高中生物人教版（2019）必修二教案 4.2基因表达与性状的关系教案

4.2基因表达与性状的关系

教案

教学目标

1.举例说明基因表达产物与性状的关系。

2.概述细胞分化的本质是基因选择性表达的结果，生物的性状主要由蛋白质体现。

3.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。

教学重难点

【教学重点】

基因表达产物与性状的关系。

【教学难点】

基因表达产物与性状的关系。

教学过程

情境导入:给同学们展示水毛蔓不同的叶子形态,使同学们思考这两种叶形的差异,

可能是由什么因素引起的？是基因不同吗？

提示：同一株植株基因型相同，因为裸露在空气中的叶和浸在水中的叶形态不同，

所以考虑是环境因素引起的。

一、基因表达产物与性状的关系

教1.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豌豆的粒型：

学a.圆粒豌豆一有淀粉分支酶基因一产生淀粉分支酶一淀粉含量高一保留

水分多一圆粒

过b.皱粒豌豆一无正常淀粉分支酶基因-不产生淀粉分支酶-淀粉含量低、

蔗糖含量高一保留水分少一皱粒

程②白化病

a.正常：酪氨酸酶基因也)酪氨酸酶」^酪氨酸变为黑色素；

b.患者：白化病患者皮肤内控制酪氨酸酶的基因异常，无法产生酪氨酸酶，因而

无法合成黑色素，出现白化症状。

2.基因还可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。

囊性纤维病：

编码CFTR蛋白的基因缺失了3个碱基一CFTR蛋白缺少苯丙氨酸一CFTR蛋白的

结构和功能异常一患者支气管黏液增多，管腔受阻，细菌在肺部大量繁殖。

二、基因的选择性表达与细胞分化

阅读P72的思考•讨论

科学家提取了鸡的输卵管细胞、红细胞(有细胞核)和胰岛细胞，对这3种细胞中的

DNA和mRNA进行了检测，结果如下表所示:

检测的3种细卵清蛋白基因、珠蛋

卵清蛋白mRNA珠蛋白mRNA胰岛素mRPA

胞白基因、胰岛素基因

输卵管细胞++++——

红细胞+++——4-—

胰岛细胞+++———+

讨论：

(1)这3种细胞合成的蛋白质有何差别？

提示：输卵管细胞只能能合成卵清蛋白、不能合成珠蛋白和胰岛素，红细胞只合成

珠蛋白、不能合成另外两种，胰岛细胞只能合成胰岛素、不能合成另外两种。

(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？

提示：含有相同基因的不同种细胞，基因并不完全表达出来，基因的表达存在选择

性。

在细胞中，有些基因表达，有些不表达。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。细胞分化的本质就是基因的选择性表达。

三、表观遗传

阅读p73的思考•讨论

1.柳穿鱼花的形态结构的遗传

柳穿鱼植株A柳穿鱼植株B

性状表现开两侧对称花开辐射对称花

bye基因测序结植株A和植株B碱基组成及序列一样，没有差异

果

Lcyc基因表达情

表达不表达

况检测

Lcyc基因甲基化检测与植株A相比，植株B的Lcyc基因高度甲基化

植株A与植株B杂交，F1开两侧对称花，F2绝大部分植

杂交实验

株开两侧对称花，少部分植株开辐射对称花

2.小鼠毛色的遗传(将纯种黄色体毛小鼠与纯种黑色体毛小鼠杂交)

子一代小鼠基因型子一代均为Avya

子一代小鼠表型不同小鼠表现出黄色和黑色之间的一系列过渡类型

Avy基因甲基化检测毛色越深的小鼠，Avy基因甲基化程度越高

根据上述两个实例分析，DNA的甲基化将会抑制该基因的表达，从而影响生物的性

状；DNA的甲基化是可以遗传给下一代的。

表观遗传的概念：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。

基因与性状之间并不是简单的一一对应的关系

(1)一般地，一对基因只决定一种性状。

(2)有的基因可决定或影响多种性状，如水稻中的Ghd7基因。

(3)有些性状是由多个基因共同决定的，如人的身高。

(4)生物的性状是由基因决定的，还受环境条件的影响，是生物的基因和环境共

同作用的结果。

课题检测

一、单选题

1.下列有关基因、蛋白质、性状之间的关系叙述正确的是()

A.只要含有某种蛋白质的基因，细胞中就含有相应的蛋白质

B.同一株水毛甚水面上下的叶片形状不同，表明生物体的性状只受环境影响

C.多个基因可相互作用共同影响某一个性状

D.基因与性状之间是一一对应的关系

2.下图为人体内苯丙氨酸代谢的途经示意图（基因①和基因②位于非同源染色体上）。下列

相关叙述正确的是（）

基因①基甲①基尊②

1异常TX

苯丙酮酸（引起苯丙酮尿症』一苯丙氨酸吗酪氨酉粤*黑色素

A.苯丙酮尿症的发病原因说明基因可以控制蛋白质的合成，从而直接控制性状

B.苯丙酮尿症患者的细胞中tRNA与氨基酸的对应关系与健康人相同

C.基因①和基因②都参与控制黑色素形成，它们不遵循基因自由组合定律

D.老人头发变白是基因②不进行选择性表达的结果

3.近年来的科学研究发现，个体发育过程中存在着表观遗传现象，即基因碱基序列会在不发

生改变的情况下，基因的表达水平与功能发生改变，并产生可遗传表现型。DNA甲基化则

是产生这种遗传现象的原因之一。下列相关叙述不合理的是（）

A.表观遗传可能与基因转录后的调控有关

B.表观遗传是环境因素引起的，与遗传物质无关

C.DNA甲基化可能影响到基因的选择性表达

D.DNA甲基化可能影响RNA聚合酶与启动子结合

4.DNA分子中碱基加上甲基基团（-CH3）,称为DNA甲基化，基因甲基化可以导致其不能完

成转录，这种变化可以遗传给后代。下列有关叙述正确的是（）

A.基因甲基化可能阻碍RNA聚合酶与启动子结合

B.基因甲基化导致表达的蛋白质结构改变

C.基因甲基化引起的变异一定属于不利于生物的变异

D.原癌和抑癌基因甲基化不会导致细胞癌变

5.果蝇某条染色体上有朱红眼基因、红眼基因等基因，这些基因表达时先转录出mRNA前体,

再通过剪接形成正常的mRNA,当出现异常mRNA（含部分未剪切片段）时，会被细胞检测出

并分解成核甘酸。下列分析正确的是（）

A.朱红眼基因和红眼基因是等位基因

B.异常mRNA的出现是基因突变的结果

C.这些基因中含有不能编码蛋白质的序列

D.对前体mRNA的剪接需要RNA聚合酶的参与

6.基于对基因与生物体性状关系的理解，下列表述正确的是（）

A.每种性状都是由一个特定基因决定的

B.基因都是通过控制酶的合成来控制性状的

C.性状是由基因与环境的共同作用调控的

D.碱基序列相同的基因决定的性状一定相同

二、实验题

7.某种自花受粉植物的花色分为白色、红色和紫色.基因a纯合时，植物开白色花；基因b

纯合时，植物开红色花。现有两种亲本组合，产生后代如下表所示，请回答：

亲本组合亲本子一代(F1)

组合I甲紫花自交紫花:红花3:1

组合n乙白花X丙红花紫花:白花:红花=1:2:1

⑴甲紫花植株基因型为o

⑵根据组合II能否判断这两对基因是否位于一对同源染色体上？为什

么？______________「

(3)若两对等位基因独立遗传，组合II子一代(卬中紫花、白花自交后代的表现型及比分别

为、O

⑷酶1、酶2是与花色形成过程中有色物质合成有关的两种酶，若基因A-a、B-b分别与酶1、

酶2有关，请画出与三种花色有关的代谢图。