第2節(jié)基因表達與性狀的關(guān)系人教版必修2·第4章概述基因、環(huán)境與性狀之間的關(guān)系舉例說明基因通過控制酶的合成或蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)控制生物體的性狀說明細胞分化是基因選擇性表達的結(jié)果概述生物體的表觀遺傳的現(xiàn)象學(xué)習(xí)目標(biāo)受精卵葉呈扁平狀與絲狀（基因組成________）有絲分裂

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)。相同葉呈扁平狀葉呈絲狀1.這兩種形態(tài)的葉，其細胞的基因組成一樣嗎？2.這兩種葉形的差異，可能是由什么因素引起的？可食用肉質(zhì)根環(huán)境因素等。為什么相同的生物在不同的環(huán)境中會出現(xiàn)性狀差異？基因、蛋白質(zhì)、性狀三者間究竟存在怎樣的聯(lián)系？基因控制蛋白質(zhì)體現(xiàn)性狀蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者怎樣控制？圓粒豌豆皺粒豌豆編碼淀粉分支酶的基因

淀粉分支酶蔗糖淀粉

鎖水強飽滿（圓粒）基因序列被打亂

淀粉分支酶異常,活性降低蔗糖淀粉

（含量降低）細胞失水皺縮（皺粒）資料一：豌豆的圓粒和皺粒形成機制外來DNA插入基因表達產(chǎn)物與性狀的關(guān)系酪氨酸酶基因

酪氨酸酶黑色素

正常酪氨酸酶基因異常

酪氨酸酶酪氨酸黑色（無）酪氨酸資料二：人的白化癥狀形成機制基因表達產(chǎn)物與性狀的關(guān)系編碼_________的基因被插入的DNA序列打亂淀粉分支酶

，活性豌豆

而皺縮異常降低失水

淀粉合成

，含量

。

受阻任務(wù)1：閱讀P71，完成填空,并總結(jié)基因控制性狀的方式。淀粉分支酶降低控制編碼__________

____異常機體無法將

轉(zhuǎn)變?yōu)開_____________

不能正常合成皮膚、毛發(fā)缺乏黑色素，表現(xiàn)__

_____酪氨酸酶黑色素白化癥狀酪氨酸酪氨酸酶的基因基因表達產(chǎn)物與性狀的關(guān)系編碼淀粉分支酶的基因

淀粉分支酶蔗糖淀粉

鎖水強飽滿（圓粒）代謝過程合成生物性狀酪氨酸酶基因

酪氨酸酶黑色素

正常酪氨酸合成代謝過程生物性狀基因酶細胞代謝性狀控制控制控制間接控制這兩個實例有什么共同點嗎?基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀結(jié)論1：基因表達產(chǎn)物與性狀的關(guān)系

囊性纖維化是北美白種人常見的一種遺傳病，每1800個人中就有一個患者，每25個人中就有一個致病基因攜帶者。正常氣管囊性纖維化氣管氣流大小患者支氣管中黏液增多，管腔受阻，細菌在肺部大量生長繁殖，最終使肺功能嚴(yán)重受損。資料三：囊性纖維化基因表達產(chǎn)物與性狀的關(guān)系CFTR蛋白在508位缺少________,CFTR蛋白

發(fā)生變化編碼CFTR蛋白的基因CFTR蛋白片段任務(wù)2：閱讀P71-72寫出囊性纖維化的形成機制，并總結(jié)基因控制性狀的方式。編碼CFTR蛋白的基因_____________CFTR蛋白轉(zhuǎn)運_______的功能異常支氣管黏液增多，管腔受阻，細菌在肺部大量繁殖，________嚴(yán)重受損缺失3個堿基苯丙氨酸空間結(jié)構(gòu)氯離子肺功能直接控制基因表達產(chǎn)物與性狀的關(guān)系基因還能通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀結(jié)論2：小結(jié)基因酶的合成代謝過程生物性狀蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)生物性狀蛋白質(zhì)間接途徑直接途徑基因表達產(chǎn)物與性狀的關(guān)系

生物體多種形狀的形成，都是以細胞分化為基礎(chǔ)的。同一生物體中不同類型的細胞，基因都是相同的，而形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能卻各不相同，這是為什么呢？基因的選擇性表達與細胞分化

討論1根據(jù)課本P72的“思考·討論”，回答下列問題：檢測的三種細胞卵清蛋白基因、珠蛋白基因、胰島素基因卵清蛋白mRNA珠蛋白mRNA胰島素mRNA輸卵管細胞++++--紅細胞+++-+-胰島細胞+++--+說明：“+”表示檢測發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的分子，“-”表示檢測未發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的分子。（1）這三種細胞的基因組成是否相同？這3種細胞中合成的蛋白質(zhì)種類有什么差別？

這三種細胞都屬于同一只雞的體細胞，是經(jīng)過有絲分裂而來的，因此基因組成相同。3種細胞中合成的蛋白質(zhì)都是該細胞中的特異性蛋白質(zhì)?；虻倪x擇性表達與細胞分化（2）

3種細胞中的DNA都含有卵清蛋白基因、珠蛋白基因和胰島素基因，但只檢測到其中一種基因的mRNA，這一事實說明了什么？在不同細胞內(nèi)表達的基因不同。檢測的三種細胞卵清蛋白基因、珠蛋白基因、胰島素基因卵清蛋白mRNA珠蛋白mRNA胰島素mRNA輸卵管細胞++++--紅細胞+++-+-胰島細胞+++--+說明：“+”表示檢測發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的分子，“-”表示檢測未發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的分子。

討論1根據(jù)課本P72的“思考·討論”，回答下列問題：基因的選擇性表達與細胞分化細胞中表達的基因分類：管家基因奢侈基因在所有細胞中都表達的基因，指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)是維持細胞基本生命活動所必須的。如呼吸酶基因、核糖體蛋白基因等。只在某類細胞中特異性表達的基因，這類基因表達會使細胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上產(chǎn)生穩(wěn)定的差異。如胰島素基因、血紅蛋白基因等?；虻倪x擇性表達與細胞分化基因的選擇性表達產(chǎn)生不同種類蛋白質(zhì)細胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生理功能出現(xiàn)差異細胞分化實質(zhì)屬于管家基因的是：________屬于奢侈基因的是：_________CABDE基因的選擇性表達與細胞分化基因表達的調(diào)控直接影響性狀基因的選擇性表達如何實現(xiàn)？表觀遺傳基因什么時候表達基因在哪種細胞中表達基因表達水平的高低調(diào)控手段有什么？

資料1

如圖所示的兩株柳穿魚，除花的形態(tài)結(jié)構(gòu)不同，其他方面基本相同?；ǖ男螒B(tài)與Lcyc基因的表達相關(guān)。A，B植株的Lcyc基因的序列相同。植株B植株A兩側(cè)對稱花

輻射對稱花為什么會出現(xiàn)上述現(xiàn)象？柳穿魚性狀改變的原因是什么？植株A：Lcyc基因在開花時表達植株B：Lcyc基因不表達植株B的Lcyc基因中部分堿基發(fā)生了甲基化修飾，抑制了基因的表達，進而對表型產(chǎn)生影響表觀遺傳DNA甲基化:

在DNA甲基轉(zhuǎn)移酶作用下，DNA分子特定堿基序列中的胞嘧啶，被選擇性地添加了甲基，形成5-甲基胞嘧啶。

研究發(fā)現(xiàn)：DNA甲基化將不同程度地抑制基因轉(zhuǎn)錄的過程。模型演示：DNA甲基化影響基因表達（長尾夾代表甲基，拉鏈代表DNA）正常

甲基化表觀遺傳Lcyc基因正常植株A開花時表達Lcyc基因高度甲基化植株B開花時不表達×P：F1：（自交）絕大部分植株的花與植株A相似少部分植株的花與植株B相似F2LLL不L不LL不討論2:用遺傳圖解來解釋現(xiàn)象

表觀遺傳資料2：小鼠毛色的遺傳Avy基因無甲基化，Avy基因正常表達，黃色部分甲基化，Avy基因表達抑制，毛色加深甲基化程度高，Avy基因表達被抑制更明顯，毛色更深A(yù)vy基因Avy基因甲基甲基前端前端前端某種小鼠的毛色受一對等位基因Avy和a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。PF1Avya黃毛黑毛×AvyAvyaa甲基化的DNA不是完全不表達，而是表達受抑制，甲基化程度越高，抑制越明顯。討論3:資料1和資料2展示的遺傳現(xiàn)象有什么共同點？堿基序列沒有發(fā)生變化部分堿基發(fā)生了甲基化修飾基因的表達表型可遺傳，并影響后代表現(xiàn)抑制影響表觀遺傳：生物體基因的堿基序列保持不變，但基因表達和表型發(fā)生可遺傳變化的現(xiàn)象。發(fā)生時期：普遍存在于生物體的生長、發(fā)育和衰老的整個生命活動過程中。表觀遺傳（1）同卵雙胞胎的微小差異（2）蜂群中蜂王和工蜂都是由受精卵發(fā)育而來的，但它們在形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生理和行為等方面截然不同。蜂王工蜂持續(xù)獲得蜂王漿表觀遺傳與生活的聯(lián)系：吸煙與DNA甲基化吸

煙

有

害

健

康吸煙會使人的體細胞內(nèi)DNA的甲基化水平升高，對染色體上的組蛋白也會產(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。表觀遺傳基因與性狀的關(guān)系有些生物性狀是由一個基因控制的一個性狀可以受到多個基因的影響生物體的性狀由基因決定，也受環(huán)境影響1234基因與基因、基因與基因表達產(chǎn)物、基因與環(huán)境之間存在著復(fù)雜的相互作用。這種相互作用形成一個錯綜復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，精細的調(diào)控著生物體的性狀。基因與性狀是一一對應(yīng)的關(guān)系嗎？一個基因也可以影響多個性狀基因與性狀關(guān)系生物性狀堿基序列基因型環(huán)境1．個體的性狀和細胞的分化都取決于基因的表達及其調(diào)控。判斷下列相關(guān)表述是否正確。（1）基因與性狀之間是一一對應(yīng)的關(guān)系。（

）（2）細胞分化產(chǎn)生不同類型的細胞，是因為不同類型的細胞內(nèi)基因的表達存在差異。（

）×√練習(xí)與應(yīng)用