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基因表达与性状的关系学案

第2节基因表达与性状的关系

课标内容要求

核心素养对接

1．概述细胞分化的本质是基因选择性表达的结果，生物的性状主要通过蛋白质实现。

2．概述某些基因中碱基序列不变但表型改变的表观遗传现象。

1．生命观念：根据结构和功能观，理解细胞分化的实质和表观遗传现象。

2．科学思维：构建基因控制性状的模型，理解基因与性状的关系。

3．社会责任：了解白化病等，关注人类健康。

一、基因表达产物与性状的关系

1．基因控制性状的两种方式

(1)基因eq\o(――→,\s\up8(控制))酶的合成eq\o(――→,\s\up8(控制))代谢过程eq\o(――→,\s\up8(控制))生物体的性状。

(2)基因eq\o(――→,\s\up8(控制))蛋白质的结构eq\o(――→,\s\up8(控制))生物体的性状。

2．基因对性状的控制实例(连线)

二、基因的选择性表达与细胞分化

1．生物体多种性状的形成，都是以细胞分化为基础的。

2．基因类型

(1)在所有细胞中都能表达的基因：指导合成的蛋白质是维持细胞基本生命活动所必需的，如核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因。

(2)只在某类细胞中特异性表达的基因：如卵清蛋白基因、胰岛素基因。

3．细胞分化的本质：基因的选择性表达。

4．细胞分化的结果

由于基因的选择性表达，导致来自同一个体的体细胞中mRNA和蛋白质不完全相同，从而导致细胞具有不同的形态和功能。

5．基因的选择性表达的原因：与基因表达的调控有关。

三、表观遗传

1．表观遗传

基因表达与性状的关系学案全文共1页，当前为第1页。(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，叫作表观遗传。

基因表达与性状的关系学案全文共1页，当前为第1页。

(2)表观遗传现象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。

(3)表观遗传的类型有DNA的甲基化；组蛋白的甲基化和乙酰化等。

(4)实例：蜂王和工蜂。

2．基因与性状间的对应关系

(1)基因控制生物体的性状eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(①一个基因\o(――→,\s\up8(控制))一个性状,②一个基因\o(――→,\s\up8(控制))多个性状,如基因间相互作用,③多个基因\o(――→,\s\up8(控制))一个性状,如人的身高))

(2)生物体的性状还受环境条件的影响。

(3)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，精细地调控着生物体的性状。

判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)

1．白化病是基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状的。 ()

2．核糖体蛋白基因几乎在所有细胞中表达。 ()

3．同卵双胞胎具有的微小差异与表观遗传有关。 ()

4．基因与性状的关系是简单的一一对应关系。 ()

5．生物性状是由基因型和环境共同控制的。 ()

6．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。 ()

提示：1．×白化病是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的。

2．√3.√

4．×生物体的一个性状可以受多个基因的影响，一个基因也可以影响多个性状。

5．√6.√

基因表达产物与性状的关系

基因表达与性状的关系学案全文共2页，当前为第2页。1．基因控制性状的方式

基因表达与性状的关系学案全文共2页，当前为第2页。

直接方式

间接方式

方式

基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状

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

图解

实例

分析

囊性纤维化的病因一般过程

豌豆种子皱缩的原因一般过程

2.体现生物性状的物质

(1)蛋白质是生命活动的主要承担者。部分结构蛋白直接参与生物体、细胞的结构组成，基因可通过控制结构蛋白的合成直接控制生物的性状。

(2)体现生物性状的部分物质的化学本质不是蛋白质，如甲状腺激素、色素、淀粉等，该类性状往往是通过基因控制酶的合成来实现的，即基因eq\o(――→,\s\up8(控制))酶的合成eq\o(――→,\s\up8(控制))产生该非蛋白质类物质的代谢过程eq\o(――→,\s\up8(进而))控制性状。

1．如图表示基因与性状之间的关系示意图，据图回答下列问题：

(1)过程①和②分别代表什么过程？两者合称是什么？

提示：①代表转录，②代表翻译，两者合称基因的表达。

(2)囊性纤维化患者肺功能严重受损，其患病的直接原因和根本原因是什么？

提示：囊性纤维化的直接原因是CFTR蛋白结构异常；根本原因是编码CFTR蛋白的基因缺失了3个碱基。

基因表达与性状的关系学案全文共3页，当前为第3页。2．野生型