第2節(jié)基因表達(dá)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(shuō)明基因通過(guò)控制酶的合成或蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)控制生物體的性狀說(shuō)明細(xì)胞分化是基因選擇性表達(dá)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(xì)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(huì)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(dòng)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(qiáng)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(xì)胞失水皺縮（皺粒）資料一：豌豆的圓粒和皺粒形成機(jī)制外來(lái)DNA插入基因表達(dá)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(wú)）酪氨酸資料二：人的白化癥狀形成機(jī)制基因表達(dá)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(jī)體無(wú)法將

轉(zhuǎn)變?yōu)開(kāi)_____________

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(dá)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(qiáng)飽滿（圓粒）代謝過(guò)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(guò)程生物性狀基因酶細(xì)胞代謝性狀控制控制控制間接控制這兩個(gè)實(shí)例有什么共同點(diǎn)嗎?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結(jié)論1：基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系

囊性纖維化是北美白種人常見(jiàn)的一種遺傳病，每1800個(gè)人中就有一個(gè)患者，每25個(gè)人中就有一個(gè)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(xì)菌在肺部大量生長(zhǎng)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(dá)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(jī)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(yùn)_______的功能異常支氣管黏液增多，管腔受阻，細(xì)菌在肺部大量繁殖，________嚴(yán)重受損缺失3個(gè)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(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系基因還能通過(guò)控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀結(jié)論2：小結(jié)基因酶的合成代謝過(guò)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(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系

生物體多種形狀的形成，都是以細(xì)胞分化為基礎(chǔ)的。同一生物體中不同類型的細(xì)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(dá)與細(xì)胞分化

討論1根據(jù)課本P72的“思考·討論”，回答下列問(wèn)題：檢測(cè)的三種細(xì)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(xì)胞++++--紅細(xì)胞+++-+-胰島細(xì)胞+++--+說(shuō)明：“+”表示檢測(cè)發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的分子，“-”表示檢測(cè)未發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的分子。（1）這三種細(xì)胞的基因組成是否相同？這3種細(xì)胞中合成的蛋白質(zhì)種類有什么差別？

這三種細(xì)胞都屬于同一只雞的體細(xì)胞，是經(jīng)過(guò)有絲分裂而來(lái)的，因此基因組成相同。3種細(xì)胞中合成的蛋白質(zhì)都是該細(xì)胞中的特異性蛋白質(zhì)?；虻倪x擇性表達(dá)與細(xì)胞分化（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？在不同細(xì)胞內(nèi)表達(dá)的基因不同。檢測(cè)的三種細(xì)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(xì)胞++++--紅細(xì)胞+++-+-胰島細(xì)胞+++--+說(shuō)明：“+”表示檢測(cè)發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的分子，“-”表示檢測(cè)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(wèn)題：基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化細(xì)胞中表達(dá)的基因分類：管家基因奢侈基因在所有細(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)所必須的。如呼吸酶基因、核糖體蛋白基因等。只在某類細(xì)胞中特異性表達(dá)的基因，這類基因表達(dá)會(huì)使細(xì)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。基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化基因的選擇性表達(dá)產(chǎn)生不同種類蛋白質(zhì)細(xì)胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生理功能出現(xiàn)差異細(xì)胞分化實(shí)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(dá)與細(xì)胞分化基因表達(dá)的調(diào)控直接影響性狀基因的選擇性表達(dá)如何實(shí)現(xiàn)？表觀遺傳基因什么時(shí)候表達(dá)基因在哪種細(xì)胞中表達(dá)基因表達(dá)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(yú)，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(dá)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(duì)稱花

輻射對(duì)稱花為什么會(huì)出現(xiàn)上述現(xiàn)象？柳穿魚(yú)性狀改變的原因是什么？植株A：Lcyc基因在開(kāi)花時(shí)表達(dá)植株B：Lcyc基因不表達(dá)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(dá)，進(jìn)而對(duì)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(guò)程。模型演示：DNA甲基化影響基因表達(dá)（長(zhǎng)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(kāi)花時(shí)表達(dá)Lcyc基因高度甲基化植株B開(kāi)花時(shí)不表達(dá)×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(lái)解釋現(xiàn)象

表觀遺傳資料2：小鼠毛色的遺傳Avy基因無(wú)甲基化，Avy基因正常表達(dá)，黃色部分甲基化，Avy基因表達(dá)抑制，毛色加深甲基化程度高，Avy基因表達(dá)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(duì)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(dá)，而是表達(dá)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(diǎn)？堿基序列沒(méi)有發(fā)生變化部分堿基發(fā)生了甲基化修飾基因的表達(dá)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(dá)和表型發(fā)生可遺傳變化的現(xiàn)象。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。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(lái)的，但它們?cè)谛螒B(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(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。表觀遺傳基因與性狀的關(guān)系有些生物性狀是由一個(gè)基因控制的一個(gè)性狀可以受到多個(gè)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(dá)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(gè)錯(cuò)綜復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，精細(xì)的調(diào)控著生物體的性狀?；蚺c性狀是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系嗎？一個(gè)基因也可以影響多個(gè)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(gè)體的性狀和細(xì)胞的分化都取決于基因的表達(dá)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(duì)應(yīng)的關(guān)系。（

）（2）細(xì)胞分化產(chǎn)生不同類型的細(xì)胞，是因?yàn)椴煌愋偷募?xì)胞內(nèi)基因的表達(dá)存在差異。（

）×√練習(xí)與應(yīng)用