基因表达与性状的关系

第2节 基因表达与性状的关系一、基因表达产物与性状的关系1．间接途径：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。

(1)途径：基因―――→控制酶的合成―――→控制代谢过程―――→控制生物体的性状。

(2)举例①豌豆的圆粒与皱粒圆粒豌豆：淀粉含量高→成熟时吸水胀大；皱粒豌豆：编码淀粉分支酶的基因被插入的DNA 序列打乱→淀粉分支酶异常，活性大大降低→淀粉合成受阻，含量降低→成熟时失水皱缩。

②人白化病的形成：编码酪氨酸酶的基因异常→不能合成酪氨酸酶→酪氨酸不能转变为黑色素→表现出白化症状。

2．直接途径：基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。

(1)途径：基因―――→控制蛋白质的结构―――→控制生物体的性状。

(2)举例囊性纤维化：编码CFTR 蛋白(一种转运蛋白)的基因缺失了3个碱基→CFTR 蛋白在第508位缺少苯丙氨酸→CFTR 蛋白结构与功能异常→支气管中黏液增多，管腔受阻，细菌在肺部大量繁殖，最终使肺功能严重受损。

(1)基因只能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状( )(2)基因是通过控制蛋白质的合成来控制生物性状的( )答案 (1)× (2)√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。

二、基因的选择性表达与细胞分化1．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、A TP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。

2．细胞分化的本质：基因的选择性表达。

3．细胞分化的结果由于基因的选择性表达，导致来至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。

4.2 基因表达与性状的关系1．下列关于基因与性状关系的叙述错误的是（）A．一个基因可以影响一个性状B．一个基因可以影响多个性状C．一个性状可以受多个基因的影响D．生物的性状完全由基因决定【答案】D【解析】基因与性状的关系：基因与性状不是简单的线性关系，多数情况下一个基因控制一个性状，有时一个性状由多个基因控制，一个基因也可以影响多个性状，生物的性状不仅由基因决定，还与环境等相关，D错误。

2．基因组成相同的同卵双胞胎具有微小差异。

下列选项中能合理解释该现象的是（）A．基因突变B．表观遗传C．基因重组D．染色体变异【答案】B【解析】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，例如，基因组成相同的同卵双胞胎所具有的微小差异就与表观遗传有关，B符合题意。

3．基因表达可受表观遗传机制的调控。

关于表观遗传机制，下列表述正确的是（）A．DNA 序列没有发生改变B．DNA 甲基化阻碍翻译的发生C．RNA 干扰是细胞内特定的 mRNA 合成受阻D．组蛋白发生修饰后必然抑制基因的表达【答案】A【解析】表观遗传时，基因的碱基序列不发生改变，A正确；DNA 甲基化可能影响转录因子和DNA的结合，阻碍转录的发生，B错误；RNA 干扰可以干扰生物体本身的mRNA，导致相应蛋白质无法合成，从而使特定基因沉默，C错误；组蛋白修饰可以产生激活或抑制基因转录，D错误。

4．下列有关基因对性状的控制的说法，正确的是（）A．囊性纤维病体现了基因对性状的直接控制B．柳穿鱼花的不同形态是由于基因型不同导致的C．人的血红蛋白与马的血红蛋白有差异，体现了基因的选择性表达D．DNA的甲基化修饰没有改变遗传信息，不能遗传给下一代【答案】A【解析】囊性纤维病的实例可以说明基因对性状的直接控制,即基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，A正确；柳穿鱼花的形态结构不同，原因是这两植株中的一株在开花时Lcyc基因未表达，它们其他方面基本相同，B错误；人的血红蛋白与马的血红蛋白有差异，是基因不同，C错误；DNA的甲基化修饰没有改变遗传信息，可以传给下一代，D错误。

高中生物第四章基因的表达02102
4.2 基因表达与性状的关系
一、基因表达产物与性状的关系
1.基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状
实例：豌豆粒形、白化症状
2.基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状
实例：囊性纤维病、镰刀型细胞贫血症
二、基因的选择性表达与细胞分化
细胞分化的本质是基因的选择性表达
三、表观遗传
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
四、基因与基因、基因与基因表达产物、基因与环境之间存在复杂的相互作用，形成错综复杂的网络，精细地调控着生物的性状
1。

第2节基因表达与性状的关系学习目标核心素养1.阐明基因表达与性状的关系。

(重点)2.了解基因的选择性表达与细胞分化。

3.理解表观遗传。

(重点)1.结合实例，阐述基因控制性状的两种方式。

2.通过对表观遗传概念的理解，明确基因、环境与性状的关系。

一、基因表达产物与性状的关系1．基因对性状的两种控制途径(1)基因对生物性状的间接控制①实质：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。

②举例：皱粒豌豆的形成人的白化病的形成编码淀粉分支酶的基因被插入的DNA序列打乱↓淀粉分支酶异常，活性大大降低↓淀粉合成受阻，含量降低↓淀粉含量低的豌豆由于失水而皱缩控制编码酪氨酸酶的基因异常↓不能合成酪氨酸酶↓酪氨酸不能转变为黑色素↓表现出白化症状①实质：基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。

②实例：囊性纤维化的形成编码CFTR蛋白的基因缺失3个碱基↓CFTR蛋白缺少苯丙氨酸↓CFTR蛋白空间结构发生变化，导致功能异常↓患者支气管中黏液增多，管腔受阻，细菌在肺部大量生长繁殖，使肺功能严重受损2．基因与性状的关系(1)基因通过其表达产物——蛋白质来控制性状，细胞内基因表达与否及表达水平的高低都是受到控制的。

(2)基因与性状的关系并不都是简单的线性关系。

①一个性状可以受多个基因控制；②一个基因可以影响多个性状；③生物体的性状也不完全是由基因决定的，环境对性状也有重要影响。

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．细胞分化的实质：基因的选择性表达。

3．表达的基因的类型(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ATP合成酶基因。

(2)只在某类细胞中特异性表达的基因，如胰岛素基因。

4．基因选择性表达的原因：与基因表达的调控有关。

三、表观遗传1．概念：生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表观发生可遗传变化的现象。

2．例子：蜂群中的蜂王和工蜂。

第2节基因表达与性状的关系学习目标核心素养1.阐明基因表达与性状的关系。

(重点)2.了解基因的选择性表达与细胞分化。

3.理解表观遗传。

(重点)1.结合实例,阐述基因控制性状的两种方式。

2.通过对表观遗传概念的理解,明确基因、环境与性状的关系。

一、基因表达产物与性状的关系1．基因对性状的两种控制途径(1)基因对生物性状的间接控制①实质：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。

②举例：皱粒豌豆的形成人的白化病的形成编码淀粉分支酶的基因被插入的DNA序列打乱↓淀粉分支酶异常,活性大大降低↓淀粉合成受阻,含量降低↓淀粉含量低的豌豆由于失水而皱缩控制编码酪氨酸酶的基因异常↓不能合成酪氨酸酶↓酪氨酸不能转变为黑色素↓表现出白化症状①实质：基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。

②实例：囊性纤维化的形成编码CFTR蛋白的基因缺失3个碱基↓CFTR蛋白缺少苯丙氨酸↓CFTR蛋白空间结构发生变化,导致功能异常↓患者支气管中黏液增多,管腔受阻,细菌在肺部大量生长繁殖,使肺功能严重受损2．基因与性状的关系(1)基因通过其表达产物——蛋白质来控制性状,细胞内基因表达与否及表达水平的高低都是受到控制的。

(2)基因与性状的关系并不都是简单的线性关系。

①一个性状可以受多个基因控制；②一个基因可以影响多个性状；③生物体的性状也不完全是由基因决定的,环境对性状也有重要影响。

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．细胞分化的实质：基因的选择性表达。

3．表达的基因的类型(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ATP合成酶基因。

(2)只在某类细胞中特异性表达的基因,如胰岛素基因。

4．基因选择性表达的原因：与基因表达的调控有关。

三、表观遗传1．概念：生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表观发生可遗传变化的现象。

2．例子：蜂群中的蜂王和工蜂。

第四章基因的表达第2节基因表达和性状的关系（一）教学目标1、通过从基因表达的角度分析皱粒豌豆与圆粒豌豆、白化病和囊性纤维化，掌握基因通过基因表达产物来控制生物性状的两种方式。

2、通过对柳穿鱼花的形态结构与小鼠毛色的遗传的分析，了解表观遗传现象，理解表观遗传的主要特点。

（二）教学重难点1、教学重点（1）基因表达产物与性状的关系、基因与性状的关系。

（2）基因的选择性表达与细胞分化。

2、教学难点（1）基因表达产物与性状的关系、基因与性状的关系。

（2）表观遗传（三）教学过程一、创设情境、导入新课PPT展示水毛茛的图片，同一株水毛茛水上的叶片和水中的叶片。

叶片的形状差距巨大思考1、水毛茛裸露在空气中的叶，与浸在水中的叶的基因型是否相同？叶形不同的原因是什么？相同；水中的氧含量低于空气中的氧气量，环境影响了基因的表达。

2、基因，蛋白质和性状有怎样的关系？基因指导蛋白质的合成，基因控制生物的性状蛋白质是生命活动的主要承担者。

二、基因与表达产物的关系（一）1、实例1：圆粒豌豆和皱粒豌豆（1）圆粒豌豆：编码淀粉分支酶的基因正常，淀粉分支酶活性正常，淀粉分支酶促进淀粉的合成，这样，当豌豆成熟时，淀粉含量高的豌豆具有保留水分的作用，当豌豆成熟时，淀粉含量高的豌豆能有效地保留水分，十分饱满。

（2）皱粒豌豆：皱粒豌豆的DNA中插人了一段外来DNA序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因,导致淀粉分支酶出现异常，活性大大降低，进而使细胞内淀粉含量降低。

当豌豆成熟时，淀粉含量低的豌豆由于失水而皱缩3、实例2：白化病（1）白化病患者体内缺乏黑色素，全身皮肤呈乳白或粉红色，毛发为白或淡黄色（图1)。

由于缺乏黑色素的保护，患者皮肤对光线高度敏感，日晒后易发生晒斑和各种光感性皮炎，并可发生基底细胞癌或鳞状细胞癌。

白化病的患病原因是患者体内的酪氨酸酶缺乏或功能减退，使得黑色素不能正常合成。

通过上述两个实例证明：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。