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

该高中生物学课件聚焦基因表达与性状的关系，涵盖基因通过酶或蛋白质控制性状、基因选择性表达与细胞分化、表观遗传及基因与性状的复杂关系。课堂以“晏子使楚”情境导入，通过“橘枳差异”讨论建立环境与基因表达的联系，搭建学习支架引导学生深入核心内容。 其亮点在于以生命观念为核心，通过水毛茛叶形、皱粒豌豆等实例体现结构与功能观，结合科学思维分析鸡细胞实验数据归纳规律，设计“酒量训练”“残翅果蝇”等问题培养探究实践能力。学生能深化对基因与性状关系的理解，教师可高效提升学生核心素养。

讨论： 为什么相同的生物在不同的环境中会出现性状差异？ 情境引入 “橘生淮南则为橘，生于淮北则为枳，叶徒相似，其实味不同。所以然者何？水土异也。” 晏子使楚 批判性思维：橘和枳是不是同种植物？ 不是！ 水土异也，即生活环境有所不同 基因、蛋白质、性状三者间究竟存在怎样的联系？ 2028届生物学教研组 1 必 修二 2019人教版·生物学·必修2 第2节 基因表达与性状的关系 2028届生物学教研组 2 教材分析 课标要求 素养目标 1. 阐明基因表达产物与性状的关系 2. 理解细胞分化的本质 3. 概述表观遗传现象 1.生命观念：理解基因与生物性状的关系，认识基因表达的调控机制，形成遗传信息决定性状、性状是基因与环境共同作用的结果的生命观念。 2.科学思维：通过分析基因控制性状的实例，培养归纳概括和逻辑推理能力；能够运用表观遗传的知识解释一些遗传现象。 3.科学探究：能够分析实验数据，理解基因的选择性表达；能够设计简单实验验证基因表达与性状的关系。 4.社会责任: 认识环境因素（如吸烟）对基因表达的影响，形成健康生活的意识；理解表观遗传研究在医学、农业等领域的应用价值。 难点 重点 3 知识目录 01 基因表达产物与性状的关系 02 基因的选择性表达与细胞分化 03 表观遗传 04 基因与性状的关系 同一株水毛茛裸露在空气中的叶和浸泡在水中的叶表现出两种不同的形态。浮在水面上的叶子是宽阔的五边形或者手掌形，而沉在水中的叶子则变成了细细的丝状叶。 2.这两种叶形的差异，可能是由什么因素引起的？ 1.这两种形态的叶，其细胞的基因组成一样吗？ 一样 可能是由叶片所处的环境因素引起的。 基因 控制 蛋白质 体现 性状 怎样控制？ 一、基因表达产物与性状的关系 2028届生物学教研组 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？ 根本原因：皱粒豌豆的DNA中插入了一段外来DNA序列 直接原因：淀粉分支酶（蛋白质）异常导致淀粉含量降低 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。 1.皱粒豌豆的形成机制 一、基因表达产物与性状的关系 2028届生物学教研组 7 基因 酶的合成 控制 生物性状 控制 编码淀粉分支酶基因 合成淀粉分支酶 合成淀粉 淀粉含量升高，保留水分 编码支链淀粉酶的基因被插入的DNA序列打乱 淀粉酶异常，活性降低 淀粉合成受阻，含量降低 淀粉含量低的豌豆，失水皱缩 控制 代谢过程 控制 催化 导致 外来DNA 插入 1.皱粒豌豆的形成机制 基因 酶 代谢过程 生物性状 一、基因表达产物与性状的关系 2028届生物学教研组 实例2：白化病的病因 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？ 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。 基因的改变可能会改变生物的性状，导致疾病的产生。 老人头发变白的原因？ 2. 用文字和箭头总结基因、酶与性状之间的关系。 一、基因表达产物与性状的关系 2028届生物学教研组 8 2.白化病形成的机制 控制酪氨酸酶的基因异常 酪氨酸不能正常转化为______ ________不能正常合成 缺乏黑色素，表现_______ 酪氨酸酶 黑色素 白化病 基因 酶 代谢过程 生物性状 一、基因表达产物与性状的关系 2028届生物学教研组 编码淀粉分支酶的基因 淀粉分支酶 蔗糖 淀粉 酪氨酸酶 酪氨酸 黑色素 正常 代谢过程 合成 代谢过程 合成 酪氨酸酶基因 基因　 酶的合成 生物体的性状 代谢过程 控制 控制 间接控制 结论1：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。 一、基因表达产物与性状的关系 2028届生物学教研组 酒精（乙醇） 乙醇脱氢酶 乙醛 乙醛脱氢酶 乙酸 （醋酸） CO2、H2O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 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！ 联系生活 一、基因表达产物与性状的关系 2028届生物学教研组 编码CFTR蛋白(一种转运蛋白)的基因缺失3个碱基对 CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸，其空间结构发生变化 CFTR转运氯离子的功能出现异常 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 基因 蛋白质的结构 生物性状 相关信息：囊性纤维化是北美白种人中常见的一种遗传病，患者支气管被异常的粘液堵塞，常于幼年时死于肺部感染。 3.囊性纤维化形成的机制 一、基因表达产物与性状的关系 2028届生物学教研组 12 编码血红蛋白的 基因中一个碱基对发生变化 血红蛋白的空间结构发生变化 红细胞变成镰刀型状， 运输O2能力降低 容易破裂，患溶血性贫血 基因 蛋白质的结构 生物性状 镰状红细胞 4.镰状细胞贫血症形成的机制 正常红细胞 一、基因表达产物与性状的关系 2028届生物学教研组 13 结论2：基因通过控制蛋白质的结构，直接控制生物体的性状。 基因　 蛋白质的结构 生物体的性状 控制 直接 控制 一、基因表达产物与性状的关系 2028届生物学教研组 5.基因控制生物体的性状的方式: (1)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。 白化病 皱粒豌豆 苯丙酮尿症 (2)基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。 囊性纤维化 镰状细胞贫血症 一、基因表达产物与性状的关系 2028届生物学教研组 比较项目 间接途径 直接途径 作用对象 酶（或激素） 结构蛋白 作用过程 基因→酶→代谢→性状 基因→结构蛋白→性状 实例 皱粒豌豆、白化病、苯丙酮尿症 镰状细胞贫血、囊性纤维化 特点 作用于代谢过程，间接影响性状 直接作用于蛋白质结构， 直接影响性状 归纳总结 一、基因表达产物与性状的关系 2028届生物学教研组 16 受精卵 生物体多种性状的形成，都是以细胞分化为基础的。 同一生物体中不同类型的细胞，基因都是相同的， 而形态、结构和功能却各不相同，这是为什么呢？ 干细胞 红细胞 神经元 脂肪细胞 心肌细胞 小肠上皮细胞 软骨细胞 上皮细胞 细胞分裂 细胞分化 一、基因表达产物与性状的关系 2028届生物学教研组 知识目录 01 基因表达产物与性状的关系 02 基因的选择性表达与细胞分化 03 表观遗传 04 基因与性状的关系 1.分析不同类型细胞中DNA和mRNA的检测结果 思考·讨论 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进行了检测，结果如下表所示。 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。 讨论： 1．这3种细胞中合成的蛋白质种类有什么差别？ 这3种细胞中合成的蛋白质种类不完全相同，虽然有些蛋白质在所有的细胞中都合成，但也有一些特定功能的蛋白质只在特定的细胞中合成。 二、基因的选择性表达与细胞分化 2028届生物学教研组 19 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进行了检测，结果如下表所示。 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。 讨论： 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？ 在细胞中，并不是所有的基因都表达，基因的表达存在选择性。 1.分析不同类型细胞中DNA和mRNA的检测结果 思考·讨论 二、基因的选择性表达与细胞分化 2028届生物学教研组 20 科学家研究发现，细胞中的基因有些表达，有些不表达。 管家基因 奢侈基因 概念: 所有细胞均表达的一类基因，其表达产物是维持细胞基本生命活动所必需的。 实例: 呼吸酶基因、核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因。 概念: 不同类型细胞特异性表达的一类基因，其产物赋予不同细胞特异性的生理功能 实例:血红蛋白基因、胰岛素基因、卵清蛋白基因。 2.表达的基因的种类: 二、基因的选择性表达与细胞分化 2028届生物学教研组 21 3.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。 A B C D E 基因 A B C D E A B C D E A B C D E ①根本原因: 基因的选择性表达 ②直接原因: 蛋白质种类的不同 二、基因的选择性表达与细胞分化 2028届生物学教研组 22 性状 基因表达调控 基因什么时候表达 在哪种细胞中表达 表达水平的高低 直接影响 表观遗传就是一种非常重要的基因表达调控手段，什么是表观遗传？它调控基因表达的机理是什么呢？ 4.细胞分化的“不变”与“变” DNA、tRNA、rRNA ①不变 细胞的数目 ②变 mRNA、蛋白质的种类 细胞的形态、结构和功能 二、基因的选择性表达与细胞分化 2028届生物学教研组 知识目录 01 基因表达产物与性状的关系 02 基因的选择性表达与细胞分化 03 表观遗传 04 基因与性状的关系 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！ 你同意这种观点吗？ 记忆会遗传吗？ 三、表观遗传 2028届生物学教研组 两株柳穿鱼体内Lcyc基因的序列相同 资料1 柳穿鱼是一种园林花卉。下图所示的两株柳穿鱼，除了花的形态结构不同，其他方面基本相同。 植株A 植株B Lcyc基因在开花时表达 Lcyc基因不表达 Lcyc基因被高度甲基化( Lcyc基因有多个碱基连接甲基基团) Lcyc基因正常 植株B的Lcyc基因高度甲基化,使Lcyc基因无法表达。 讨论：1.上述资料中,植株B花形态改变的原因是什么? 三、表观遗传 2028届生物学教研组 DNA甲基化修饰 1.含义 DNA甲基化修饰是指在DNA甲基转移酶作用下，DNA碱基基团上增加甲基化学修饰，而DNA碱基序列本身不发生变化。 甲基化 C 5'  C G G 3'  3'  5'  C 5'  C G G 3'  3'  5'  CH3 CH3 注 DNA甲基化修饰多发生在胞嘧啶上。 CH3 甲基化 胞嘧啶 5-甲基胞嘧啶 SAM SAH CH3 2.影响 DNA甲基化修饰通常会抑制基因的表达（转录），进而对表型产生影响，还可以遗传给后代，使后代出现同样的表型。 知识拓展 三、表观遗传 2028届生物学教研组 Lcyc基因 Lcyc基因 Lcyc基因 Lcyc基因 Lcyc基因 Lcyc基因 Lcyc基因 Lcyc基因 亲本 F1 配子 基因表达 基因未表达 A B 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F1的花与植株A的相似。 讨论：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相似? 三、表观遗传 2028届生物学教研组 Lcyc基因 Lcyc基因 Lcyc基因 Lcyc基因 Lcyc基因 Lcyc基因 Lcyc基因能表达，表现为显性 F1 F2 绝大部分植株的花与植株A相似 少部分植株的花与植株B相似 Lcyc基因 Lcyc基因 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。 三、表观遗传 2028届生物学教研组 29 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。 F1 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？ 表现出不同毛色的Avya小鼠 P AvyAvy (黄色)×aa(黑色) Avya 因为小鼠的Avy基因的前端(或称“上游”)有一段特殊的碱基序列决定着该基因的表达水平，这段碱基序列具有多个可发生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 三、表观遗传 2028届生物学教研组 × P F1 AvyAvy （黄色） aa （黑色） Avya （?色） 表现不同毛色，介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型 Avy基因 前端 无甲基化，Avy基因正常表达，黄色 Avy基因 甲基 前端 部分甲基化，Avy基因表达受抑制， 随甲基化程度越高毛色逐渐加深成渐变色。 Avy基因 甲基 前端 完全甲基化，Avy基因表达全被 抑制，毛色更深成黑色 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。 三、表观遗传 2028届生物学教研组 上述资料中，柳穿鱼花和小鼠性状改变的原因是什么？ 柳穿鱼花：Lcyc基因的部分碱基被高度甲基化； 小鼠毛色：Avy基因的前端有一段影响Avy基因表达的特殊的碱基序列被甲基化。 发生在基因或基因前端的甲基化修饰均导致相关基因的表达受到抑制， 进而影响性状。 上述两个例子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？ 两个例子展示的遗传现象都表现为：基因的碱基序列保持不变，但部分碱基发生了甲基化修饰，抑制了基因的表达，进而对表型产生影响。 这种DNA甲基化修饰可以遗传给后代，使后代出现同样的表型。 三、表观遗传 2028届生物学教研组 1.定义： 2.特点 ②可遗传性：这类改变通过有丝分裂或减数分裂，能在细胞个体间遗传。 ④与环境有关 ③可逆性 (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) 在表观遗传中， 一般不符合孟德尔遗传规律。 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。 3.发生时期： 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。 ①基因的碱基序列不变 包括父母的精神生活、习惯和环境的改变而引起的身体状况变化，并通过某种途径遗传给了后代 三、表观遗传 2028届生物学教研组 4.实例 基因组成相同的同卵双胞胎所具有的微小差异； 一个蜂群中，蜂王和工蜂都是由受精卵发育而来的，但它们在形态、结构、生理和行为等方面截然不同； 持续吃蜂王浆 幼虫期只吃三天蜂王浆 蜂王 工蜂 蜂王浆可以降低DNA甲基转移酶(Dnmt3)基因的表达水平，从而降低DNA的甲基化程度，调控雌蜂幼虫的分化。 三、表观遗传 2028届生物学教研组 (1) DNA甲基化修饰 ➡主要抑制转录 (2)组蛋白甲基化 (3)非编码RNA干扰(例如miRNA) ➡主要抑制翻译 ➡几乎总是促进基因表达 组蛋白乙酰化 ➡既可以促进，也可以抑制，取决于修饰的位点(赖氨酸还是精氨酸)和甲基化状态。 5.常见的调控机制 三、表观遗传 2028届生物学教研组 35 真核生物细胞核中的DNA与一些蛋白质结合在一起，带负电荷的DNA缠绕在带正电荷的蛋白质（如组蛋白）上，使细胞的DNA卷成紧密的结构。乙酰化修饰就是用乙酰基把组蛋白的正电荷屏蔽掉。组蛋白的正电荷一旦减少，与其DNA的结合就会减弱，这部分DNA就会松开，激活相关基因的转录。 构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等 知识拓展 三、表观遗传 2028届生物学教研组 36 RNA干扰是正常生物体内抑制特定基因表达的一种现象。当细胞中导入或内源产生与某个特定mRNA同源的双链RNA时，该mRNA发生降解或翻译阻滞，导致基因表达沉默，这种现象发生在转录后水平，又称为转录后基因沉默，是表观遗传的重要机制之一。 ③非编码RNA干扰（例如miRNA）（主要抑制翻译） DNA DNA mRNA 非编码RNA 蛋白质 阻止翻译(抑制基因表达) 互补配对 知识拓展 三、表观遗传 2028届生物学教研组 37 有研究表明，吸烟会使人的体细胞内DNA的甲基化水平升高，对染色体上的组蛋白也会产生影响。不仅如此，还有研究发现，男性吸烟者的精子活力下降，精子中DNA的甲基化水平明显升高。请查阅相关资料，结合表观遗传、烟草烟雾中含有的化学物质及其危害等知识，向亲友和周围人群深入宣传戒烟的道理。 社会联系 怀孕期间女性吸烟：早产、幼儿学习和行为障碍、哮喘等疾病风险增加。 三、表观遗传 2028届生物学教研组 38 知识目录 01 基因表达产物与性状的关系 02 基因的选择性表达与细胞分化 03 表观遗传 04 基因与性状的关系 1.一种性状可由一个基因控制吗？请举例说明。 2.一种性状一定由一个基因控制吗？请举例说明。 有可能；如豌豆的高茎矮茎、圆粒皱粒等，可看作由一个基因控制一种性状。 不是；如现实情况下，子女身高与父母身高的数据关系，并未体现出一对的等位基因控制的相对性状的遗传特点。 人的身高是由多个基因决定的，其中每个基因对身高都有作用。 多因一效 一因一效 四、基因与性状的关系 2028届生物学教研组 3.一个基因一定只控制一种性状吗？请举例说明。 携带Ghd7基因与不携带Ghd7基因对比图（图中较短、较小、较少者为不携带）。 a单株成熟期； b主茎高度； c剑叶长度； d穗大小； e单株产量谷物（粒） 水稻Ghd7基因编码的蛋白质对水稻的生长、发育和产量都有重要的作用。 一因多效 四、基因与性状的关系 2028届生物学教研组 基因控制生物体的性状，而性状的形成同时还受到环境的影响。 (1)请针对出现残翅果蝇的原因提出假说，进行解释。 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。 (2)这个实验说明基因与性状的关系是怎样的？ 4.生物体的性状完全由基因控制吗？请举例说明。 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 残翅果蝇 25℃下培养 它们产生的后代 思维训练 四、基因与性状的关系 2028届生物学教研组 教师应提醒学生表观遗传是可遗传的，而此段文字中表述的现象并未发生遗传。 基因与基因、基因与基因产物、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而又繁而有序的网络，精细地调控着生物体的性状。 性状 基因与 基因 基因与环境 基因与基因表达产物 5.尝试建构基因、性状、环境之间的关系。 大多数情况下,基因和性状不是简单的一一对应的关系。 一般来说，性状是基因和环境共同作用的结果 四、基因与性状的关系 2028届生物学教研组 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，精细的调控者生物体的性状。 43 ①一个基因决定一个性状(一因一效) 如红绿色盲、白化病等单基因遗传病。 ②一个基因可以影响多个性状(一因多效) 如研究发现水稻中的Ghd7基因编码的蛋白质不仅参与了开花的调控，而且对水稻的生长、发育和产量都有重要的作用。 ③一个性状受到多个基因的影响(多因一效) 基因 如人的身高是由多个基因决定的，其中每个基因对身高都有一定的作用。 环境 通过改变遗传物质(如基因突变，染色体变异等)，使性状发生改变。可遗传。 通过影响基因的表达，导致产生性状差异。可遗传。（表观遗传） (内因) (外因) 生物的性状不完全是由基因决定的，环境对性状也有的重要的影响 仅由环境变化引起的性状变化，不可遗传。（表型模拟） 总结 四、基因与性状的关系 2028届生物学教研组 44 基因表达与性状的关系 基因表达产物与性状的关系 基因的选择性表达与细胞分化 表观遗传 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。 基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。 表达的基因的种类: 管家基因 奢侈基因 细胞分化的本质: 基因的选择性表达 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。 (1)概念: (2)特点: ③DNA碱基序列不发生改变。 ①可遗传性 ②可逆性的基因表达 (3)常见的调控机制: ① DNA甲基化修饰 ③组蛋白甲基化 ④组蛋白乙酰化 ②非编码RNA干扰 课堂小结 2028届生物学教研组 45 1.个体的性状和细胞的分化都取决于基因的表达及其调控。判断下列相关表述是否正确。 (1)基因与性状之间是一一对应的关系。( ) (2)细胞分化产生不同类型的细胞，是因为不同类型的细胞内基因的表达存在差异。 × √ 2.我国科学家将含有人凝血因子基因的DNA片段注射到羊的受精卵中，由该受精卵发育而成的羊，分泌的乳汁中含有人的凝血因子，可治疗血友病。下列叙述错误的是( ) A.这项研究说明人和羊共用一套遗传密码 B.该羊的乳腺细胞中含有人的凝血因子基因 C.该羊分泌的乳汁中含有人的凝血因子基因 D.该羊的后代也可能含有人的凝血因子基因 C 练习与应用 2028届生物学教研组 3.有人说，“基因是导演，蛋白质是演员，性状是演员的表演作品。”你认为这种说法有道理吗？为什么？请你整理总结基因、蛋白质和性状三者之间的关系。 有一定道理。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 2028届生物学教研组 2.孟德尔通过豌豆杂交实验发现了分离定律和自由组合定律，然而，与他同时代的一些生物学家利用某些植物做一些性状的杂交实验时，并没有得出3:1和9:3:3:1的数量比；孟德尔用山柳菊也未得到与豌豆杂交实验相同的结果。请回答下列问题。 (1)为什么利用这些植物进行某些性状的杂交实验时，难以得出3:1和9:3:3:1的数量比？请运用所学知识对可能的原因作出推测。 ①基因与性状并不是简单的一一对应的关系 ②某些基因位于同源染色体上，导致其控制的性状遗传不遵循自由组合定律 ③某些植物进行无性生殖，不遵循孟德尔遗传规律 ④个别性状是由细胞质基因控制 (2)你怎样看待科学实验的可重复性？ 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，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 2028届生物学教研组 3.某种猫的雄性个体有两种毛色：黄色和黑色；而雌性个体有三种毛色：黄色、黑色、黑黄相间。分析这种猫的基因，发现控制毛色的基因是位于X染色体上的一对等位基因：XO(黄色)和XB(黑色)，雄猫只有一条X染色体，因此，毛色不是黄色就是黑色。而雌猫却出现了黑黄相间的类型，这是为什么呢？是不是雌猫的有些细胞内XO表达，而另一些细胞内XB表达呢？请查找资料，寻找答案。 在胚胎发育早期，雌猫细胞中的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。基因型为XBXO的雌猫，若体细胞中携带基因B的X染色体失活，另一条X染色体上的XO表达，那么该细胞增殖而来的皮肤上会长出黄色体毛；同理，若体细胞中携带基因O的X染色体失活，XB表达，由该细胞增殖而来的皮肤上会长出黑色体毛。因此，基因型为XBXO的雌猫会呈现黑黄相间的毛色。 练习与应用 2028届生物学教研组 一、选择题 1-5 D D C A C 二、非选择题 1.(1)编码这两种蛋白质的基因分别转录出相应的mRNA，mRNA再在核糖体上进行翻译。 (2)否。家鸽所有细胞均由受精卵发育而来，都含有这两个基因，但只在部分细胞中表达。 (3)无法“导航”，失去方向感。以A、B分别代表编码这两种蛋白质的基因。将家鸽分为4组，①去除A基因②去除B基因③同时去除A、B基因④不去除基因，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，并在放飞后观察它们的定向运动能力。 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)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。 (3)不仅使患儿得到救助，还推动社会对苯丙酮尿症及其他罕见病群体的关注。 复习与提高 练习与应用 2028届生物学教研组 Lavf58.46.101 Lavf58.46.101 $