高中生物第4章 基因的表达第2节 基因表达与性状的关系学案及答案
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课 题 | 第四章 基因的表达 第2节 基因表达与性状的关系 |
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.说明细胞分化是基因选择性表达的结果。 3.概述生物体的表观遗传现象。 |
【基础学习】
一、基因表达产物与性状的关系
一百多年前，孟德尔曾经研究过豌豆种子的圆粒与皱粒这一对相对性状，并用遗传因子理论作出了精彩的解释。阅读课本P71-72，回答以下几个问题：
1.皱粒豌豆是怎样形成的？
2.人的白化病发病机制是怎样的呢？
3.从上述两个实例中能够总结出基因是怎控制生物体的性状的呢？
4.囊性纤维化患者是北美白种人中常见的一种遗传病，患者支气管被异常的黏液堵塞，该病是怎样形成的呢？
5.从上述实例中能够总结出基因还能通过怎样的途径控制生物体的性状？
二、基因的选择性表达与细胞分化
生物体多种形状的行程都是以细胞分化为基础的，同一生物体中，不同类型的细胞基因都是相同的，而形态结构和功能各不相同，阅读课本P72“思考·讨论”分析不同类型细胞中DNA和mRNA的检测结果，回答以下问题：
1.这3种细胞中合成的蛋白质种类有什么差别？
2. 3种细胞中的DNA都含有卵清蛋白基因、珠蛋白基因和胰岛素基因，但只检测到其中一种基因的mRNA，这一事实说明了什么？
3.在不同类型的细胞中，表达的基因大致可以分哪几类？
4.细胞分化的本质是
三、表观遗传
基因什么时候表达、在哪种细胞中表达以及表达水平的高低都是瘦到调控的，这种调控会直接影响性状。阅读课本P73“思考·讨论”柳穿鱼花的形态结构和小鼠毛色的遗传，回答以下问题：
1.上述材料中，柳穿鱼和小鼠性状改变的蛾原因是什么？
2.分析资料1，F1的花为什么会与植物A的相似？在F2中，为什么会有些植株的花与植株B相似？
3.资料1和资料2展示的遗传现象有什么共同点？这对你认识基因和性状的关系有什么启示？
4.什么是表观遗传？
5.基因与性状的关系并不是简单的一一对应的关系，怎样解释这句话？
6.生物体的性状仅是由基因控制的吗？
7. 、 、 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。
4.2《基因表达与性状的关系》学案参考答案
【基础学习】
1.皱粒豌豆的DNA中插入了一段外来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，淀粉在细胞中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；淀粉含量低的豌豆由于失水而皱缩。
2.人的白化症状是由编码酪氨酸酶的基因异常而引起的。酪氨酸酶存在于正常人的皮肤、毛发等处。它能将酪氨酸转变为黑色素。如果一个人由于基因异常而缺少酪氨酸酶，那么这个人就不能合成黑色素，从而表现出白化症状。
3.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。
4.编码CFTR蛋白(一种转运蛋白)的基因缺失了3个碱基，导致CFTR蛋白在第508为缺少苯丙氨酸，其空间结构发生变化，使CFTR转运氯离子的功能出现异常，导致患者支气管中粘液增多、管腔受损，细菌在肺部大量生长繁殖，最终使肺功能严重受损。
5.基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
二、基因的选择性表达与细胞分化
1. 3种基因转录的MRNA分别出现在3种细胞中，表明每种细胞质合成3种蛋白质中的一种，因此，这3种细胞中合成的蛋白质种类不完全相同，虽然有些蛋白质在所有的细胞中都合成，但也有一些特定功能的蛋白质只在特定的细胞中合成。
2.这一事实说明，细胞中并不是所有的基因都表达，基因的表达存在选择性
3.一类是在所有细胞中都表达的基因，指导蛋白质的合成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，另一类是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。
4.基因的选择性表达。
三、表观遗传
1. 柳穿鱼花的形态改变是因为Lcyc基因的部分碱基被高度甲基化，小鼠毛色的改变是因为 Avy基因的前端有一段影响Avy基因表达的特殊的碱基序列被甲基化。发生在基因或基因前端的甲基化修饰均导致相关基因的表达受到抑制，进而影响性状。
2. F1植株同时含有来自植株A和植株B的Lcyc基因。植株A的Lcyc基因能够表达，表现为显性;植株B的Lcyc基因由于部分碱基被甲基化，基因表达受到抑制，表现为隐性。因此，同时含有这两个基因的F1中，F1的花与植株A的相似。F1自交后，F2中有少部分植株含有两个来自植株B的Lcyc基因，由于该基因的部分碱基被甲基化，基因表达受到抑制，因此，这部分植株的花与植株B的相似。
3.资料1和资料2展示的遗传现象都表现为基因的碱基序列保持不变，但部分碱基发生了甲基化修饰，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。
4.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。
5.一个性状可以受到多个基因的影响；一个基因也可以影响多个性状。
6.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。
7.基因与基因、基因与基因表达产物、基因与环境
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