25-26学年高中生物人教版必修第二册课件：第4章　第2节　基因表达与性状的关系

第2节基因表达与性状的关系1.举例说明基因控制生物体性状的两种方式。2.描述基因选择性表达与细胞分化的关系。3.阐述表观遗传现象。一、基因表达产物与性状的关系三、表观遗传及基因与性状的对应关系二、基因的选择性表达与细胞分化课时对点练1.间接途径：基因通过控制_____的合成来控制 过程，进而控制生物体的性状。梳理　教材新知酶代谢淀粉分支酶酪氨酸酶黑色素失水2.直接途径：基因还能通过控制 直接控制生物体的性状。蛋白质的结构结构功能1.(2023·太原高一质检)现代科学对皱粒性状豌豆的形成给出了一个完整的回答：皱粒豌豆中的DNA插入了一段外来的DNA序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因，导致淀粉分支酶不能合成，而淀粉分支酶的缺乏又导致细胞内淀粉含量降低，游离蔗糖的含量升高。根据以上信息，下列说法不正确的是A.圆粒豌豆具有淀粉分支酶B.基因通过控制酶的合成来间接控制生物体的性状C.淀粉分支酶具有分解淀粉的作用D.淀粉是亲水性很强的大分子有机物√落实　思维方法2.如图为人体内基因对性状的控制过程，据图分析，下列相关叙述错误的是A.基因1和基因2可出现在 人体内的同一个细胞中B.图中过程①需要RNA聚合酶的 催化，过程②不需要tRNA的协助C.过程④⑤的结果存在差异的直接原因是血红蛋白结构的不同D.过程①②③表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√1.生物体多种性状的形成，都是以 为基础的。2.表达的基因的类型(1)一类是在 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 、ATP合成酶基因。(2)另一类是只在某类细胞中特异性表达的基因，如 、胰岛素基因。3.细胞分化的本质就是 。梳理　教材新知细胞分化所有细胞核糖体蛋白基因卵清蛋白基因基因的选择性表达4.细胞分化的结果：基因的选择性表达，导致来自同一个体的体细胞中_________和 不完全相同，从而导致细胞具有不同的形态、结构和功能。mRNA蛋白质(1)细胞分化形成的细胞一般会保持分化后的状态，不可逆转(　　)(2)在一个细胞中所有的基因都一定表达(　　)√提示　细胞分化的本质是基因的选择性表达，因此在细胞中有些基因不表达。×(3)同一个体的不同组织细胞的形态、功能不同是基因选择性表达的结果(　　)(4)不同生物的细胞的形态、结构不同是基因不同造成的(　　)√√任务一：基因的选择性表达1.根据教材“思考·讨论：分析不同类型细胞中DNA和mRNA的检测结果”提供的资料，回答下列问题：(1)这3种细胞中合成的蛋白质种类有什么差别？探究　核心知识提示　输卵管细胞只能合成卵清蛋白；红细胞只能合成珠蛋白；胰岛细胞只能合成胰岛素。(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　不同细胞内表达的基因不同。2.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，这类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，这类基因我们称为管家基因；另一类是只在某类细胞中特异性表达的基因，这类基因表达的产物赋予各种类型细胞特定的形态结构特征与功能，这类基因我们称为奢侈基因。据此对下列基因进行归类。①核糖体蛋白基因　②ATP合成酶基因③血红蛋白基因　④卵清蛋白基因　⑤呼吸酶基因　⑥胰岛素基因　⑦抗体基因　⑧唾液淀粉酶基因(1)属于管家基因的是 。(2)属于奢侈基因的是 。①②⑤③④⑥⑦⑧核心归纳1.细胞分化的标志(1)从细胞水平分析：细胞的形态、结构和生理功能发生稳定性差异。(2)从亚显微结构水平分析：细胞器的数目及细胞质基质成分和功能发生改变。(3)从分子水平分析：①蛋白质角度：蛋白质种类、数量发生改变。②基因角度：基因的选择性表达，即遗传信息的执行情况不同，这是细胞分化的根本原因。核心归纳2.细胞分化的“变”与“不变”(1)变：mRNA、蛋白质的种类，细胞的形态、结构和功能。(2)不变：DNA、tRNA、rRNA的种类，细胞的数目。3.如表是人体内的红细胞(未成熟)、胰岛B细胞、浆细胞内所含有的部分核基因及这些基因表达的情况(“＋”表示该基因表达，“－”表示该基因未表达)。下列有关说法正确的是落实　思维方法A.①②均表示“＋”B.此表说明细胞分化导致基因的选择性表达C.三种细胞中mRNA和蛋白质种类完全不同D.三种细胞的形态、结构和生理功能不同的根本原因是核基因种类不完 全相同√4.同一个体中，在所有细胞中都表达的一类基因，称为管家基因，只在某类细胞中特异性表达的基因称为奢侈基因。下列相关叙述错误的是A.管家基因指导合成的蛋白质是维持细胞生命活动所必需的B.奢侈基因表达的产物赋予细胞特定的形态、结构和功能C.所有细胞中都含有管家基因，但只有部分细胞含有奢侈基因D.奢侈基因能表达说明细胞已发生了分化√1.表观遗传(1)概念：生物体基因的 保持不变，但 和 发生可遗传变化的现象，叫作表观遗传。(2)类型：表观遗传的类型有DNA的 、 的甲基化和乙酰化等。(3)表观遗传现象普遍存在于生物体的 的整个生命活动过程中。(4)实例：蜂王和工蜂。梳理　教材新知碱基序列基因表达甲基化组蛋白表型生长、发育和衰老2.基因与性状间的对应关系(1)基因控制生物体的性状①_________ 一个性状②_________多个性状(如基因间相互作用)③__________ 一个性状(如人的身高)一个基因一个基因多个基因(2)生物体的性状还受 的影响。(3)基因与基因、基因与基因表达产物、 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 。环境条件基因与环境性状(1)表观遗传现象由于基因的碱基序列没有改变，因此生物体的性状也不会发生改变(　　)提示　表观遗传是指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。×(2)吸烟会导致精子中DNA的甲基化水平升高，从而影响基因的表达(　　)√(3)基因与性状是一一对应的关系(　　)提示　在大多数情况下，基因与性状的关系并不是简单的一一对应的关系。×(4)生物有些性状可以由多个基因决定，但一个基因不会与多个性状有关(　　)×提示　生物有些性状可以由多个基因决定，一个基因也可能与多个性状有关。任务二：表观遗传结合教材“思考·讨论：柳穿鱼花的形态结构和小鼠毛色的遗传”提供的资料，回答下列问题：1.资料1中植株A和植株B花的形态结构不同是基因不同导致的？还是基因的表达不同导致的？探究　核心知识提示　植株A和植株B花的形态结构不同是基因的表达不同导致的。2.导致植株B中Lcyc基因不表达的原因是什么？提示　植株B的Lcyc基因被高度甲基化。3.分析资料1，F1的花为什么与植株A的相似？提示　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。4.Lcyc基因的高度甲基化修饰能够遗传吗？并说明理由。提示　Lcyc基因的高度甲基化修饰能够遗传。因为F1自交的F2中少部分植株的花与植株B的相似，说明Lcyc基因的高度甲基化修饰能够遗传。5.资料2中，F1小鼠的基因型都是Avya，小鼠毛色为什么不是黄色而是表现出介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型？提示　因为小鼠的Avy基因的前端有一段特殊的碱基序列决定着该基因的表达水平，这段碱基序列具有多个可发生DNA甲基化修饰的位点。当这些位点没有甲基化时，Avy基因正常表达，小鼠表现为黄色；当这些位点甲基化后，Avy基因的表达就受到抑制，并且这段序列的甲基化程度越高，Avy基因的表达受到的抑制越明显，小鼠体毛的颜色就越深。6.完善小鼠“毛色遗传”机理的流程图。抑制遗传表达产物少7.资料1和资料2展示的遗传现象有什么共同点？提示　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没有变化，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。核心归纳(1)特点①可遗传性：即这类改变通过有丝分裂或减数分裂，能在细胞、个体间遗传。②可逆性的基因表达：如甲基化时，可影响基因的表达；去甲基化时，可恢复基因的表达。③不变性：基因的碱基序列不变。(2)三种常见的调控机制①DNA甲基化修饰：主要抑制转录。②非编码RNA干扰(例如miRNA)：主要抑制翻译。③组蛋白甲基化、乙酰化等。表观遗传的特点及调控机制5.下列哪项不属于表观遗传的特点A.对表型的影响可遗传给后代B.DNA分子碱基可能连接多个甲基基团C.甲基化导致DNA碱基序列发生改变D.可由组蛋白的某些修饰导致√落实　思维方法6.下列关于基因与性状关系的叙述，错误的是A.基因与性状之间并不都是一一对应的关系B.基因能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状C.生物体的性状是由基因决定的，但会受到环境等因素的影响D.若基因的碱基序列保持不变，表型不会发生可遗传的变化√网络构建1234567891011121314对一对答案1234567891011121314对一对答案题组一　基因表达产物与性状的关系1.豌豆种子有圆粒和皱粒两种，如图为圆粒种子形成机制的示意图，下列相关说法不正确的是1234567891011121314答案A.图中显示了基因通过 控制酶的合成来控制 代谢过程，进而控制生物体的性状B.当编码淀粉分支酶的基因被打乱时，细胞内淀粉的含量会上升C.皱粒种子中蔗糖含量相对更高，味道更甜美D.图中①②过程中碱基互补配对的方式有差异√1234567891011121314答案1234567891011121314答案2.(2024·泉州高一期中)白化病与镰状细胞贫血是两种常见的人类遗传病，分别受一对等位基因控制，其发病机理如图所示。下列有关分析不正确的是1234567891011121314答案A.过程①和过程②都需要 tRNA的直接参与B.镰状细胞贫血基因的表 达过程遵循碱基互补配对原则C.这两种致病基因在人体不同细胞中的表达情况不同D.上述实例能体现基因控制生物性状的两种途径√1234567891011121314答案题组二　基因的选择性表达与细胞分化3.下列关于细胞分化的叙述，正确的是A.细胞分化只发生在胚胎期B.不同的细胞中mRNA完全不同C.细胞分化过程中，细胞内的DNA会发生改变D.细胞分化是基因选择性表达的结果√1234567891011121314答案1234567891011121314答案4.(2024·晋城高一检测)如图为某一人体的肌肉细胞、未成熟的红细胞和神经细胞产生过程的模式图，据图分析，下列有关这三类细胞的叙述，正确的是A.一般来说，含有的遗传信息相同B.含有的mRNA完全相同C.含有的蛋白质种类完全相同D.形成的原因是基因的选择性丢失√1234567891011121314答案1234567891011121314答案题组三　表观遗传及基因与性状的对应关系5.(2024·无锡高一期中)研究表明，糖尿病患者体内瘦素基因启动部位甲基化水平显著降低，导致瘦素含量明显升高。母体瘦素基因的甲基化水平降低能遗传给胎儿，使胎儿患糖尿病的概率增大。下列叙述正确的是A.DNA甲基化不会影响细胞分化B.DNA甲基化直接影响DNA复制时的碱基互补配对C.瘦素基因启动部位甲基化水平下降会促进该基因的转录D.若基因的碱基序列不改变，个体表型的变化就无法遗传给后代√1234567891011121314答案1234567891011121314答案6.(2024·黑吉辽，9)如图表示DNA半保留复制和甲基化修饰过程。研究发现，50岁同卵双胞胎间基因组DNA甲基化的差异普遍比3岁同卵双胞胎间的差异大。下列叙述正确的是A.酶E的作用是催化DNA复制B.甲基是DNA半保留复制的原 料之一C.环境可能是引起DNA甲基化差异的重要因素D.DNA甲基化不改变碱基序列和生物个体表型√1234567891011121314答案1234567891011121314答案7.DNA缠绕在组蛋白周围形成核小体，是染色质的结构单位。组蛋白的乙酰化是由乙酰化酶催化，乙酰化会弱化组蛋白和DNA的相互作用，疏松了染色质的结构，细胞内还存在组蛋白去乙酰化酶，使组蛋白去乙酰化，进而调控基因的表达。下列说法错误的是A.组蛋白的乙酰化可使生物表型发生可遗传变化B.组蛋白去乙酰化伴随着对基因转录的抑制C.组蛋白去乙酰化酶与染色体形态构建有关D.染色质中的组蛋白乙酰化和去乙酰化是可逆反应√1234567891011121314答案1234567891011121314答案8.(2023·江苏天一中学高一期中)下列有关基因型、性状和环境的叙述，错误的是A.人的身高由多个基因决定，其中每个基因对身高都有一定的作用B.两株玉米植株的株高不同，二者的基因型也不同C.同一株水毛茛气生叶与水生叶中所含基因相同D.表观遗传现象普遍存在，可能会改变生物体的性状1234567891011121314√答案1234567891011121314答案9.(2023·承德高一期末)牵牛花的颜色主要是由花青素决定的，如图为花青素的合成与颜色变化途径示意图。从图中不能得出的是A.花的颜色由多对基因共同控制B.基因可以通过控制酶的合成来 控制代谢C.生物体的性状由基因决定，也受环境影响D.若基因①不表达，则基因②和基因③也不表达√1234567891011121314答案1234567891011121314答案10.蜂群中，蜂王和工蜂都是由受精卵发育而来的，以蜂王浆为食的幼虫将发育成蜂王，而以花粉、花蜜为食的幼虫将发育成工蜂，幼虫发育成蜂王的机理如图所示。下列相关叙述错误的是A.DNA甲基化水平是发 育成蜂王的关键要素B.花粉可通过抑制Dnmt3 基因的表达而影响DNA甲基化C.DNA甲基化水平没有使Dnmt3基因的碱基序列发生改变D.该实例中的由食物引起的表型改变是可以遗传给后代的√1234567891011121314答案1234567891011121314答案11.遗传学家做过这样的实验：果蝇幼虫正常的培养温度是25 ℃，将刚孵化的残翅果蝇幼虫放在31 ℃的环境中培养，得到了一些翅长接近正常的果蝇成虫，这些翅长接近正常的果蝇在正常环境温度下产生的后代仍然是残翅果蝇。分析以上实验内容，下列说法错误的是A.将刚孵化的残翅果蝇幼虫放在25 ℃的环境中培养，成虫仍将是残翅B.上述果蝇翅型变化的现象属于表观遗传C.这种实验现象可能是温度影响了酶的活性造成的D.果蝇的翅型是基因和环境共同作用的结果√1234567891011121314√√答案1234567891011121314答案12.某种小鼠常染色体上的A基因能控制蛋白X的合成，a基因则不能，当小鼠缺乏蛋白X时表现为个体较小(侏儒鼠)。A基因在雌配子中会发生DNA甲基化修饰而抑制其表达，在雄配子中的A基因是非甲基化的，如图所示。下列关于图中雌、雄鼠的叙述，不正确的是A.DNA甲基化会引起基因碱基序列的改变B.雌鼠与雄鼠基因型相同，但表型不同C.雌鼠A基因来自其父本的概率为1D.雌、雄鼠杂交后代中，侏儒鼠占1/21234567891011121314答案√1234567891011121314答案1234567891011121314答案13.囊性纤维化是一种遗传病，由一对等位基因控制，其致病机理如图所示。请回答下列有关问题：1234567891011121314答案(1)据图分析，①过程需要__________酶参与催化反应，②过程发生的场所是_________________。RNA聚合核糖体(或细胞质)1234567891011121314答案1234567891011121314答案(2)异常CFTR蛋白在第508位缺少一个氨基酸(苯丙氨酸)的原因是______________________________________________，缺失氨基酸后，CFTR蛋白的空间结构_____(填“改变”或“不变”)。正常CFTR基因缺失了3个碱基对，成为异常CFTR基因改变1234567891011121314答案1234567891011121314答案(3)囊性纤维化的实例表明，基因表达产物与性状的关系是_____________________________________________。过控制蛋白质的结构直接控制生基因通物体的性状1234567891011121314答案(4)一对表型正常的夫妇生育了一个患囊性纤维化的女儿，推测CFTR基因位于____________ (填“常染色体”或“性染色体”)上。该夫妇第二胎生下一对表型均正常的“龙凤胎”，则这对“龙凤胎”均为携带者的概率为______。4/9常染色体1234567891011121314答案14.(2024·宜春高一期中)生物体内普遍存在dsRNA介导的RNA干扰现象调控基因表达，其部分原理如图所示。回答下列问题：1234567891011121314答案(1)dsRNA基因转录时，___________酶与DNA结合，催化__________连接形成Pri－miRNA。1234567891011121314答案核糖核苷酸RNA聚合1234567891011121314答案(2)Pri－miRNA分子中存在一段双链区域，据此可推测dsRNA基因的模板序列的特点是_____________________。RNA干扰主要抑制了基因表达的______过程。存在互补的碱基序列翻译1234567891011121314答案(3)dsRNA介导的RNA干扰现象也可归为表观遗传，理由是__________________________________________________________________。生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生了可遗传变化1234567891011121314答案(4)在乙型肝炎病毒(HBV)感染引起的慢性乙肝治疗研究中，可利用RNA干扰安全有效地抑制HBV基因表达，试说明设计思路______________________________________________________________________________。设计出与HBV基因的mRNA碱基互补配对的干扰RNA，再将该干扰RNA注入患者细胞内