基因表達(dá)與性狀的關(guān)系教案一、教學(xué)目標(biāo)1.舉例說(shuō)明，基因通過(guò)控制酶的合成或蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)控制生物體的性狀。2.說(shuō)明細(xì)胞分化是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果。3.概述生物體的表觀遺傳現(xiàn)象。二、教學(xué)重難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)（1）基因表達(dá)與性狀的關(guān)系。（2）細(xì)胞分化的本質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)。（3）表觀遺傳現(xiàn)象。2.教學(xué)難點(diǎn)表觀遺傳現(xiàn)象。教學(xué)過(guò)程【導(dǎo)入】：?jiǎn)栴}探討：同一株水毛茛，裸露在空氣中的葉和浸在水中的葉，表現(xiàn)出了兩種不同的形態(tài)。1、這兩種形態(tài)的葉，其細(xì)胞的基因組成一樣嗎？答：基因組成是一樣的。這兩種葉形的差異，可能是由什么因素引起的？答：可能是由葉片所處的環(huán)境因素引起的。【一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系】實(shí)例三：囊性纖維化是北美白種人中常見(jiàn)的一種遺傳病，患者支氣管被異常的粘液堵塞，常于幼年時(shí)死于肺部感染。病因：CFTR基因缺失了3個(gè)堿基→CFTR蛋白結(jié)構(gòu)異常，導(dǎo)致功能異?！颊咧夤軆?nèi)黏液增多→黏液清除困難，細(xì)菌繁殖，肺部感染。實(shí)例四：鐮狀細(xì)胞貧血病因：控制血紅蛋白形成的基因中一個(gè)堿基對(duì)變化→血紅蛋白的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化→紅細(xì)胞呈鐮刀狀→紅細(xì)胞易破裂,患溶血性貧血結(jié)論2：基因還能通過(guò)控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀。（教材P71黑體字）歸納總結(jié)：基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系1、基因通過(guò)控制酶的合成來(lái)控制代謝過(guò)程，進(jìn)而控制生物體的性狀。實(shí)例一豌豆的圓粒和皺粒、實(shí)例二白化病2、基因通過(guò)控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀。實(shí)例三囊性纖維病、實(shí)例四鐮狀細(xì)胞貧血【連接】來(lái)自同一個(gè)受精卵的細(xì)胞為何形態(tài)、功能各異？【二、基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化】思考討論：分析不同類型細(xì)胞中DNA和mRNA的檢測(cè)結(jié)果（詳見(jiàn)課本）1.這3種細(xì)胞中合成的蛋白質(zhì)種類有什么差別?2.3種細(xì)胞中的DNA都含有卵清蛋白基因、珠蛋白基因和胰島素基因，但只檢測(cè)到其中一種基因的mRNA,這一事實(shí)說(shuō)明了什么?科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞中的基因有些表達(dá)，有些不表達(dá)。在不同類型的細(xì)胞中，表達(dá)的基因大致可以分為兩類：一類是在所有細(xì)胞中都表達(dá)的基因，指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)是維持細(xì)胞基本生命活動(dòng)所必需的，如核糖體蛋白基因、ATP合成酶基因；另一類是只在某類細(xì)胞中特異性表達(dá)的基因，如卵清蛋白基因、胰島素基因。細(xì)胞分化的本質(zhì)就是基因的選擇性表達(dá)?；虻倪x擇性表達(dá)與基因表達(dá)的調(diào)控有關(guān)。(教材P72)【連接】基因什么時(shí)候表達(dá)？在哪種細(xì)胞中表達(dá)？以及表達(dá)水平的高低？都是受到調(diào)控的，這種調(diào)控會(huì)直接影響性狀。如何調(diào)控？資料1：柳穿魚(yú)的花柳穿魚(yú)是一種園林花卉柳穿魚(yú)花的形態(tài)結(jié)構(gòu)，與LCYC基因的表達(dá)直接相關(guān)，上圖所示的兩株柳穿魚(yú)，它們體內(nèi)LCYC基因的序列相同，只是植株a的LCYC基因在開(kāi)花時(shí)表達(dá)，植株B的LCYC基因不表達(dá)。研究表明植株B的LCYC基因不表達(dá)的原因是它被高度甲基化了?？茖W(xué)家將這兩個(gè)植株作為親本進(jìn)行雜交，F(xiàn)1的花與植株a的相似，F(xiàn)1自交的F2中絕大部分植株的花與植株a的相似，少部分植株的花與植株B的相似。資料2：實(shí)驗(yàn)小鼠的毛色某種實(shí)驗(yàn)小鼠的毛色受一對(duì)等位基因Avy和a的控制，Avy為顯性基因，表現(xiàn)為黃色體毛，a為隱性基因，表現(xiàn)為黑色體毛；將純種黃色體毛的小鼠與純種黑色體毛的小鼠雜交，子一代小鼠的基因型都是Avya，卻表現(xiàn)出不同的毛色：介于黃色和黑色之間的一系列過(guò)渡類型研究表明，在Avy基因的前端（或稱上游）有一段特殊的堿基序列決定著該基因的表達(dá)水平，這段堿基序列具有多個(gè)可_________________的位點(diǎn)，當(dāng)這些位點(diǎn)___________時(shí)，Avy基因_________，小鼠表現(xiàn)為黃色；當(dāng)這些位點(diǎn)_______后，Avy基因的表達(dá)就_________；這段序列的甲基化程度越高，Avy基因的表達(dá)受到的抑制越_____，小鼠體毛的顏色就越____；討論：上述資料中，柳穿魚(yú)和小鼠性狀改變的原因是什么？柳穿魚(yú)花的形態(tài)改變是因?yàn)長(zhǎng)cyc基因的部分堿基被高度甲基化，小鼠毛色的改變是因?yàn)锳VY基因的前端有一段影響AVY基因表達(dá)的特殊的堿基序列被甲基化。發(fā)生在基因或基因前端的甲基化修飾均導(dǎo)致相關(guān)基因的表達(dá)受到抑制，進(jìn)而影響性狀。2、分析資料1，F(xiàn)1的花為什么與植株A的相似？在F2中，為什么有些植株的花與植株B的相似？F1植株同時(shí)含有來(lái)自植株A和植株B的Lcyc基因；植株A的Lcyc基因能夠表達(dá)，表現(xiàn)為顯性；植株B的Lcyc基因由于部分堿基被甲基化,基因表達(dá)受到抑制，表現(xiàn)為隱性；因此同時(shí)含有這兩個(gè)基因的F1中，花與植株A相似；?F1自交后，F(xiàn)2中有少部分植株含有兩個(gè)來(lái)自植株B的Lcyc基因，由于該基因的部分堿基被甲基化，表達(dá)均受到抑制，因此，這部分植株的花與植株B的相似；3.資料1和資料2展示的遺傳現(xiàn)象有什么共同點(diǎn)？基因的堿基序列_________，但是部分堿基發(fā)生了____________，______了基因的表達(dá)，進(jìn)而對(duì)表型產(chǎn)生了影響；這種DNA甲基化修飾還可以________，使后代出現(xiàn)同樣的表型；【三、表觀遺傳】1.概念：生物體基因的堿基序列________，但________和_____發(fā)生__________的現(xiàn)象；2.常見(jiàn)的調(diào)控機(jī)制：DNA甲基化修飾；相關(guān)信息：除了DNA甲基化，構(gòu)成染色體的組蛋白發(fā)生甲基化、乙酰化等修飾也會(huì)影響基因的表達(dá)；3.發(fā)生時(shí)期：普遍存在于生物體的生長(zhǎng)、發(fā)育和衰老的整個(gè)生命活動(dòng)過(guò)程中；4.特點(diǎn)：（1）DNA堿基序列不變；（2）可遺傳給后代；5.實(shí)例：（1）柳穿魚(yú)花形遺傳（2）某種小鼠毛色遺傳（3）同卵雙胞胎生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中所具有的差異（4）蜂王和工蜂的差異與社會(huì)的聯(lián)系：吸煙會(huì)使人的體細(xì)胞內(nèi)DNA的甲基化水平升高，對(duì)染色體上的組蛋白也會(huì)產(chǎn)生影響，還有研究發(fā)現(xiàn)，吸煙可使男性精子活力下降，精子中DNA的甲基化水平明顯升高；但是若這些不良習(xí)慣被消除，這些表觀遺傳的改變又