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

该高中生物学导学案聚焦“基因表达与性状的关系”，引导学生通过中心法则复习遗传信息传递规律，借助表格对比DNA复制、转录等过程，结合皱粒豌豆、白化病等实例分析基因控制性状的直接与间接途径，搭建从分子机制到性状表现的学习支架。 资料以实例为载体，通过囊性纤维病、猫毛色等案例渗透结构与功能观的生命观念，习题设计融入牵牛花颜色调控、水稻耐碱基因等情境，培养基于证据分析的科学思维，助力学生理解基因与性状的复杂关系，提升自主探究和解决实际问题的能力。

4.2基因表达与性状的关系 导学案 班级： 姓名： 【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. 中心法则：由 克里克 提出，总结了 遗传信息 在细胞内的传递规律。 (1)各过程名称：① DNA复制 ；② 转录 ；③ 翻译 ； ④ RNA复制 ；⑤ 逆转录 。其中过程⑤需要 逆转录 酶。 (2)在正常细胞中能发生 ①②③ 过程， ④⑤ 过程只能发生在被 RNA病毒 感染的宿主细胞中。 (3)中心法则各过程都遵循 碱基互补配对 原则。 2. 中心法则各过程比较 过程 信息流动方向 条件 场所 模板 原料 能量 酶 其他 DNA复制 DNA→DNA DNA的两条链 脱氧核糖核苷酸 ATP 解旋酶 DNA聚合酶 细胞核(主要)、线粒体、叶绿体 转录 DNA→RNA DNA的一条链 核糖核苷酸 ATP RNA聚合酶 细胞核(主要)、线粒体、叶绿体 翻译 mRNA→蛋白质 mRNA 氨基酸 ATP 多种酶 tRNA核糖体 核糖体 RNA复制 RNA→RNA RNA 核糖核苷酸 ATP RNA复制酶 RNA病毒感染 的 宿主细胞 逆转录 RNA→DNA RNA 脱氧核糖核苷酸 ATP 逆转录酶 3. DNA两大功能 (1)传递遗传信息：通过 DNA复制 完成的，发生于亲代产生子代的 繁殖 过程或细胞 分裂 过程中。 (2)表达遗传信息：通过 转录 和 翻译 完成的，发生在 个体发育 过程中。 4. 不同生物的遗传信息流动过程 生物种类 遗传信息传递表达过程图 细胞生物、DNA病毒(如T2噬菌体，发生在被其感染的 宿主细胞 中) 大多数RNA病毒(如烟草花叶病毒，发生在被其感染的 宿主细胞 中) 逆转录病毒(如致癌的RNA病毒、HIV，发生在被其感染的 宿主细胞 中) 5. 基因对性状的控制：基因控制生物体性状是通过控制 蛋白质 的合成来实现的，有两条途径： (1)间接控制：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。 实例：淀粉分支酶基因异常→不能转录翻译出淀粉分支酶→淀粉含量低，蔗糖含量高→皱粒豌豆 酪氨酸酶基因异常→不能转录翻译出酪氨酸酶→不能将酪氨酸转化为黑色素→白化病 (2)直接控制：基因通过控制 蛋白质的结构 直接控制生物体的性状。 实例：CFTR基因缺失3个碱基对→CFTR蛋白缺少一个氨基酸→CFTR蛋白结构异常→囊性纤维病 血红蛋白基因异常→血红蛋白结构异常→血红蛋白功能异常→镰刀型细胞贫血症 6. 基因与性状的关系并不都是简单的 线性(一一对应) 关系。一个基因可能影响 多 种性状，一种性状也可能由 多 个基因控制。如身高由 多 个基因决定，也与后天营养、锻炼等有关。 7. 表现型是 基因型 和 环境 共同作用的结果。如水毛茛的叶形，水中呈丝状，空气中呈片状。 8. 细胞质基因 (1)分布： 线粒体 和 叶绿体 中。 (2)功能：①能进行 DNA 复制。②通过 转录 和 翻译 控制某些蛋白质的合成。 注：线粒体DNA和叶绿体DNA转录、翻译特点： 边转录边翻译，同时同地进行 。 (3)遗传特点：① 母系 遗传，子代性状与 母本 相同。受精卵中的细胞质几乎全部来自 母方 。 ② 不遵循 (遵循/不遵循)孟德尔遗传规律，杂交后代无一定的性状 分离比 。 【习题巩固】 1.牵牛花的颜色主要是由花青素决定的。如图为花青素的合成途径与颜色变化示意图： 从图中不能得出的结论是（ ） A.花的颜色由多对基因共同控制 B.基因可以通过控制酶的合成来控制代谢过程 C.生物体的性状由基因决定，也受环境影响 D.若基因①不表达，则基因②和基因③不表达 2.我国科学家对三万余株水稻进行筛选，成功定位并克隆出耐碱—耐热基因ATT，发现该基因编码GA20氧化酶，从而调控赤霉素的生物合成。适宜浓度的赤霉素通过调节SLR1蛋白的含量，能减少碱性和高温环境对植株的损伤。下列叙述错误的是（ ） A.该研究表明基因与性状是一一对应关系 B.ATT基因通过控制酶的合成影响水稻的性状 C.可以通过调节ATT基因的表达调控赤霉素的水平 D.该研究成果为培育耐碱—耐热水稻新品种提供了新思路 3.基因通过控制蛋白质的合成，精细地调控着生物体的性状。下列关于基因表达的叙述错误的是（ ） A.转录时DNA的空间结构发生不可逆地改变 B.基因与性状之间并不都是简单的线性关系 C.核苷酸序列不同的基因可表达出相同的蛋白质 D.不同细胞在分化过程中可能有相同的基因在表达 4.对于下列基因控制生物性状的两个途径，相关叙述错误的是（ ） 途径1：基因→蛋白质→性状 途径2：基因→酶（代谢）→性状 A.途径1和2可以发生在同一个细胞中 B.途径1和2所表现的性状可能受多个基因控制 C.途径1和2中的一个基因可能控制多个性状 D.囊性纤维化体现了基因以途径2的方式控制性状 5.如图所示为人体内基因对性状的控制过程，下列叙述正确的是（ ） A.①②或⑥⑦都表示基因的表达过程，但发生在不同细胞中 B.基因1和基因2的遗传一定遵循基因的自由组合定律 C.生物体中一个基因只能决定一种性状 D.⑦→⑥→⑤过程说明基因可通过控制酶的合成，直接控制生物体的性状 6.(2025·江苏南通调研)请回答下列与表观遗传有关的问题: (1)表观遗传是指　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)DNA甲基化是表观遗传现象产生的重要原因之一,DNA甲基化是指在有关酶的催化下,DNA中部分碱基上连接一个　　　　,通常来说,甲基化程度越高,基因的表达受到的抑制　　　　。 (3)某种猫的毛色由X染色体上的一对等位基因A(黄色)和a(黑色)控制,杂合雌猫(XAXa)的毛色表现为黑黄相间。研究发现,在胚胎时期,雌猫体细胞中两条X染色体中的一条随机发生染色质固缩失活,失活后的X染色体上的部分基因不再表达,染色体失活后的细胞经分裂产生的子细胞也保留相同的染色体失活状态,据此推测,细胞中含　　　　基因的X染色体失活时,该处毛色表现为黄色,含　　　　基因的X染色体失活时,表现为黑色。据此推测,该表观遗传现象的产生与　　　　有关。 答案 1--5DAADA 6.(1)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)甲基基团(—CH3)　越明显(或越强) (3)a　A　X染色体随机失活 解析　(1)表观遗传是指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)DNA甲基化是指在有关酶的催化下,DNA中部分碱基上连接一个甲基基团(—CH3),通常来说,甲基化程度越高,基因的表达受到的抑制越明显。(3)依题意分析,雌猫体细胞内,某条X染色体失活,则会表现出另一条X染色体上的基因控制的性状,因此,若细胞中含a基因的X染色体失活,则该处毛色表现为黄色;同理,若细胞中含A基因的X染色体失活,则该处毛色表现为黑色。据此推测,该表观遗传现象的产生与X染色体随机失活有关。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $