高中生物人教版（2019）必修二教案 4.2基因表達(dá)與性狀的關(guān)系教案

4.2基因表達(dá)與性狀的關(guān)系

教案

教學(xué)目標(biāo)

1.舉例說明基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系。

2.概述細(xì)胞分化的本質(zhì)是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果，生物的性狀主要由蛋白質(zhì)體現(xiàn)。

3.概述某些基因中堿基序列不變但表型改變的表觀遺傳現(xiàn)象。

教學(xué)重難點(diǎn)

【教學(xué)重點(diǎn)】

基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系。

【教學(xué)難點(diǎn)】

基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系。

教學(xué)過程

情境導(dǎo)入:給同學(xué)們展示水毛蔓不同的葉子形態(tài),使同學(xué)們思考這兩種葉形的差異,

可能是由什么因素引起的？是基因不同嗎？

提示：同一株植株基因型相同，因?yàn)槁懵对诳諝庵械娜~和浸在水中的葉形態(tài)不同，

所以考慮是環(huán)境因素引起的。

一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系

教1.基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進(jìn)而控制生物體的性狀。

①豌豆的粒型：

學(xué)a.圓粒豌豆一有淀粉分支酶基因一產(chǎn)生淀粉分支酶一淀粉含量高一保留

水分多一圓粒

過b.皺粒豌豆一無正常淀粉分支酶基因-不產(chǎn)生淀粉分支酶-淀粉含量低、

蔗糖含量高一保留水分少一皺粒

程②白化病

a.正常：酪氨酸酶基因也)酪氨酸酶」^酪氨酸變?yōu)楹谏兀?/p>

b.患者：白化病患者皮膚內(nèi)控制酪氨酸酶的基因異常，無法產(chǎn)生酪氨酸酶，因而

無法合成黑色素，出現(xiàn)白化癥狀。

2.基因還可以通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀。

囊性纖維病：

編碼CFTR蛋白的基因缺失了3個(gè)堿基一CFTR蛋白缺少苯丙氨酸一CFTR蛋白的

結(jié)構(gòu)和功能異常一患者支氣管黏液增多，管腔受阻，細(xì)菌在肺部大量繁殖。

二、基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化

閱讀P72的思考?討論

科學(xué)家提取了雞的輸卵管細(xì)胞、紅細(xì)胞(有細(xì)胞核)和胰島細(xì)胞，對這3種細(xì)胞中的

DNA和mRNA進(jìn)行了檢測，結(jié)果如下表所示:

檢測的3種細(xì)卵清蛋白基因、珠蛋

卵清蛋白mRNA珠蛋白mRNA胰島素mRPA

胞白基因、胰島素基因

輸卵管細(xì)胞++++——

紅細(xì)胞+++——4-—

胰島細(xì)胞+++———+

討論：

(1)這3種細(xì)胞合成的蛋白質(zhì)有何差別？

提示：輸卵管細(xì)胞只能能合成卵清蛋白、不能合成珠蛋白和胰島素，紅細(xì)胞只合成

珠蛋白、不能合成另外兩種，胰島細(xì)胞只能合成胰島素、不能合成另外兩種。

(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

到其中一種基因的mRNA,這一事實(shí)說明了什么？

提示：含有相同基因的不同種細(xì)胞，基因并不完全表達(dá)出來，基因的表達(dá)存在選擇

性。

在細(xì)胞中，有些基因表達(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)。

三、表觀遺傳

閱讀p73的思考?討論

1.柳穿魚花的形態(tài)結(jié)構(gòu)的遺傳

柳穿魚植株A柳穿魚植株B

性狀表現(xiàn)開兩側(cè)對稱花開輻射對稱花

bye基因測序結(jié)植株A和植株B堿基組成及序列一樣，沒有差異

果

Lcyc基因表達(dá)情

表達(dá)不表達(dá)

況檢測

Lcyc基因甲基化檢測與植株A相比，植株B的Lcyc基因高度甲基化

植株A與植株B雜交，F(xiàn)1開兩側(cè)對稱花，F(xiàn)2絕大部分植

雜交實(shí)驗(yàn)

株開兩側(cè)對稱花，少部分植株開輻射對稱花

2.小鼠毛色的遺傳(將純種黃色體毛小鼠與純種黑色體毛小鼠雜交)

子一代小鼠基因型子一代均為Avya

子一代小鼠表型不同小鼠表現(xiàn)出黃色和黑色之間的一系列過渡類型

Avy基因甲基化檢測毛色越深的小鼠，Avy基因甲基化程度越高

根據(jù)上述兩個(gè)實(shí)例分析，DNA的甲基化將會抑制該基因的表達(dá)，從而影響生物的性

狀；DNA的甲基化是可以遺傳給下一代的。

表觀遺傳的概念：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。

基因與性狀之間并不是簡單的一一對應(yīng)的關(guān)系

(1)一般地，一對基因只決定一種性狀。

(2)有的基因可決定或影響多種性狀，如水稻中的Ghd7基因。

(3)有些性狀是由多個(gè)基因共同決定的，如人的身高。

(4)生物的性狀是由基因決定的，還受環(huán)境條件的影響，是生物的基因和環(huán)境共

同作用的結(jié)果。

課題檢測

一、單選題

1.下列有關(guān)基因、蛋白質(zhì)、性狀之間的關(guān)系敘述正確的是()

A.只要含有某種蛋白質(zhì)的基因，細(xì)胞中就含有相應(yīng)的蛋白質(zhì)

B.同一株水毛甚水面上下的葉片形狀不同，表明生物體的性狀只受環(huán)境影響

C.多個(gè)基因可相互作用共同影響某一個(gè)性狀

D.基因與性狀之間是一一對應(yīng)的關(guān)系

2.下圖為人體內(nèi)苯丙氨酸代謝的途經(jīng)示意圖（基因①和基因②位于非同源染色體上）。下列

相關(guān)敘述正確的是（）

基因①基甲①基尊②

1異常TX

苯丙酮酸（引起苯丙酮尿癥』一苯丙氨酸嗎酪氨酉粵*黑色素

A.苯丙酮尿癥的發(fā)病原因說明基因可以控制蛋白質(zhì)的合成，從而直接控制性狀

B.苯丙酮尿癥患者的細(xì)胞中tRNA與氨基酸的對應(yīng)關(guān)系與健康人相同

C.基因①和基因②都參與控制黑色素形成，它們不遵循基因自由組合定律

D.老人頭發(fā)變白是基因②不進(jìn)行選擇性表達(dá)的結(jié)果

3.近年來的科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，個(gè)體發(fā)育過程中存在著表觀遺傳現(xiàn)象，即基因堿基序列會在不發(fā)

生改變的情況下，基因的表達(dá)水平與功能發(fā)生改變，并產(chǎn)生可遺傳表現(xiàn)型。DNA甲基化則

是產(chǎn)生這種遺傳現(xiàn)象的原因之一。下列相關(guān)敘述不合理的是（）

A.表觀遺傳可能與基因轉(zhuǎn)錄后的調(diào)控有關(guān)

B.表觀遺傳是環(huán)境因素引起的，與遺傳物質(zhì)無關(guān)

C.DNA甲基化可能影響到基因的選擇性表達(dá)

D.DNA甲基化可能影響RNA聚合酶與啟動子結(jié)合

4.DNA分子中堿基加上甲基基團(tuán)（-CH3）,稱為DNA甲基化，基因甲基化可以導(dǎo)致其不能完

成轉(zhuǎn)錄，這種變化可以遺傳給后代。下列有關(guān)敘述正確的是（）

A.基因甲基化可能阻礙RNA聚合酶與啟動子結(jié)合

B.基因甲基化導(dǎo)致表達(dá)的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)改變

C.基因甲基化引起的變異一定屬于不利于生物的變異

D.原癌和抑癌基因甲基化不會導(dǎo)致細(xì)胞癌變

5.果蠅某條染色體上有朱紅眼基因、紅眼基因等基因，這些基因表達(dá)時(shí)先轉(zhuǎn)錄出mRNA前體,

再通過剪接形成正常的mRNA,當(dāng)出現(xiàn)異常mRNA（含部分未剪切片段）時(shí)，會被細(xì)胞檢測出

并分解成核甘酸。下列分析正確的是（）

A.朱紅眼基因和紅眼基因是等位基因

B.異常mRNA的出現(xiàn)是基因突變的結(jié)果

C.這些基因中含有不能編碼蛋白質(zhì)的序列

D.對前體mRNA的剪接需要RNA聚合酶的參與

6.基于對基因與生物體性狀關(guān)系的理解，下列表述正確的是（）

A.每種性狀都是由一個(gè)特定基因決定的

B.基因都是通過控制酶的合成來控制性狀的

C.性狀是由基因與環(huán)境的共同作用調(diào)控的

D.堿基序列相同的基因決定的性狀一定相同

二、實(shí)驗(yàn)題

7.某種自花受粉植物的花色分為白色、紅色和紫色.基因a純合時(shí)，植物開白色花；基因b

純合時(shí)，植物開紅色花?，F(xiàn)有兩種親本組合，產(chǎn)生后代如下表所示，請回答：

親本組合親本子一代(F1)

組合I甲紫花自交紫花:紅花3:1

組合n乙白花X丙紅花紫花:白花:紅花=1:2:1

⑴甲紫花植株基因型為o

⑵根據(jù)組合II能否判斷這兩對基因是否位于一對同源染色體上？為什

么？______________「

(3)若兩對等位基因獨(dú)立遺傳，組合II子一代(卬中紫花、白花自交后代的表現(xiàn)型及比分別

為、O

⑷酶1、酶2是與花色形成過程中有色物質(zhì)合成有關(guān)的兩種酶，若基因A-a、B-b分別與酶1、

酶2有關(guān)，請畫出與三種花色有關(guān)的代謝圖。