4.2基因表达与性状的关系
1、简述基因表达产物与性状的关系。(科学思维)
2、理解细胞分化的实质和表观遗传现象及产生的原因。(科学思维)
3、归纳基因与性状的关系。(生命观念)
1、基因表达产物与性状的关系。
2、表观遗传现象及产生的原因。
任务一 基因表达产物与性状的关系
1、基因如何控制生物的性状?
基因表达产物可以直接或间接控制生物的性状。
2、归纳基因控制生物体性状的途径,并举例说明。
(1)间接途径: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。如:豌豆的圆粒与皱粒,白化病的产生
(2)直接途径:基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。例如,囊性纤维化发病的形成
【思考】①豌豆的圆粒与皱粒性状是如何形成的?
圆粒豌豆:成熟时淀粉含量高→能有效保留水分,什分饱满;
皱粒豌豆:成熟时淀粉含量降低→失水皱缩。
与圆粒豌豆不同的是,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。
②分析白化病的成因。
正常人: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。
白化病的形成:编码酪氨酸酶的基因异常→不能合成酪氨酸酶→不能合成黑色素,从而表现出白化症状。
③简述囊性纤维化的形成原因。
编码CFTR蛋白(一种转运蛋白)的基因缺失了3个碱基→CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸→CFTR蛋白结构与功能异常→支气管中黏液增多,管腔受阻,细菌在肺部大量繁殖,最终使肺功能严重受损。
任务二 基因的选择性表达与细胞分化
1、细胞分化是生物体多种性状形成的基础
生物体多种性状的形成,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、结构和功能却各不相同。
分析资料:
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。
分析:这三种细胞都属于同一只鸡的体细胞,是经过有丝分裂而来的,因此基因组成相同。
三种细胞中都有卵清蛋白基因、珠蛋白基因、胰岛素基因,但是每种细胞都只检测到了一种基因的mRNA,所以这三种细胞合成的蛋白质种类不同。说明不同种类的细胞中,基因是选择性表达的。
【思考】这三类细胞中表达的基因完全不相同吗?
不是。控制细胞基本生命活动的基因在所有细胞中都能表达,如核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因等。
2、细胞分化的本质是什么?
基因的选择性表达。基因的选择性表达与基因表达的调控有关。
3、根据在细胞中基因的执行情况,基因划分为哪些类型?举例说明
(1)在所有细胞中都能表达的基因,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。
(2)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。
任务三 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受到调控的,这种调控会直接影响性状。
1、什么是表观遗传,有什么特点?
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。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。
2、分析表观遗传的原因:DNA的甲基化
部分碱基发生甲基化修饰会抑制基因的表达,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现型。
任务四 基因与性状间的对应关系
1、简述基因与性状的关系
(1)并不是简单的一一对应的关系。
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。
(2)生物体的性状也不完全是由基因决定的,环境对性状也有着重要影响。
总之,基因与基因、基因与基因表达产物、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。4.2基因表达与性状的关系
1、简述基因表达产物与性状的关系。(科学思维)
2、理解细胞分化的实质和表观遗传现象及产生的原因。(科学思维)
3、归纳基因与性状的关系。(生命观念)
1、基因表达产物与性状的关系。
2、表观遗传现象及产生的原因。
任务一 基因表达产物与性状的关系
1、基因如何控制生物的性状?
2、归纳基因控制生物体性状的途径,并举例说明。
【思考】①豌豆的圆粒与皱粒性状是如何形成的?
②分析白化病的成因。
③简述囊性纤维化的形成原因。
任务二 基因的选择性表达与细胞分化
1、细胞分化是生物体多种性状形成的
生物体多种性状的形成,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 的,而 却各不相同。
分析资料:
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。
分析:这三种细胞都属于同一只鸡的体细胞,是经过有 而来的,因此基因组成 。
三种细胞中都有卵清蛋白基因、珠蛋白基因、胰岛素基因,但是每种细胞都只检测到了一种基因的mRNA,所以这三种细胞合成的蛋白质种类 。说明 。
【思考】这三类细胞中表达的基因完全不相同吗?
2、细胞分化的本质是什么?
3、根据在细胞中基因的执行情况,基因划分为哪些类型?举例说明
任务三 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受到调控的,这种调控会直接影响性状。
1、什么是表观遗传,有什么特点?
2、分析表观遗传的原因:DNA的甲基化
任务四 基因与性状间的对应关系
1、简述基因与性状的关系