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复习回顾：
1.(必修2 P65)RNA有三种，它们分别是 、 和 ；真核细胞中核仁受损会影响
的合成，进而影响 (细胞器)的形成。
2.基因的表达包括 和 过程；细胞分化是 的结果。
3.(必修2 P67)mRNA上3个 的碱基决定1个氨基酸。每3个这样的碱基叫作1个 。
4.(必修2 P67)每种tRNA只能识别并转运 种氨基酸。tRNA分子比mRNA小得多，其一端是携带氨基酸的部位，另一端有3个相邻的碱基。每个tRNA的这3个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对，叫作 。
5.(必修2 P69)通常，一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进
行多条肽链的合成，因此，_____________________________________。
右面图示中核糖体移动的方向是 。
6.(必修2 P69)科学家 于1957年提出了中心法则。请写出完善后的中心法则。
mRNA
tRNA
rRNA
rRNA
核糖体
转录
翻译
基因选择性表达
相邻
密码子
一
反密码子
少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质
从左向右
克里克
情境导入
1.该同卵双胞胎，其细胞的基因组成一样吗
A市的一栋居民楼发生了一起恶性事件，警方发现该楼502室的一女子身亡。警方勘察现场结合解剖判断死者死于他杀，客厅即为第一案发现场，现场无目击者无监控器。在现场还发现了非受害人留下的皮屑，多方分析，认定为凶手遗留。根据公安局DNA入库比对，该DNA信息意外的指向两名男性，两位犯罪嫌疑人为同卵双胞胎且此时都在A市，到底谁是凶手？
讨论：
弟弟
哥哥
2.这一对同卵双胞胎部分性状的差异，还可能是
由什么因素引起的
可能是由两人所处的环境因素引起的
第4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。
探究一.基因表达产物与性状的关系
基因
指导合成
蛋白质
体现
性状
如何控制？
探究任务一：
1、阅读课本71-72页，分析两个人两种疾病的发病机理 ？
2、用文字和箭头总结基因、酶（表达产物）与性状之间的关系。
3、总结说明基因是如何控制生物性状的？
探究一.基因表达产物与性状的关系
编码淀粉分支酶的基因
正常
淀粉分支酶正常，
活性较高
淀粉合成正常
淀粉含量高，
有效保留水分
插入DNA序列
淀粉分支酶异常，
活性较低
淀粉合成受阻
淀粉含量低，
失水皱缩
基因
性状
酶
代谢过程
例1：豌豆的圆粒与皱粒
探究一.基因表达产物与性状的关系
例2：人的正常肤色与白化病
编码酪氨酸酶的基因正常
酪氨酸转化为黑色素
酪氨酸酶正常
表现正常
正常人
白化病人
编码酪氨酸酶的基因异常
酪氨酸不能转化为黑色素
酪氨酸酶不能合成
缺乏黑色素，表现为白化
基因
性状
酶
代谢
过程
结论1：基因通过控制____的合成来控制___________，进而控制生物体的性状。
酶
代谢过程
间接控制
探究一.基因表达产物与性状的关系
例3：囊性纤维化成因
编码CFTR蛋白的基因正常
CFTR蛋白正常
CFTR转运氯离子功能正常
表现正常
编码CFTR蛋白的基因
缺失3个碱基
CFTR蛋白结构异常，
缺少苯丙氨酸
CFTR转运氯离子的功能异常支气管粘液增多
粘液清除困难，肺功能严重受损
基因
蛋白质结构
功能
性状
正常人
患者
结论2：基因通过控制_________________来______ 控制生物体的性状。
蛋白质的结构
直接
探究一.基因表达产物与性状的关系
基因
酶
细胞代谢
生物性状
结构蛋白
生物性状
蛋白质
间接作用
直接作用
1. 基因通过控制 来控制 ，进而 控制生物体的性状。
酶的合成
代谢过程
2. 基因通过控制 来 控制生物体的性状。
蛋白质的结构
直接
间接
【典例1】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
C
【针对训练1】(不定项)如图为人体内基因对性状的控制过程，据图分析，下列相关叙述正确的是(　　)
A．基因1和基因2一般不会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
CD
探究二.基因的选择性表达与细胞分化
探究任务二：1．根据教材p72“思考·讨论：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？
(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）有没有一些基因在这三种细胞中均能进行表达呢？
（4）如何定义在特定细胞内表达的基因与在所有细胞内表达的基因？
检测的三种细胞 卵清蛋白基因、珠蛋白基因、胰岛素基因 卵清蛋白 mRNA 珠蛋白 mRNA 胰岛素
mRNA
输卵管细胞 +++ + - -
红细胞 +++ - + -
胰岛细胞 +++ - - +
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
不同细胞内表达的基因不同。
有；如呼吸酶基因。
1、表达的基因分类
管家基因
所有细胞中都表达的一类基因，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。
奢侈基因
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。
2、细胞的分化
实质：基因的选择性表达
探究二.基因的选择性表达与细胞分化
DNA、tRNA、rRNA
①不变
细胞的数目
② 变
mRNA、蛋白质的种类
细胞的形态、结构和功能
（1）分子水平：合成了某种细胞特有的
蛋白质,如唾液淀粉酶、
胰岛素等。
（2）细胞水平：形成不同种类的细胞。
3.细胞分化的“不变”与“变”
4.细胞分化的标志
探究二.基因的选择性表达与细胞分化
探究任务二：
2．根据管家基因与奢侈基因的定义，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
属于管家基因的是：___________________
属于奢侈基因的是：___________________
③④⑥⑦⑧
①②⑤
基因的选择性表达与基因表达的调控有关。
性状
直接影响
探究二.基因的选择性表达与细胞分化
【典例2】同一动物个体的神经细胞与肌细胞在功能上是不同的，造成这种差异的主要原因是(　　)
A．二者所处的细胞周期不同 B．二者合成的特定蛋白不同
C．二者所含有的遗传信息不同 D．二者核DNA的含量不同
【针对训练2】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
B
C
探究三.表观遗传
基因什么时候表达
基因在哪种细胞中表达
基因表达水平的高低
调控基因是否表达
调控基因表达多少
基因表达的调控
直接影响
性状
如何调控？
探究三.表观遗传
探究任务三：1、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的花的形态不同是基因
不同导致的，还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？
(3)分析资料1，F1的花为什么与植株A的相似？在F2中，为什么有些植株的花与植株B的相似？
(4)Lcyc基因的高度甲基化修饰能够遗传吗？判断的理由是什么？
基因的表达不同导致的。
植株B的Lcyc基因被高度甲基化。
植株A的Lcyc基因能够表达，表现为显性；植株B的Lcyc基因由于被高度甲基化，基因表达受到抑制，表现为隐性。F2中有少部分植株含有两个来自植株B的Lcyc基因，由于该基因被高度甲基化，基因表达受到抑制，花与植株B相似。
能；因为F2中一部分植株的花与植株B相似，说明Lcyc基因的高度甲基化修饰能够遗传。
探究任务三：
(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？
(6)资料1和资料2展示的遗传现象有什么共同点？
AvyAvy
P
X
F1
aa
探究三.表观遗传
Avy基因
无甲基化，Avy基因正常表达，黄色
部分甲基化，Avy基因表达受抑制，毛色加深
甲基化程度高，Avy基因表达被抑制更明显，毛色更深
Avy基因
Avy基因
甲基
甲基
前端
前端
前端
基因的碱基序列保持不变，但基因的表达受到抑制，因此性状发生改变，而且这种改变可以遗传。
表观遗传
探究三.表观遗传
3.特点：
2.发生时期：
4.实例：
1.概念：
生物体基因的碱基序列__________，但__________和_______发生
______________的现象；
保持不变
基因表达
表型
可遗传变化
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。
（1）柳穿鱼花形遗传
（2）某种小鼠毛色遗传
（3）同卵双胞胎生长发育过程中所具有的差异
（4）蜂王和工蜂的差异
①DNA碱基序列不改变。
②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。
③可逆性。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。
探究三.表观遗传
5.三种常见的调控机制
—主要抑制转录
类型1. DNA甲基化
5`
3`
3`
5`
C
G
G
C
5`
3`
3`
5`
C
G
G
C
CH3
CH3
胞嘧啶甲基化
甲基化主要发生在 脱氧核苷酸的第5号碳原子上, 靠近DNA链的 端。
胞嘧啶
5’
DNA的甲基化可以引起基因的失活，基因不能表达。
启动子：是RNA聚合酶识别和结合的位点
探究三.表观遗传
类型2. 组蛋白被修饰
—组蛋白甲基化、乙酰化等修饰也会影响基因表达
（教材P74，相关信息）
植物的春化作用：低温促使植物开花的作用
冬小麦的Flc基因所在部位的组蛋白被修饰
探究三.表观遗传
非编码RNA：不编码蛋白质的RNA。(除tRNA和rRNA)
类型3. 非编码RNA干扰
—主要抑制翻译
探究四.基因与性状的关系
探究任务四：阅读课本P75针对出现残翅果蝇的原因提出假说，进行解释
果蝇翅的发育需要经过酶催化的反应，而酶是在基因控制下合成的，酶的活性受温度、pH等条件的影响。
提出假说：（1）翅的发育需要经过酶催化的反应
（2）酶是在基因指导下合成的
（3）酶的活性受温度、pH等条件影响。
25℃下培养
它们产生的后代
如刚孵化的残翅果蝇幼虫
31℃下培养
得到了一些翅长接近正常的果蝇成虫
残翅果蝇
表型模拟：仅由环境变化引起的性状变化，不可遗传
探究四.基因与性状的关系
1.基因与性状并不是简单的一一对应的关系
如红绿色盲、白化病等单基因遗传病。
如：人的身高是由多个基因决定的，其中每个基因对身高都有一定的作用。
如研究发现水稻中的Ghd7基因编码的蛋白质不仅参与了开花的调控，
而且对水稻的生长、发育和产量都有重要的作用。
①一个基因 一种性状
控制
②一个基因 多种性状
控制
③多个基因 一种性状
控制
多因一效
一因多效
一因一效
探究四.基因与性状的关系
④生物性状还会受到环境等条件的影响
表型=基因+环境
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，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。
c.环境不改变基因，影响基因的表达，可遗传（表观遗传）
b.环境通过改变基因而影响性状，可遗传
a.仅由环境变化引起的性状变化，不可遗传（表型模拟）
【典例3】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
【针对训练3】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
C
D
网络构建：
基
因
表达与
性
状
的
关系
1.基因表达产物与性状的关系
基因通过控制____的合成来控制生物代谢过程，进而控制生物性状
（2）基因通过控制_________的结构直接控制生物性状
（1）基因与性状并不是一一对应的关系
（2）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
3.表观遗传：
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
酶
蛋白质
2.基因的选择性表达与细胞分化
4、基因与性状的关系：
细胞分化的本质就是基因的选择性表达
1、着色性干皮症是一种常染色体隐性遗传病，起因于DNA损伤。深入研究后发现患者体内缺乏DNA修复酶，DNA损伤后不能修复而引起突变。这说明一些基因（　　）
A．是通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物的性状
B．是通过控制蛋白质分子的结构，从而直接控制生物的性状
C．是通过控制酶的合成，从而直接控制生物的性状
D．可以直接控制生物的性状，发生改变后生物的性状随之改变
2、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牵牛花颜色变化途径示意图，从图中不可以得出的是（ ）
A．花的颜色由多基因共同控制
B．性状由基因决定，也受环境影响
C．基因可以通过控制酶的合成来控制代谢
D．基因①不表达，则基因②和基因③均不
表达
A
检测反馈
D
3、有人说“基因是导演，蛋白质是演员，性状是演员的表演作品”。结合所学，下列说法合理的是（ ）
A．蛋白质多样性是基因中核苷酸序列多样性的根本原因
B．不同的核苷酸序列无法通过转录、翻译合成相同的蛋白质
C．某些基因可以通过控制蛋白质结构直接控制生物体的性状
D．同种生物不同个体间的性状差异是基因选择性表达的结果
4、正常培养条件下，20℃时基因型为AA的藏报春开红花，基因型为aa的藏报春开白花。其它条件不变的情况下，培养温度为30℃时，基因型为AA的藏报春开白花，基因型为aa的藏报春也开白花。这个现象说明（　　）
A．基因型是表型的外因 B．表型相同基因型一定相同
C．基因型相同表型一定相同 D．表型是基因型与环境相互作用的结果
检测反馈
C
D
5、下列关于基因表达与性状的关系，叙述错误的是（ ）
A．基因可通过控制酶的合成来控制代谢进而控制性状
B．基因可通过控制蛋白质的结构直接控制性状
C．基因可在细胞分化过程中发生选择性丢失
D．同卵双胞胎所具有的微小差异可能与表观遗传有关
6、下列关于基因与性状的关系，叙述错误的是（ ）
A．细胞中的基因有些表达，有些不表达
B．生物体中，一个基因决定一种性状，一种性状由一个基因决定
C．同一植株不同部位的叶子形态不同，但是其基因一般相同
D．基因、基因表达产物以及环境之间存在着复杂的相互作用
检测反馈
C
B
7、果蝇的卷翼（V）与直翼（v）由一对等位基因控制。遗传学家曾做过这样的实验：卷翼雌雄果蝇间交配，在16℃时幼虫发育，子代有直翼果蝇；在25℃时幼虫发育，子代全部为卷翼，此实验说明（　　）
A．性状完全是由基因型决定的
B．基因型相同，表型一定相同
C．表型是基因型与环境因素共同作用的结果
D．从根本上讲，果蝇的卷翼与直翼由环境温度来决定
8、研究发现，小鼠Avy基因的碱基序列不变，由于部分碱基发生了甲基化修饰导致小鼠毛色发生改变，这种DNA甲基化修饰可以遗传给后代。该现象属于（ ）
A．表观遗传 B．伴性遗传
C．显性遗传 D．常染色体遗传
检测反馈
C
A
9、黄色小鼠 (AA)与黑色小鼠(aa)杂交，产生的F1(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基因上二核苷酸 (CpG)胞嘧啶有不同程度的甲基化（如图）现象出现。已知甲基化不影响基因DNA的复制。有关分析错误的是( )。
A. F1 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.碱基甲基化不影响碱基互补配对过程
D.甲基化是引起碱基序列变化的常见方式
检测反馈
D

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