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4.2 基因表达与性状的关系

教案

一、教学目标

1.举例说明，基因通过控制酶的合成或蛋白质的结构控制生物体的性状。

2.说明细胞分化是基因选择性表达的结果。

3.概述生物体的表观遗传现象。

二、教学重难点

1.教学重点

（1）基因表达与性状的关系。

（2）细胞分化的本质是基因的选择性表达。

（3）表观遗传现象。

2.教学难点

表观遗传现象。

教学过程

【导入】：问题探讨：同一株水毛茛，裸露在空气中的叶和浸在水中的叶，表现出了两种不同的形态。

1、这两种形态的叶，其细胞的基因组成一样吗？

答：基因组成是一样的。

这两种叶形的差异，可能是由什么因素引起的？

答：可能是由叶片所处的环境因素引起的。

【一、基因表达产物与性状的关系】

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实例三： 囊性纤维化是北美白种人中常见的一种遗传病，患者支气管被异常的粘液堵塞，常于幼年时死于肺部感染。

病因：CFTR基因缺失了3个碱基→CFTR蛋白结构异常，导致功能异常→患者支气管内黏液增多→黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染。

实例四：镰状细胞贫血

病因：控制血红蛋白形成的

基因中一个碱基对变化→血红蛋白的结构发生变化→红细胞呈镰刀状→红细胞易某某,患溶血性贫血

结论2：基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。（教材P71黑体字）

归纳总结：基因表达产物与性状的关系

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。

实例一豌豆的圆粒和皱粒、实例二白化病

2、基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。

实例三囊性纤维病、实例四镰状细胞贫血

【连接】来自同一个受精卵的细胞为何形态、功能各异？

【二、基因的选择性表达与细胞分化】

思考讨论：分析不同类型细胞中DNA和mRNA的检测结果（详见课本）

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?

科学家研究发现，细胞中的基因有些表达，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。基因的选择性表达与基因表达的调控有关。(教材P72)

【连接】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。如何调控？

资料1：柳某某的花

柳某某是一种园林花卉柳某某花的形态结构，与LCYC基因的表达直接相关，上图所示的两株柳某某，它们体内LCYC基因的序列相同，只是植株a的LCYC基因在开花时表达，植株B的LCYC基因不表达。研究表明植株B的LCYC基因不表达的原因是它被高度甲基化了。科学家将这两个植株作为亲本进行杂交，F1的花与植株a的相似，F1自交的F2中绝大部分植株的花与植株a的相似，少部分植株的花与植株B的相似。

资料2：实验小鼠的毛色

某种实验小鼠的毛色受一对等位基因Avy和a的控制，Avy为显性基因，表现为黄色体毛，a为隐性基因，表现为黑色体毛；

将纯种黄色体毛的小鼠与纯种黑色体毛的小鼠杂交，子一代小鼠的基因型都是Avya，却表现出不同的毛色：介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型

研究表明，在Avy基因的前端（或称上游）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_________________的位点，当这些位点_______ 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 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

与社会的联系：

吸烟会使人的体细胞内DNA的甲基化水平升高，对染色体上的组蛋白也会产生影响，还有研究发现，吸烟可使男性精子活力下降，精子中DNA的甲基化水平明显升高；

但是若这些不良习惯被消除，这些表观遗传的改变又会逐渐减弱甚至消失；

【四、基因与性状的关系】

基因与性状并不是简单的一一对应的关系，生物性状还会受到环境等条件的影响。

基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间借助复杂的相互作用，形成一个错综复杂的网络，精细地调控着生物体的性状。

【课堂小结与随堂练习】略

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