2023-2024学年 人教版 必修二基因表达与性状的关系 学案.docx

第2节基因表达与性状的关系习目标核心素养举例说明基因通过控制酶的合成和蛋白的结构控制生物体的性状2说明细胞分化基因选择性达的结果3概述生物体的表观遗传现象生命观念基因控性状就是通过遗传信息的流动来实现的J体现T生命的信息科学思维通过思考讨论，柳穿鱼花的形态结构和毛色的遗传的-u>J论学习让学生总结归纳出表观遗传3社会责任了解吸烟会使A的体细胞内DNA甲基化水平提高影响健康J建议学生向周围人群金手传戒烟的道理培养学生的社会责任感T解人的生长不仅受多基因的影响还与后天的营和体,A一茸锻炼有关痴梳理归纳总结知识点1基因表达产物与性状的关系1.基因对生物性状的间接控制途径：基因袈觎画蹩的合成羹赳画代谢过程居赳生物体的性状。Q）举例皱粒豌的形成人的白化病的形成被相2.基因对生物性状的直接控制(1)途径：基因用觎画蛋白质的结构鬓赳生物体的性状。(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个碱基一CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸一CFTR蛋白画空间结构异常fCFTR转运氯离子的功能出现异常一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，最终使肺功能严重受损。知识点2基因的选择性表达与细胞分化i.生物多种性状形成的基础：回!细胞分化。建细胞分化、基因忠择性表达和性状的概念图因选择性表达q0(sup7(导致)胞分性状.形成2 .表达的基因类型(1)在国所有细胞中都表达的基因,指导合成的蛋白质是维持细胞画基本生命活动所必需的,如画核糖体蛋白基因,ATP合成酶基因。(2)只在画某类细胞中特异性表达的基因,如卵清蛋白基因、胸胰岛素基因。3 .细胞分化的本质：画基因的选择性表达。阚基因的选择性表达与基因表达的调控有关。4 .同一生物不同体细胞中的同与不同相同：不同体细胞中的核DNA、tRNA、rRNA的种类一般相同。不同：不同体细胞中的画和肉蛋白质不完全相同,细胞器的种类和数量发生变化，从而导致细胞具有不同的形态、结构和功能。知识点3表观遗传1 .定义：生物体基因的回碱基序列保持不变,但画基因表达和函1表型发生画可遗传变化的现象,叫作表观遗传。2 .形成机制：DNA的甲基化；构成染色体的画组蛋白的甲基化、乙酰化等。3 .存在时期：普遍存在于生物体的画生长、发育和衰老的整个生命活动过程中。4.实例(1)柳穿鱼花的形态结构与1.eyC基因的甲基化有关。小鼠毛色与AVy基因上游甲基化有关。同卵双胞胎所具有的微小差异。(4)一个蜂群中的蜂王和工蜂形态、结构、生理和行为的差异。1)观遗传是不依赖于NA列变化的遗传现象O1)2) 1.NA基化K改变基因的表达致基因控制性状发生×)5.总结：基因通过其表达产物一国蛋白质来控制性状,细胞内的画基因表达与否以及画表达水平的高低都是受到调控的。细胞分化是回基因选择性表达的结果,表观遗传能够使生物体在n11基因的碱基序列不变的情况下发生回可遗传的性状改变。知识点4基因与性状的关系(1)基因与性状的关系并不是简单的一一对应，具体表现为：一个基因可以控制一个性状。一个性状可以受到画多个基因的影响。例如人的身高。一个基因也可以影响回多个性状。例如水稻中的Ga力基因。生物体的性状还受画环境影响。例如后天的营养和体育锻炼等对人的身高也有重要作用。(3)基因与基因、基因与基因表达产物、画基因与环境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。基因表达产物与性状的关系-细胞分化一本质因表达与性状的关课堂小结T定义，表观遗传卜形成机制实例&U基因与性状的关系学习目标自主检测1 .(目标1)下列有关基因控制生物性状的实例分析，属于通过控制蛋白质的结构直接来控制生物体性状的是（）A.白化病B.苯丙酮尿症C.囊性纤维化D.豌豆粒形答案C解析白化病、苯丙酮尿症、豌豆粒形都是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，A、B、D不符合题意；囊性纤维化属于基因通过控制蛋白质的结构直接来控制生物体的性状，C符合题意。2 .（目标2）有人把分化细胞中表达的基因形象地分为“管家基因”和“奢侈基因”。“管家基因”在所有细胞中都处于活动状态，是维持细胞基本生命活动所必需的；而“奢侈基因”只在特定组织细胞中才处于活动状态。下列属于“管家基因”指导合成的产物是（）A. ATP水解酶B.血红蛋白C.胰岛素D.抗体答案A解析ATP水解酶基因在所有细胞中都表达，属于“管家基因”，A正确；血红蛋白基因只在红细胞中表达，属于“奢侈基因”，B错误；胰岛素基因在胰岛B细胞中特异性表达，属于“奢侈基因”，C错误；抗体基因在浆细胞中特异性表达，属于“奢侈基因”，D错误。3 .（目标3）下列有关表观遗传的说法，正确的是（）A.基因的碱基序列不发生改变B.基因的表达过程不受影响C.生物性状发生不可遗传的变化D.豌豆的皱粒就是一种表观遗传现象答案A解析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，A正确，B、C错误；与圆粒豌豆不同的是，皱粒豌豆的DNA中插入了一段外来的DNA序列，基因的碱基序列发生了改变，因此豌豆的皱粒不属于表观遗传，D错误。4 .（目标3）脊椎动物的一些基因活性与其周围特定胞口密碇的甲基化有关，甲基化使基因失活，相应的非甲基化能活化基因的表达，以下推测正确的是（）A.肝细胞和胰岛B细胞的呼吸酶基因均处于甲基化状态B.肝细胞和胰岛B细胞的胰岛素基因均处于非甲基化状态C.肝细胞的呼吸酶基因和胰岛素基因均处于非甲基化状态D.胰岛B细胞的呼吸酶基因和胰岛素基因均处于非甲基化状态答案D解析分析题意可知，相应的非甲基化能活化基因的表达，肝细胞和胰岛B细胞中均存在呼吸酶，表明呼吸酶基因均处于非甲基化状态，肝细胞的胰岛素基因处于甲基化状态，胰岛B细胞的胰岛素基因处于非甲基化状态，A、B、C错误，D正确。5 .（不定项）（目标3）下列有关表观遗传的说法正确的是（）A.表观遗传可以在亲子代之间遗传B. DNA的甲基化程度与基因的表达无关C.染色体组蛋白的乙酰化修饰会影响基因的表达D.表观遗传现象普遍存在于生物体的整个生命活动过程中答案ACD重难突破易错攻克题型一基因、基因表达产物及环境与生物性状的关系例1人体内苯丙氨酸的代谢途径如图所示。人群中，有若干种遗传病是由于苯丙氨酸的代谢缺陷所导致的。例如，苯丙氨酸的代谢产物之一苯丙酮酸在脑中积累会阻碍脑的发育，造成智力低下。下列分析不正确的是（）尿也酸受幺乙酰乙酸丝C6+H8jw%.苯内氨酸粤f酪氨酸受黑色素6条内胡酸A.缺乏酶可导致病人既“白（白化病）”又“痴”B.缺乏酶可导致病人只“白”不“痴”C.缺乏酶时，婴儿使用过的尿布会留有黑色污迹（尿黑酸）D.上述实例可以证明遗传物质通过控制酶的合成，从而控制新陈代谢和性状解题分析本题中的每种酶只催化一种化学反应，缺乏酶则不能合成酪氨酸，不会生成黑色素，人体内的苯丙氨酸只能合成苯丙酮酸，苯丙酮酸积累造成智力低下，此时该病人既“白”又“痴”，A正确；缺乏酶只能引起酪氨酸不能转变为黑色素，故只表现为白化病，B正确；缺乏酶时，只会引起不能合成苯丙酮酸，但其他生理过程正常，故婴儿的尿布上不会有尿黑酸，尿黑酸最终被转变为Co2和H2O,C错误；该代谢过程可证明基因通过控制酶的合成来控制新陈代谢和性状，D正确。答案C例2下列关于基因、环境、生物性状之间相互关系的判断，错误的是()A.基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用B.基因通过控制蛋白质的合成，直接或间接地控制生物的性状C.环境对生物性状的影响都是不可遗传的，如温度影响酶的活性D.水毛慕水下叶片为丝状，水上为扁平状，是基因和环境共同影响的解题分析环境的影响若未引起可遗传的变异，则不可遗传，若引起了可遗传的变异，则可遗传，如辐射改变生物的基因，C错误；水毛水下叶片为丝状，水上为扁平状，说明生物的性状是基因和环境共同影响的，D正确。答案C后归纳境对生物性状的影1)可遗传坏境单统影响7生物性状的表现基因型相同的玉米种子放在光T培养苗叶片王绿色放在遮阴条下培fr乔会形成Tfc只化-j÷-遗传环境因素通过改变生物传物质使生物性状发生改变辐射而引起生物基因的改变B)遗传环境通过影响生物表观遗传从而影响其基因的达和功能吸烟会使人体细胞内的NA基化水平升高等题型二基因的选择性表达与细胞分化例3分别用P-珠蛋白基因、卵清蛋白基因和丙酮酸激酶（与细胞呼吸相关的酶）基因的片段与鸡的成红细胞、输卵管细胞和胰岛细胞中提取的总RNA进行碱基互补配对，结果见下表（注：“+”表示能发生碱基互补配对）。下列叙述错误的是（）基因种类种4m胞总RNA珠蛋白基因卵蛋白基因丙胴酸激酶基因成红细胞输卵管细胞+胰十岛细胞A.在成红细胞中，B-珠蛋白基因处于活动状态，卵清蛋白基因处于关闭状态B.输卵管细胞的DNA中存在卵清蛋白基因，缺少-珠蛋白基因C.丙酮酸激酶基因的表达产物对维持鸡细胞的基本生命活动很重要D.上述不同类型细胞的生理功能差异与基因的选择性表达有关解题分析分析表格可知，在成红细胞中，存在-珠蛋白基因的mRNA,不存在卵清蛋白基因的mRNA,说明-珠蛋白基因处于活动状态，转录形成TmRNA,而卵清蛋白基因处于关闭状态，A正确；生物体所有的体细胞都是由同一个受精卵经分裂、分化形成的，含有该生物体所有的基因，因此输卵管细胞的基因组DNA中存在-珠蛋白基因，B错误；每个细胞都有丙酮酸激酶基因的mRNA,说明丙酮酸激酶基因的表达产物对维持鸡细胞的基本生命活动很重要，C正确；上述不同类型细胞是细胞分化的结果，其生理功能的差异与基因的选择性表达有关，D正确。答案B例4（不定项）研究表明，X1.P基因在某种鸟类的神经、皮肤、肌肉等不同细胞中均有表达，其中在骨骼肌中表达量最高，且雌鸟和雄鸟中的表达水平有明显差异。下列叙述正确的是（）A.北基因在骨骼肌中表达量最高，说明骨骼肌细胞中该基因数量最多B.不能通过检测组织细胞中"P基因的表达量来确定细胞的分化程度C.同一雄鸟不同细胞中DNA和RNA种类相同，蛋白质种类不同DHp基因在雌雄鸟中表达水平不同可能会导致雌雄个体飞行能力不同解题分析不同细胞中基因是选择性表达的，HP基因在骨骼肌中表达量最高，不能说明骨骼肌细胞中该基因数量最多，骨骼肌中该基因的数目与其他高度分化的细胞中该基因的数目相同，A错误；由题意可知，X“基因在某种鸟类的神经、皮肤、肌肉等不同细胞中均有表达，而神经、皮肤、肌肉细胞都是已分化的细胞，所以不能通过检测组织细胞中HP基因的表达量来确定细胞的分化程度，B正确；由于基因的选择性表达，同一雄鸟不同细胞中DNA种类相同,RNA和蛋白质种类不完全相同，C错误；由题干信息可知，HP基因“在骨骼肌中表达量最高，且雌鸟和雄鸟中的表达水平有明显差异”，由于骨骼肌与飞行能力密切相关，故可推测X1.P基因在雌雄鸟中表达水平不同可能会导致雌雄个体飞行能力不同，D正确。答案BD题型三表观遗传例5黄色小鼠(AA)与黑色小鼠(aa)杂交，产生的B(Aa)不同个体出现了不同体色。研究表明，不同体色的小鼠A基因的碱基序列相同，但A基因上二核昔酸(CPG)胞啕碇有不同程度的甲基化(如图)现象出现，甲基化不影响基因DNA复制。有关分析错误的是()A.Fl个体体色的差异与A基因甲基化程度有关B.甲基化可能影响RNA聚合酶与该基因的结合C.碱基甲基化通过影响碱基互补配对影响基因表达D.亲代的A基因与R的A基因遗传信息相同解题分析不同体色的小鼠A基因的碱基序列相同，A基因上的二核昔酸（CPG）胞口密碇有不同程度的甲基化现象，显然体色差异与A基因甲基化程度有关,A、D正确；RNA聚合酶与该基因的启动子结合可以启动转录，启动子部位甲基化可能会导致RNA聚合酶不能与该基因结合，B正确；由题干信息可知，碱基甲基化不影响DNA复制过程，而DNA复制过程存在碱基互补配对，故碱基甲基化不影响碱基互补配对过程，C错误。答案C例6（不定项）研究发现某种猫毛色的遗传很特别，雄猫毛色有黄色和黑色两种，雌猫则有黄色、黑色、黑黄相间三种。进一步研究发现，该性状由位于X染色体上的一对等位基因b（黄色）和B（黑色）控制，并且有两条X染色体的细胞中会有一条随机形成巴氏小体（部分基因不表达）。下列有关叙述正确的是（）A.雄猫只有一条X染色体，不会形成巴氏小体，毛色总是与其X染色体上的控制基因一致B.杂合雌猫的X染色体随机巴氏小体化，影响了毛色基因的表达，导致黑黄相间猫的出现C.杂合雌猫不同毛色区域毛色基因的表达情况不同，巴氏小体化的X染色体整条失活D.单色猫与黑黄相间猫交配，后代的数量足够多时会出现三种毛色，遵循基因的分离定律解题分析根据题意可知，两条X染色体的细胞中会有一条随机形成巴氏小体，雄猫只有一条X染色体，不会形成巴氏小体，毛色总是与其X染色体上的控制基因一致，A正确；杂合雌猫的X染色体随机巴氏小体化，就有可能出现一部分细胞表达B,另一部分表达b,因此导致黑黄相间猫的出现，B正确；杂合雌猫不同毛色区域毛色基因的表达情况不同，巴氏小体化中的X染色体中部分基因不表达，因此并非整条失活，C错误；单色猫与黑黄相间猫交配，比如XbY和XBXb杂交，后代会出现Bb（黑黄相间的猫）、bb（黄猫）、B（黑猫）、b（黄猫），出现三种毛色，遵循基因的分离定律，XBY和XBXb杂交，后代也会出现三种毛色，遵循基因的分离定律，D正确。答案ABD识拓展观遗传的机制DDNA甲基化因中的碱基序列没有变化J但部分碱基发生T甲基化修饰抑制T基因的表达进而影响表型O2)成染V-蛋自的乙酰化修饰核生物细胞核中的DNA与些蛋白质在起带负电荷的DNAtfc缠绕在带正电荷的蛋白质（如组蛋白）使细长的DNA卷成紧密的结构O乙酰化修饰就是用乙酰基把组蛋a的正电荷屏蔽掉O组蛋白的正电荷旦减少其与DNIA的结合就4K减这部分的D、A就会''松开“激活相关基因的转3)RKA干扰NA干扰是正常生物体内抑制特定基因表达的种现象O当细胞中导入或内源产生与某个特定mR、八同源的反义RNIA者互补配对形成双链时J该nRNA发生降解或者翻译阻导致基因表达沉默属于转录后水平基因沉mb又称为转录后因沉默是表观遗传的重要机制之4)X染色体随机失活