶 叶呈扁平状 叶呈丝状 这两种形态的叶，其细胞的基因组成是一样的。 同一株水毛茛，裸露在空气中的叶和浸在水中的叶，表现出了两种不同的形态。 1.这两种形态的叶，其细胞的基因组成一样吗？ 受精卵 叶呈扁平状与丝状 （基因组成________） 有丝分裂 2 3.用概念图表示基因与性状之间可能的关系。 性状 基因表达 受精卵 有丝分裂 叶呈扁平状与丝状 （基因组成相同） 环境 可能影响 不同 蛋白质（不同） 直接 决定 作出假设：基因通过蛋白质控制生物性状 叶呈扁平状 叶呈丝状 2.这两种叶形的差异，可能是由什么因素引起的？ 问题探讨—教材P71 这两种叶形的差异，可能是由叶片所处的环境因素引起的 基因表达产物与性状的关系 为什么圆粒豌豆变成了皱粒豌豆？ 根本原因是什么？直接原因是什么？ 资料1 与圆粒豌豆不同的是，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。 编码淀粉分支酶的基因 酶 合成淀粉 淀粉含量____ 淀粉能_________ 高 淀粉分支 保留水分 指导 合成 促使 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 淀粉分支酶出现____，活性_____ 淀粉含量_____ 豌豆_____而皱缩 低 失水 引起 异常 降低 基因型 酶、激素等 代谢 过程 表现型 控制 调节 表现 豌豆的圆粒和皱粒 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。 1. 为什么会出现白化症状？根本原因是什么？直接原因是什么？ 2. 用文字和箭头总结基因、酶与性状之间的关系。 基因表达产物与性状的关系 编码酪氨酸酶的基因正常 酪氨酸转化为黑色素 酪氨酸酶正常 表现正常 正常人 白化病人 编码酪氨酸酶的基因异常 酪氨酸不能转化为黑色素 酪氨酸酶不能合成 缺乏黑色素，表现为白化 白化病的成因 基因型 酶、激素等 代谢 过程 表现型 控制 调节 表现 编码淀粉分支酶的基因 淀粉分支酶 蔗糖 淀粉 锁水强 酪氨酸酶基因 酪氨酸酶 酪氨酸 黑色素 正常 基因表达产物与性状的关系 代谢过程 合成 代谢过程 合成 生物性状 生物性状 基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状 基因表达产物与性状的关系 学以致用 酒精（乙醇） 乙醇脱氢酶 乙醛 乙醛脱氢酶 乙酸（醋酸） CO2、H2O、脂肪等 乙醇脱氢酶 相关基因 乙醛脱氢酶 相关基因 乙醛增多，乙醛有毒，扩张血管 喝酒上脸 （脸红） 酒精中毒 （脸白） 酒量好 拓展 为什么酒量差的人好像训练后好像酒量提高了？ 酒量差的人肝脏不能有效将酒精分解，长期喝酒训练后，机体会做出调整，让酒精充满整个身体以稀释酒精，达到酒量变大的假象。但长期以往对身体的危害很大！ 资料3 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。 正常气管 囊性纤维化气管 分析囊性纤维病的发病机理，用流程图表述基因、基因表达产物与性状之间的关系。 基因表达产物与性状的关系 编码CFTR蛋白的基因_____________ CFTR蛋白在508位缺少________ CFTR蛋白转运_______的功能异常 支气管黏液增多，管腔受阻，细菌在肺部大量繁殖，肺功能严重受损 CFTR蛋白__________发生变化 缺失3个碱基 苯丙氨酸 空间结构 氯离子 编码CFTR蛋白的基因 囊性纤维化成因 基因 蛋白质结构 性状表现 蛋白质功能 ATP ADP 功能正常的CFTR蛋白 H2O 异常关闭的CFTR蛋白 稀薄的黏液 氯离子 黏稠的分泌物不断积累 囊性纤维化成因 编码血红蛋白的基因中一个碱基变化 血红蛋白结构发生变化 红细胞形态呈镰刀状 红细胞容易破裂，患溶血性贫血 血红蛋白基因正常 血红蛋白基因异常 镰刀型细胞贫血症 基因 蛋白质结构 性状表现 蛋白质功能 CFTR蛋白转运氯离子的功能异常 编码CFTR蛋白的基因缺失3个碱基 CFTR蛋白在508位缺少苯丙氨酸 支气管黏液增多，管腔受阻，细菌在肺部大量繁殖，肺功能受损 CFTR蛋白空间结构发生变化 血红蛋白基因碱基序列发生改变 血红蛋白蛋白结构异常 红细胞形状变为镰刀状，易破裂 使人患溶血性贫血，多在幼年期死亡 基因表达产物与性状的关系 基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状 基因 酶的合成 细胞代谢 生物性状 蛋白质的结构 生物性状 蛋白质 间接作用 直接作用 1.基因通过控制 来控制 ，进而控制生物体的性状。 酶的合成 代谢过程 2.基因通过控制 来 控制生物体的性状。 蛋白质的结构 直接 实例：豌豆的粒形、人的白化病 实例：囊性纤维病、镰刀型贫血症 基因控制性状的两种途径 (1)豌豆产生圆粒或皱粒的实例说明基因通过控制蛋白质结构，直接控制生物体的性状(　　) (2)白化病是由于基因异常而引起酪氨酸酶合成变多，能将黑色素转变为酪氨酸，从而出现白化症状(　　) (3)基因表达的产物不可以参与基因的表达(　　) (4)基因控制生物性状时指导合成的终产物一定都是蛋白质(　　) 判断正误 1.(2023·江苏徐州高一质检)现代科学对皱粒性状豌豆的形成给出了一个完整的回答：皱粒豌豆中的DNA插入了一段外来的DNA序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因，导致淀粉分支酶不能合成，而淀粉分支酶的缺乏又导致细胞内淀粉含量降低，游离蔗糖的含量升高。根据以上信息，下列说法不正确的是 A.圆粒豌豆具有淀粉分支酶 B.基因通过控制酶的合成来间接控制生物体的性状 C.淀粉分支酶具有分解淀粉的作用 D.淀粉是亲水性很强的大分子有机物 √ 典题应用—步步高P73 2.如图为人体内基因对性状的控制过程，据图分析，下列相关叙述正确的是 A.基因1和基因2一般不会出现在人 体内的同一个细胞中 B.图中过程①需要RNA聚合酶的催 化，过程②不需要tRNA的协助 C.过程④⑤的结果存在差异的根本原因是血红蛋白结构的不同 D.过程①②③表明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 √ 典题应用—步步高P74 胰岛细胞 血细胞 输卵管细胞 同一个人的这些细胞遗传物质相不相同？ 形态和功能为什么不同？ 相同 基因的选择性表达 1.根据课本P72的“思考·讨论”，回答下列问题： 卵清蛋白基因 珠蛋白基因 胰岛素基因 --ATGCATGCAT…… CCATGCTAGCCA …… TCCCTAAGGATAG CCATCCCAGATG …… CATGCATCCATGC--- --TACGTACGTA ……GGTACGATCGGT…… AGGGATTCCTATC GGTAGGGTCTAC …… GTACGTAGGTACG--- 其他基因均相同 输卵管细胞：（假设所有基因都位于一个DNA上） 卵清蛋白mRNA （未表达） （未表达） 基因的选择性表达与细胞分化 检测的三种细胞 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 +++ - - + (1)这3种细胞中合成的蛋白质种类有什么差别？ 输卵管细胞只能合成卵清蛋白，不能合成珠蛋白和胰岛素；红细胞只能合成珠蛋白；胰岛细胞只能合成胰岛素。 基因的选择性表达与细胞分化 (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，但只检测到其中一种基因的mRNA，这一事实说明了什么？ 在不同细胞内表达的基因不同 基因的选择性表达与细胞分化 （3）种细胞中有表达情况相同的基因吗？ 虽然有一些特定功能的蛋白质，只在特定的细胞中合成，但也有些蛋白质在所有的细胞中都合成，比如ATP合成酶基因、细胞呼吸酶基因、核糖体蛋白基因等。 基因的选择性表达与细胞分化 表达的基因分类 管家基因 所有细胞中都表达的一类基因，这类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。 奢侈基因 在某类细胞中特异性表达的基因，这类基因表达的产物赋予各种类型细胞特定的形态结构特征与功能。 细胞的分化 基因的选择性表达与细胞分化 2．根据管家基因与奢侈基因的定义，对下列基因进行归类。 ①核糖体蛋白基因 ②ATP合成酶基因 ③血红蛋白基因 ④卵清蛋白基因 ⑤呼吸酶基因 ⑥胰岛素基因 ⑦抗体基因 ⑧唾液淀粉酶基因 属于管家基因的是：___________________ 属于奢侈基因的是：___________________ ③④⑥⑦⑧ ①②⑤ 核心探讨—步步高P74 细胞分化的本质：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 基因什么时候表达 基因在哪种细胞中表达 基因表达水平的高低 调控基因是否表达 调控基因表达多少 2.2 基因表达的调控 基因的选择性表达与细胞分化 性状 直接影响 ①转录水平的调控 ②翻译水平的调控 ③基因通过控制其表达产物（蛋白质的结构与酶的合成）直接或间接控制生物体的性状 拓展延伸 细胞分化是基因选择性表达的结果 1.细胞分化的标志 (1)从细胞水平分析：细胞的形态、结构和生理功能发生改变。 (2)从亚显微结构水平分析：细胞器的数目及细胞质基质成分和功能发生改变。 (3)从分子水平分析： ①蛋白质角度：蛋白质种类、数量、功能发生改变。 ②基因角度：基因的选择性表达，即遗传信息的执行情况不同，这是细胞分化的根本原因。 2.细胞分化的“变”与“不变” (1)变：mRNA、蛋白质的种类，细胞的形态、结构和功能。 (2)不变：DNA、tRNA、rRNA的种类，细胞的数目。 核心归纳 (1)细胞分化形成的细胞一般会保持分化后的状态，不可逆转(　　) (2)在一个细胞中所有的基因都一定表达(　　) (3)同一个体的不同组织细胞的形态、功能不同是基因选择性表达的结果(　　) (4)不同生物的细胞的形态、结构不同是基因不同造成的(　　) 判断正误 3.同一动物个体的神经细胞与肌细胞在功能上是不同的，造成这种差异的主要原因是 A.二者所处的细胞周期不同 B.二者合成的特定蛋白不同 C.二者所含有的遗传信息不同 D.二者核DNA的含量不同 √ 典题应用—步步高P75 4.同一个体中，在所有细胞中都表达的一类基因，称为管家基因，只在某类细胞中特异性表达的基因称为奢侈基因。下列相关叙述错误的是 A.管家基因指导合成的蛋白质是维持细胞生命活动所必需的 B.奢侈基因表达的产物赋予细胞特定的形态、结构和功能 C.所有细胞中都含有管家基因，但只有部分细胞含有奢侈基因 D.奢侈基因能表达说明细胞已发生了分化 √ 典题应用—步步高P75 某基因 --ATGCATGCAT…… CCATGCTAGCCA …… TCCCTAAGGATAG CCATCCCAGATG …… CATGCATCCATGC--- --TACGTACGTA ……GGTACGATCGGT…… AGGGATTCCTATC GGTAGGGTCTAC …… GTACGTAGGTACG--- 对应的mRNA 转录 翻译 蛋白质 酶 代谢 性状 性状 结构 性状是由基因决定的！ 但是不是只由基因决定呢？ 表观遗传 33 吸烟 酗酒 暴食 熬夜 不良生活习惯 我只对自己造成影响，不改变遗传物质，所以对下一代没有影响！ 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1，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1和资料2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？ 教材P73页思考讨论 结合教材“思考·讨论：柳穿鱼花的形态结构和小鼠毛色的遗传”提供的资料，回答下列问题： (1)资料1中植株A和植株B的花的形态不同是基因不同导致的，还是基因的表达不同导致的？ 植株A与植株B的花形态不同是基因的表达不同导致的。 核心探讨—步步高P75 柳穿鱼花的形态结构 Lcyc基因的表达（转录和翻译） 植株A 植株B 直接 相关 基因 不 相 同 同 开花时 表达 不表达 （甲基化）： 核心探讨—步步高P75 3.2 不同的表观遗传机制影响基因的表达 5’-甲基胞嘧啶 （5-mC） DNMT DNMT CPG岛 甲基化 CPG岛 DNMT （注 DNMT——DNA甲基转移酶） DNA甲基化 DNA甲基化是指在基因组CpG二核苷酸的胞嘧啶5号碳位共价键结合一个甲基基团（了解） (2)导致植株B中Lcyc基因不表达的原因是什么？ 植株B的Lcyc基因被高度甲基化抑制了基因的表达 CA …… UCCCUAAGGAUAG CCAUCCCAGAUG 资料一信息梳理——补充 --ATGCATGCAT…… CGATCGTAGCCA …… TCCCTAAGGATAG CCATCCCAGATG …… CATGCATCCATGC--- --TACGTACGTA ……GCTAGCATCGGT…… AGGGATTCCTATC GGTAGGGTCTAC …… GTACGTAGGTACG--- 基因（Lcyc基因） 非编码区 非编码区 编码区 不编码mRNA 不编码mRNA (编码mRNA) 启动子 终止子 启动子：启动子是RNA 聚合酶识别、结合和开始转录的一段DNA 序列 终止子：给予RNA聚合酶转录终止信号的DNA序列 RNA聚合酶 资料一信息梳理——补充 --ATGCATGCAT…… CGATCGTAGCCA …… TCCCTAAGGATAG CCATCCCAGATG …… CATGCATCCATGC--- --TACGTACGTA ……GCTAGCATCGGT…… AGGGATTCCTATC GGTAGGGTCTAC …… GTACGTAGGTACG--- 基因（Lcyc基因） 非编码区 非编码区 编码区 (编码mRNA) 启动子 终止子 启动子：启动子是RNA 聚合酶识别、结合和开始转录的一段DNA 序列 终止子：给予RNA聚合酶转录终止信号的DNA序列 CA …… UCCCUAAGGAUAG CCAUCCCAGAUG 转录 mRNA 资料一信息梳理——补充 --ATGCATGCAT…… CGATCGTAGCCA …… TCCCTAAGGATAG CCATCCCAGATG …… CATGCATCCATGC--- --TACGTACGTA ……GCTAGCATCGGT…… AGGGATTCCTATC GGTAGGGTCTAC …… GTACGTAGGTACG--- 基因（Lcyc基因） 非编码区 非编码区 编码区 (编码mRNA) 启动子 终止子 CA …… UCCCUAAGGAUAG CCAUCCCAGAUG 转录 mRNA 翻译 蛋白质 若DNA甲基化后又会怎样呢？ 资料一信息梳理——补充 --ATGCATGCAT…… CGATCGTAGCCA …… TCCCTAAGGATAG CCATCCCAGATG …… CATGCATCCATGC--- --TACGTACGTA ……GCTAGCATCGGT…… AGGGATTCCTATC GGTAGGGTCTAC …… GTACGTAGGTACG--- 基因（Lcyc基因） 非编码区 非编码区 编码区 启动子 终止子 CH3 CH3 DNA的启动子甲基化后的其中一种机制可能吸引其他蛋白质与之结合，这样RNA聚合酶便不能结合上去，该基因不能转录，则不能表达！ F1 F2 P 植株A 植株B × 与植株A相似 少部分B 绝大部分A （自交） (3)分析资料1，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？ 植株A的Lcyc基因能够表达，表现为显性 植株B的Lcyc基因由于部分碱基被甲基化,基因表达受到抑制，表现为隐性 核心探讨—步步高P75 (3)分析资料1，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？ F1植株同时含有来自植株A和植株B的Lcyc基因。植株A的Lcyc基因能够表达，表现为显性；植株B的Lcyc基因由于被高度甲基化，基因表达受到抑制，表现为隐性。因此，同时含有这两个基因的F1中，F1的花与植株A的相似。F1自交后，F2中有少部分植株含有两个来自植株B的Lcyc基因，由于该基因被高度甲基化，基因表达受到抑制，因此，这部分植株的花与植株B相似。 --ATGCATGCAT…… CGATCGTAGCCA …… TCCCTAAGGATAG CCATCCCAGATG …… CATGCATCCATGC--- --TACGTACGTA ……GCTAGCATCGGT…… AGGGATTCCTATC GGTAGGGTCTAC …… GTACGTAGGTACG--- 基因（Lcyc基因） 启动子 终止子 --ATGCATGCAT…… CGATCGTAGCCA …… TCCCTAAGGATAG CCATCCCAGATG …… CATGCATCCATGC--- --TACGTACGTA ……GCTAGCATCGGT…… AGGGATTCCTATC GGTAGGGTCTAC …… GTACGTAGGTACG--- 启动子 终止子 CH3 CH3 1.这两种基因的碱基序列有没有改变？ 没有 2.这两种基因都表达了吗？ 甲基化的基因未表达 3.DNA甲基化可以遗传吗？ 可以 植株A 植株B 即这类改变通过有丝分裂或减数分裂能在细胞或个体世代间遗传 资料2 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。 教材P73页思考讨论 (5)资料2中，F1小鼠的基因型都是Avya，小鼠毛色为什么不是黄色而是表现出介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型？ 因为小鼠的Avy基因的前端有多个可发生DNA甲基化修饰的位点，当这些位点甲基化后，Avy基因的表达就受到抑制，并且甲基化程度越高，受到的抑制越明显，小鼠体毛的颜色就越深。 核心探讨—步步高P76 完善小鼠“毛色遗传”机理的流程图。 Avy基因 DNA甲基化程度高 Avy基因的表达 Avy基因的表达产物少 环境 引起基因发生修饰 抑制 导致 体毛介于黄色和黑色之间 表型改变 表型改变 子代获得Avy基因的DNA甲基化修饰 遗传 （6）资料1和资料2展示的遗传现象有什么共同点？ 资料1和资料2展示的遗传现象都表现为基因的碱基序列保持不变，但基因的表达受到抑制，因此性状发生改变，而且这种改变可以遗传。 核心探讨—步步高P76 蜂王和工蜂的差异 同卵双胞胎间差异 基因组成相同的同卵双胞胎所具有的微小差异就与甲基化有关 基因甲基化决定了蜜蜂发育成工蜂还是蜂王，二者在DNA序列方面是完全一致的 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，叫作表观遗传。 概念： 基因组成相同的同卵双胞胎 表现遗传 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。 DNA甲基化是在甲基转移酶的催化下，DNA的CG两个核苷酸中的胞嘧啶，被选择性地添加甲基，形成5-甲基胞嘧啶，这常见于基因的5'-CG-3'序列。 DNA的甲基化可以引起基因的失活，基因不能表达。 启动子：是RNA聚合酶识别和结合的位点 —主要抑制转录 类型1. DNA甲基化 DNA甲基化 表现遗传 三种常见的调控机制 类型： 类型1. DNA甲基化 —DNA甲基化的遗传 表现遗传 这类改变通过有丝分裂或减数分裂能在细胞或个体世代间遗传 类型2. 组蛋白被修饰 —组蛋白甲基化、乙酰化等修饰也会影响基因表达（教材P74，相关信息） 表现遗传 三种常见的调控机制 类型： 组蛋白甲基化后，会使DNA缠绕在组蛋白上更紧，这样DNA不能解开双链从而不能转录，基因不能表达！ 资料3 植物的春化作用：低温促使植物开花的作用 冬小麦的Flc基因所在部位的组蛋白被修饰 类型2. 组蛋白被修饰 表现遗传 非编码RNA：不编码蛋白质的RNA。(除tRNA和rRNA) 类型3. 非编码RNA —主要抑制翻译(例如miRNA) 表现遗传 三种常见的调控机制 类型： (1)特点 ①可遗传性：即这类改变通过有丝分裂或减数分裂，能在细胞、个体间遗传。 ②可逆性的基因表达：如甲基化时，可影响基因的表达；去甲基化时，可恢复基因的表达。 ③不变性：基因的碱基序列不变。 (2)三种常见的调控机制 ①DNA甲基化修饰：主要抑制转录。 ②非编码RNA干扰(例如miRNA)：主要抑制翻译。 ③组蛋白甲基化、乙酰化等。 表观遗传的特点及调控机制 核心归纳—步步高P76 与社会的联系—教材P74 人的体细胞内的DNA甲基化水平升高，也影响染色体的组蛋白； 男性吸烟：精子活力下降； 怀孕期间女性吸烟：早产、学习和行为障碍、哮喘等疾病风险增加。 你对生命的态度，正在重塑你的DNA 为了你自己和子孙后代，请不要胡乱过日子 有科学家研究表明，如果父亲在11岁之前（即进入青春期之前）就开始吸烟，那他们的儿子在9岁时就会超重。这些事实说明，在父亲产生精子之前，他的生活经历就会在他的遗传物质上打下印迹。这些印迹可以经由生殖过程传给它们的儿子，甚至孙子。 如果爷爷辈在9到12岁时有大吃大喝的经历，那他们的孙子的寿命就比较短，得糖尿病的几率会增加。而在青春期前挨饿的男性，其孙子就较少得心血管病。同样，在青春期前曾大吃大喝的祖母，她们的孙女的寿命也会明显缩短。这说明爷爷奶奶辈的生活状态对身体的影响可以遗传给它们的孙子，而且爷爷奶奶辈在进入青春期之前的那段时间对于这种能遗传的印迹最为重要。 与社会的联系—教材P74 基因与性状并不是简单的一一对应关系 基因与性状间的对应关系 基因与性状间的对应关系 基因1 基因2 …… 基因400 身高 Ghd7 开花 生长发育 产量 多个基因决定一个性状 一个基因决定多个性状 基因与性状不一定是一一对应的关系 另外，生物体的性状还受　　　　的影响。 环境条件 人的身高、水稻的产量 只受基因的控制吗？ 基因与性状间的对应关系 1.性状与基因也存在一一对应关系。 2.一个性状可以受到多个基因的影响。 3.一个基因也可以影响多个性状。 4.性状可由基因与环境共同决定。 基因与基因、基因与基因表达产物、基因与环境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。 (1)表观遗传现象由于基因的碱基序列没有改变，因此生物体的性状也不会发生改变( ) (2)吸烟会导致精子中DNA的甲基化水平升高，从而影响基因的表达 ( ) (3)基因与性状是一一对应的关系( ) (4)生物有些性状可以由多个基因决定，但一个基因不会与多个性状有关( ) 判断正误—步步高P75 61 5.(2023·广西柳州高一月考)下列哪项不属于表观遗传的特点 A.对表型的影响可遗传给后代 B.DNA分子碱基可能连接多个甲基基团 C.甲基化导致DNA碱基序列发生改变 D.可由组蛋白的某些修饰导致 √ 典题应用—步步高P76 6.(2023·四川成都高一期中)下列关于基因与性状关系的叙述，错误的是 A.基因与性状之间并不都是一一对应的关系 B.基因能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状 C.生物体的性状是由基因决定的，但会受到环境等因素的影响 D.若基因的碱基序列保持不变，表型不会发生可遗传的变化 √ 典题应用—步步高P76 在一个蜂群中，少数幼虫一直取食蜂王浆而发育成蜂王，而大多数幼虫以花粉和花蜜为食将发育成工蜂。Dnmt3蛋白是Dnmt3基因表达的一种DNA甲基化转移酶，能使DNA某些区域添加甲基基团(如图所示)，DNA被甲基化后会干扰RNA聚合酶的识别。敲除Dnmt3基因后，蜜蜂幼虫将发育成蜂王，这与取食蜂王浆有相同的效果。 据上述研究解释蜜蜂幼虫因食物不同而发育不同的原因是什么？ 蜜蜂的幼虫以花粉和花蜜为食，Dnmt3基因表达一种DNA甲基化转移酶，造成一些基因被甲基化而不能表达，发育成工蜂；蜜蜂的幼虫以蜂王浆为食，Dnmt3基因不表达，一些基因正常表达而发育成蜂王。 典题应用 正常培养温度25℃下刚孵化的残翅果蝇幼虫 31℃培养 翅长接近正常的果蝇 25℃下培养 它们产生的后代 残翅果蝇 果蝇翅的发育需要经过酶催化的反应，而酶是在基因控制下合成的，酶的活性受温度、pH等条件的影响。 提出假说：（1）翅的发育需要经过酶催化的反应 （2）酶是在基因指导下合成的 （3）酶的活性受温度、pH等条件影响。 思维训练—教材P75 已知果蝇的长翅与残翅是一对相对性状，且长翅(V)对残翅(v)为显性，但遗传学家在不同温度下培养长翅果蝇幼虫，得到不同的结果，如下表。 请结合所学知识回答问题： (1)这个实验说明基因与性状是怎样的关系？________________________。 (2)果蝇B的残翅性状能否遗传？________。原因是__________________ _____________________________________________________________。 实验材料 实验处理 结果 长翅果蝇幼虫A 25 ℃条件培养 长翅果蝇 长翅果蝇幼虫B 35～37 ℃处理6～24 h后培养 残翅果蝇 基因控制生物的性状，同时还受环境的影响　 这种残翅性状是单纯由于环境条件的改变而引起的，其遗传物质(基因型)并没有发生改变 不能遗传 思维训练—教材P75 (3)人们将果蝇B的残翅性状称为表型模拟，若现有一残翅果蝇，如何判断它是否是表型模拟？请设计鉴定方案。 ①方法步骤：_____________________________________________________ _______________________________________________________________。 ②结果分析： A．_____________________________________________________________。 B．_____________________________________________________________。 若后代均为残翅果蝇，则该果蝇基因型为vv　 若后代有长翅果蝇出现，则说明该果蝇属于表型模拟 让这只残翅果蝇与在正常温度条件下发育成的异性残翅果蝇(基因型为vv)交配；让其后代在25 ℃温度条件下发育 思维训练—教材P75 经典遗传、表观遗传、环境等对表型的影响 DNA mRNA 蛋白质 性状 转录 翻译 体现 经典遗传 表观遗传 调控 环境 影响 影响 2.表观遗传：碱基序列不变，引起的性状变化可遗传 3.仅由环境变化引起的性状变化，不可遗传 1.经典遗传：碱基序列改变，引起的性状变化可遗传 网络构建 练习与应用—教材P75 1.提示：这种说法有一定的道理。基因通常是有遗传效应的DNA片段，DNA上特定的碱基排列顺序，蕴含着一定的遗传信息，可类比成组织者(导演)，负责整部作品的呈现；蛋白质是生命活动的主要承担者，具体参与细胞的各项生命活动，可类比成执行者(演员)；而性状则是生物体表现出来的形态结构、生理和行为等特征的总和，主要是由蛋白质参与完成的，可类比成呈现方式(作品)。当然，打比方总会有比得不合理之处，因此，只能说有一定的道理。三者之间的关系是：基因通过控制蛋白质的合成控制生物体的性状。 练习与应用—教材P75 2.(1)提示：第一，基因与性状的关系并不是简单的一一对应的关系，存在多对基因控制对性状和一对基因控制多对性状的情形；第二，核基因在染色体上呈线性排列，因此这些基因有可能位于同源染色体上，导致这些基因控制的性状不遵循自由组合定律；第三，某些植物进行无性生殖，性状传递也不遵循孟德尔遗传规律；第四，个别性状可能是细胞质基因控制或与母本提供的细胞质成分有关。 练习与应用—教材P75 (2)提示：科学实验必须是可重复的，只有这样才能说明实验的现象和结果是一种必然规律，而不是偶然发生的。科学实验的可重复性包括两方面：第一，实验样本量足够大，在相同实验条件下要有足够的重复观察次数；第二，任何实验结果的可靠性应经得起独立重复实验的考验，重复实验是检查实验结果可靠性的唯一方法。由于生物多样性的存在，不同生物的背景条件隐蔽且不一致(如山柳菊以无性生殖为主)，导致生命世界的很多现象具有独特性，不能用统一的定律解释。因此，生命科学实验的可重复性是有一定前提和条件限制的。 练习与应用—教材P75 3.资料显示：哺乳动物雌雄个体的体细胞中虽然X色体数量不同，但X染色体上的基因所表达的蛋白质的量是平衡的，这个过程称为剂量补偿。雌猫比雄猫多出1条X染色体，由于剂量补偿效应，在胚胎初期，细胞中的1条X染色体就会随机发生固缩失活，形成巴氏小体，而且发生染色体失活的细胞通过有丝分裂产生的子细胞也保留相同的染色体失活状态。 练习与应用—教材P75 对于基因型为XBXO的雌猫，如果体细胞中携带黑毛基因B的X染色体失活，XB就不能表达，而另一条X染色体上的XO表达，那么由该细胞增殖而来的皮肤上会长出黄色体毛；同理，如果体细胞中携带黄毛基因O的X染色体失活，则XO不表达，XB表达，由该细胞增殖而来的皮肤上就会长出黑色体毛。因此，基因型为XBXO的雌猫会呈现黑黄相间的毛色。 复习与提高—教材P78 1.(1)在视网膜细胞的细胞核中，编码这两种蛋白质的基因分别转录出相应的mRNA，mRNA通过核孔进入细胞质，在核糖体上翻译出蛋白质。 (2)否。家鸽的所有细胞均由受精卵发育而来，因此所有的细胞都含有这两个基因，但这两个基因只在部分细胞(如视网膜细胞)中特异性表达，不会在所有细胞中都表达。 (3)无法合成有功能的含铁的杆状蛋白质多聚体，可能导致家鸽无法“导航”，失去方向感。 复习与提高—教材P78 以A、B分别代表编码这两种蛋白质的基因。先设法去除家鸽的这两个基因(基因敲除)，组别为①去除A基因，②去除B基因，③同时去除A基因和B基因，④不去除基因的家鸽(对照组)分别测定4组家鸽视网膜细胞中是否有含铁的杆状蛋白质多聚体，如果有，进一步测定含量；然后在同一条件下放飞4组家鸽，观察它们的定向运动能力；实验要重复多次，确保可重复性。 复习与提高—教材P78 2.(1)缺乏酶⑤，会使人患白化病；缺乏酶③，会使人患尿黑酸症。 (2)提示：由这个例子可以看出，白化病等遗传病是由某些缺陷基因所引起的，这些基因的表达产物可能是参与营养物质代谢途径的重要的酶。基因可以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。 复习与提高—教材P78 (3)为贫困苯丙酮尿症患儿免费提供无苯丙氨酸配方奶粉，帮助他们解决特殊食物问题。不仅使苯丙酮尿症患儿得到救助，还推动了社会对苯丙酮尿症及其他罕见病群体的关注。这些政策是党和政府对国民健康状况的关怀，彰显了我国社会主义制度的优越性。 $$