4.2基因表达与性状的关系 导学案-2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

高中生物导学案 制作人： 2025—2026学年高一下学期生物 人教版 必修2 第 4.2课 基因表达与性状的关系 导学案 【课前预习案】 【学习目标】 1.通过实例分析，概括基因控制性状的两种主要方式。 2.阐明基因、蛋白质与性状之间的关系。 3.说明表观遗传的概念和机理，并举例说明。 4.区分基因与性状之间的复杂关系 【学习重难点】 重点：1.基因控制性状的两种方式 2.表观遗传的概念 难点：1.表观遗传的机理 2.基因与性状的复杂关系 【知识梳理】 1、 基因表达产物与性状的关系 1.基因控制性状的两种途径 间接途径：基因通过控制________的合成来控制__________过程，进而控制生物体的性状。 直接途径：基因还能通过控制________________直接控制生物体的性状。 2.基因控制性状实例连线 ①豌豆的圆粒与皱粒 a通过蛋白质结构直接控制性状 ②白化病 b通过控制酶的合成控制代谢间接控制性状 ③囊性纤维化病 二、基因的选择性表达与细胞分化 1.生物体多种性状的形成，是以 为基础的。细胞分化的本质是 。 2.表达基因两种类型 ①______________表达的基因。如：核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因。 ②某类细胞中___________表达的基因。如：卵清蛋白基因、胰岛素基因。 三、表观遗传 1.概念：生物体基因的___________________不变，但____________和_________发生可遗传变化的现象。 2.实例： ①同卵双胞胎所具有的微小差异与________有关。 ②一个蜂群中，蜂王和工蜂都是由__________发育而来，它们的形态、结构、生理和行为不同也与_____________有关。 3.类型：表观遗传的类型有DNA的______、________的甲基化和乙酰化等。 4.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。 4、 基因与性状的关系 (1)基因控制生物体的性状 (2)生物体的性状还受________的影响。 (3)基因与基因、基因与基因表达产物、________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________。 【体系建构】 【课中探究案】 【探究一】 遗传组成相似的雌性蜜蜂幼虫,若一直以蜂王浆为食将发育成蜂王,若以花粉和花蜜为食将发育成工蜂。研究表明,蜂王浆导致幼虫DNA甲基化减少,幼虫将发育为蜂王。Dnmt3蛋白是一种DNA甲基化转移酶,能使DNA某些区域添加甲基基团,如下图所示。请回答下列问题: (1)如果①以基因的β链为模板,则虚线框中合成的RNA的碱基序列为　　　　　(标明链的方向)。过程②发生的场所是　　　　,其模板是　　　　　。  (2)DNA甲基化若发生在基因的一些特定DNA序列上,则会影响　　　　　与该序列的识别与结合,进而抑制遗传信息的　　　　过程。  (3)研究表明蜂王浆中的蛋白是决定雌性蜜蜂幼虫发育成为蜂王的关键因素,请根据文中信息推测蜂王浆中的蛋白可能　　　　(填“促进”或“抑制”)Dnmt3蛋白活性。  (4)已知注射Dnmt3 siRNA(小干扰RNA)能抑制Dnmt3基因表达,为验证Dnmt3是决定雌蜂幼虫发育成工蜂或蜂王的关键因素,科研人员取多只生理状况相同的幼虫,平均分为A、B两组,请根据提示完成表中内容。 组别 A组 B组 处理方式 ①　　　　　  注射适量Dnmt3 siRNA溶液 饲养方式 ②　　　　　  饲喂花粉和花蜜 培养条件 其他条件相同且适宜 预期结果 发育为③　　  发育为④　　  (5)综上所述,表观遗传指的是生物体基因的　　　　　　　　,但　　　　　　　发生可遗传变化的现象。 【探究二】 脑源性神经营养因子(BDNF)是小鼠大脑中表达最为广泛的一种神经营养因子,研究表明,抑郁症与BDNF基因甲基化水平变化及外周血中BDNF mRNA含量降低等有关。如图为BDNF基因表达及调控过程。下列相关叙述错误的是(　　) A.BDNF基因的甲基化程度会影响其表达产物含量 B.抑制miRNA-195基因表达的药物有望治疗抑郁症 C.若②过程后BDNF mRNA未被降解,则BDNF基因的表达量不受影响 D.①③过程碱基配对方式相同,③过程核糖体从右向左移动 【课后巩固案】 1、 选择题 1.有人把分化细胞中表达的基因形象地分为“管家基因”和“奢侈基因”。“管家基因”在所有细胞中都处于活动状态,是维持细胞基本生命活动所必需的;而“奢侈基因”只在特定组织细胞中才处于活动状态。下列属于“管家基因”指导合成的产物是(　　) A.ATP水解酶 B.血红蛋白 C.胰岛素 D.抗体 2.下列关于基因对性状的控制的叙述,正确的是(　　) A.白化病体现了基因对性状的直接控制 B.囊性纤维化体现了基因对性状的间接控制 C.镰状细胞贫血体现了基因对性状的间接控制 D.豌豆的圆粒与皱粒体现了基因对性状的间接控制 2、 材料分析题 基因表达调控对生物体内细胞分化、形态发生等生命过程有重要意义,RNA介导的基因沉默是生物体内一种重要的基因表达调控机制。miRNA是真核生物中介导基因沉默的一类重要RNA,其作用机制如图所示。回答下列问题。 (1)图中发生碱基互补配对的过程有　　　　(填序号),在②过程中,多个核糖体结合到同一条mRNA上的生理学意义是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)由题图可知,miRNA基因调控目的基因表达的机理是　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)研究发现,RNA介导的基因沉默是可以遗传给子代的,这　　　　(填“属于”或“不属于”)表观遗传,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  【答案解析】 【课中探究案】 探究一：(1)5'-CUUGCCAGC-3'　核糖体　mRNA　(2)RNA聚合酶　转录　(3)抑制　(4)①注射等量不含Dnmt3 siRNA的溶液(注射等量无关siRNA溶液)　饲喂花粉和花蜜　工蜂　蜂王　(5)碱基序列保持不变　基因表达和表型 探究二：CD　BDNF基因的甲基化程度会影响基因的表达水平,进而影响其表达产物含量,A正确;抑制miRNA-195基因表达的药物能抑制BDNF mRNA被降解,有望治疗抑郁症,B正确;若②过程后BDNF mRNA未被降解,但由于其部分碱基与miRNA-195互补配对,则BDNF mRNA不能进行翻译,BDNF基因的表达量会受到影响,C错误;与①过程相比,③过程不存在T—A的碱基配对方式,D错误。 【课后巩固案】 1、 选择题 1.　A　 解析:ATP水解酶基因在所有细胞中都表达,属于“管家基因”;血红蛋白基因只在红细胞中表达,胰岛素基因只在胰岛B细胞中特异性表达,抗体只在浆细胞中表达,都属于“奢侈基因”表达的产物。 2.D　白化病与酪氨酸酶的异常有关,体现了基因通过控制酶的合成间接控制生物体的性状,A错误;囊性纤维化体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状,B错误;镰状细胞贫血体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状,C错误;豌豆的圆粒和皱粒与淀粉分支酶的异常有关,体现了基因通过控制酶的合成间接控制生物体的性状,D正确。 2、 材料分析题 　(1)①②③　少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质　(2)miRNA可以和mRNA碱基互补配对结合形成核酸杂交分子,导致核糖体不能结合到mRNA上,从而抑制翻译过程　(3)属于　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 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $