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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。
4.2基因对性状的控制
一、中心法则的提出及发展
1、提出人：克里克
2、内容及发展：
二、基因、蛋白质与性状的关系
1、基因对性状的控制方式
（1）方式一：间接途径
①内容：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图解：基因→酶→细胞代谢→性状；
③举例：皱粒豌豆是由于淀粉分支酶基因异常；白化病是由于酪氨酸酶基因异常。
（2）方式二：直接途径
①内容：基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状； ②图解：基因→蛋白质的结构→细胞结构→性状；
③举例：镰刀型细胞贫血症是由于血红蛋白基因发生碱基对替换；囊性纤维病是由于CFTR 蛋白的基因缺失了3个碱基。
2、基因与性状的关系
（1）基因与性状并非一一对应关系： （2）表现型=基因型+环境的共同作用；
（3）生物的性状是综合表现： 相互作用
基因与基因 基因与基因产物
基因与环境 一个基因可能控制多个性状 多个基因可能控制一个性状
三、细胞质遗传
1、位置：细胞质中的DNA。
（叶绿体、线粒体）
2、功能：能进行半自主自我复制，通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成。
3、实例：线粒体DNA缺陷会引起遗传病。
4、传递特点：母系遗传（只能由母亲传递给后代），不符合孟德尔遗传定律。
考点11基因表达与性状的关系【核心考点重塑】一、基因对性状的控制：基因控制生物体性状是通过控制蛋白质的合成来实现的，有两条途径：1.间接控制：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。
实例：淀粉分支酶基因异常→不能转录翻译出淀粉分支酶→淀粉含量低，蔗糖含量高→皱粒豌豆酪氨酸酶基因异常→不能转录翻译出酪氨酸酶→不能将酪氨酸转化为黑色素→白化病。
2.直接控制：基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
实例：CFTR基因缺失3个碱基对→CFTR蛋白缺少一个氨基酸→CFTR蛋白结构异常→囊性纤维病血红蛋白基因异常→血红蛋白结构异常→血红蛋白功能异常→镰刀型细胞贫血症3.基因与性状的关系并不都是简单的一一对应关系。
一个基因可能影响多种性状，一种性状也可能由多个基因控制。
如身高由多个基因决定，也与后天营养、锻炼等有关。
4.表型是基因型和环境共同作用的结果。
如水毛茛的叶形，水中呈丝状，空气中呈片状。
二、基因的选择性表达与细胞分化1. 表达的基因分类（1）管家基因：在所有细胞中都表达的基因。
（如核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因、呼吸酶基因。
）（2）奢侈基因：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、血红蛋白基因。
）2.细胞分化的“变”与“不变”（1）不变：DNA、tRNA、rRNA、细胞的数目。
（2）改变：mRNA、蛋白质的种类，细胞的形态、结构和功能。
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__表型__发生可遗传变化的现象，叫作表观遗传。
2.特点：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.类型：表观遗传的类型有DNA的_甲基化_，构成染色体的_组蛋白_的甲基化和乙酰化等。
4.理解表观遗传注意三个问题（1）表观遗传不遵循孟德尔遗传规律；（2）表观遗传可以通过有丝分裂和减数分裂传递被修饰的基因；（3）表观遗传一般是影响到基因的转录过程，进而影响蛋白质的合成。
第2节基因表达与性状的关系学案设计(一)学习目标1.举例说明基因通过控制酶的合成和蛋白质的结构控制生物体的性状。
2.概述生物体的表观遗传现象。
3.说明细胞分化是基因选择性表达的结果。
自主预习一、基因表达产物与性状的关系1.间接控制:基因通过来控制,进而控制生物性状。
实例①:豌豆的圆粒和皱粒:圆粒豌豆→有基因→产生→淀粉含量高→圆粒;皱粒豌豆→无正常基因→不产生淀粉分支酶→→皱粒;实例②:人的白化病:患者体内异常→缺少酶→不能将酪氨酸转化为→白化症状2.直接控制:基因通过,直接控制生物性状。
实例③:人类囊性纤维病:CFTR基因缺失3个碱基→异常→CFTR蛋白功能异常→肺严重受损实例④:镰状细胞贫血:血红蛋白基因碱基对的改变→血红蛋白中氨基酸的改变→红细胞呈镰刀型→易破裂,贫血特别提醒:生物的形态、结构和生理功能等方面的性状主要是由蛋白质体现的,蛋白质的合成又受基因的控制,所以生物的性状是由基因控制的。
二、基因的选择性表达与细胞分化1.在不同类型的细胞中,表达的基因大致可以分为两类:一类是在所有细胞中都表达的基因,指导合成的蛋白质是所必需的,如核糖体蛋白基因、合成酶基因;另一类是只在某类细胞中的基因,如卵清蛋白基因、基因。
2.细胞分化的本质就是。
三、表观遗传柳穿鱼Lcyc基因和小鼠A vy基因的碱基序列没有变化,但部分碱基发生了修饰,抑制了基因的表达,进而对表型产生影响。
这种DNA甲基化修饰可以遗传给后代,使后代出现同样的表型。
像这样,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。
课堂探究[课堂探究1]有同学说:基因与性状之间并不是简单的一一对应的关系,请小组讨论分析原因?[课堂探究2]以下基因与性状的关系,说法正确的是( )A.基因可以通过控制蛋白质合成来控制生物的性状B.白化病人出现症状的根本原因是缺少酪氨酸酶C.豌豆的圆粒和皱粒的本质区别是基因的碱基序列不同D.同一个体不同细胞中RNA种类相同,蛋白质种类不同E.表观遗传是指由环境引发的性状改变,与基因表达无关F.基因型相同,表型一般相同,基因型不同,表型一定不同G.残翅果蝇在不同温度孵化时,翅形不同,说明温度是翅形的决定因素核心素养专练1.人类镰状细胞贫血是由于编码血红蛋白的基因异常引起的,这说明了( )A.基因通过控制酶的合成控制代谢过程进而控制生物的性状B.基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状C.基因与环境相互作用共同调控生物的性状D.基因和性状间不是简单的线性关系2.下列有关细胞分化的分析中,错误的是( )A.在个体发育过程中,有序的细胞分化能够增加细胞的类型B.从细胞器水平分析,细胞分化是细胞器的种类、数目改变的结果C.细胞分化使各种细胞的遗传物质有所差异,导致细胞的形态和功能各不相同D.从蛋白质角度分析,细胞分化是蛋白质种类、数量改变的结果,这是细胞分化的直接原因3.下列关于表观遗传的理解,说法正确的是( )A.DNA的甲基化与环境因素无关B.DNA的甲基化影响基因的翻译过程C.表观遗传现象不符合孟德尔遗传定律D.DNA的甲基化导致基因的碱基序列改变4.右图表示同一个体的5种细胞中5种基因的表达情况,下列分析错误的是( )A.此图能说明细胞分化的本质B.基因b可能控制RNA聚合酶的合成C.细胞中mRNA差异最大的是细胞2和4D.一般来说,这5种细胞的核遗传物质相同5.下图为人体对性状控制过程示意图,据图分析可得出( )A.过程①②都主要在细胞核中进行B.食物中缺乏酪氨酸会使皮肤变白C.M1和M2不可能同时出现在同一个细胞中D.老年人细胞中不含有M26.人类白化病和苯丙酮尿症是由于代谢异常引起的疾病,下图表示在人体代谢中产生这两类疾病的过程。
遗传基因和性状之间的关系研究引言：遗传基因和性状之间的关系一直以来都是生物学领域中一个备受关注的研究课题。
人类或其他生物个体的性状是由其所携带的基因决定的，因此探索遗传基因与性状之间的关系对于理解生物的生命过程和进化机制具有重要意义。
本文将介绍遗传基因和性状之间的关系研究的背景、方法和一些重要的研究成果。
背景：遗传基因是指存在于细胞核中的DNA分子，它们编码了生物体的遗传信息。
性状是指生物体的形态、生理和行为特征。
早在19世纪，格雷戈·约翰·孟德尔通过对豌豆杂交的研究，发现了遗传基因的存在和遗传定律。
这一发现为后来的遗传研究奠定了基础。
方法：1. 基因检测技术：随着科学技术的进步，基因检测技术已经越来越先进。
通过对人类或其他生物体的基因进行测序和分析，科学家可以确定基因对特定性状的影响。
例如，单核苷酸多态性（SNP）检测方法可以检测基因中的个别碱基差异，从而揭示基因与性状之间的关系。
2. 组合分析：组合分析用于确定基因和性状之间的关联。
它结合了遗传学、统计学和生物信息学的方法，通过对大量样本的基因和性状数据进行分析，鉴定与性状相关的多个基因和基因组区域。
这些基因和基因组区域被称为与性状关联的位点或基因。
重要的研究成果：1. 人类基因组计划：1990年，人类基因组计划的启动标志着遗传基因和性状之间关系研究的新纪元。
该计划的目标是测定人类基因组的完整DNA序列。
完成该计划后，科学家可以研究基因组中的各个基因，在基因水平上揭示基因和性状之间的关系。
2. QTL分析：QTL（数量性状位点）分析是一种常用的遗传关联分析方法，用于确定基因对数量性状的影响。
通过将性状测量数据与基因组位点的遗传标记数据进行关联分析，科学家可以确定是否存在与数量性状相关的基因或基因组区域。
3. 全基因组关联分析（GWAS）：GWAS是一种逐个检查基因组范围内的遗传标记与特定性状之间的关联的方法。
通过对大量样本进行GWAS，科学家可以鉴定与多个性状相关的基因和基因组区域，并深入研究它们与性状之间的功能关系。
