【教學(xué)目標(biāo)】
1、簡述基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系。（科學(xué)思維）
2、理解細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)和表觀遺傳現(xiàn)象及產(chǎn)生的原因。（科學(xué)思維）
3、歸納基因與性狀的關(guān)系。（生命觀念）
【教學(xué)重難點(diǎn)】
1、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系。
2、表觀遺傳現(xiàn)象及產(chǎn)生的原因。
【教學(xué)過程】
一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系
1、間接途徑：基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進(jìn)而控制生物體的性狀。
（1）豌豆的圓粒與皺粒
圓粒豌豆：成熟時(shí)淀粉含量高→能有效保留水分，什么飽滿；
皺粒豌豆：成熟時(shí)淀粉含量降低→失水皺縮。
為什么皺粒豌豆淀粉含量低？
與圓粒豌豆不同的是，皺粒豌豆的DNA中插入了一段外來DNA序列，打亂了編碼淀粉分支酶的基因，導(dǎo)致淀粉分支酶出現(xiàn)異常，活性大大降低，進(jìn)而使細(xì)胞內(nèi)淀粉含量降低。淀粉在細(xì)胞中具有保留水分的作用。
（2）白化病的
正常人：酪氨酸酶存在于正常人的皮膚、毛發(fā)等處，它能將酪氨酸轉(zhuǎn)變?yōu)楹谏亍?br>白化病的形成：編碼酪氨酸酶的基因異?！荒芎铣衫野彼崦浮荒芎铣珊谏兀瑥亩憩F(xiàn)出白化癥狀。
2、直接途徑：基因還能通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀。
囊性纖維化：編碼CFTR蛋白（一種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白）的基因缺失了3個(gè)堿基→CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸→CFTR蛋白結(jié)構(gòu)與功能異?！夤苤叙ひ涸龆?，管腔受阻，細(xì)菌在肺部大量繁殖，最終使肺功能嚴(yán)重受損。
二、基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化
1、細(xì)胞分化是生物體多種性狀形成的基礎(chǔ)
生物體多種性狀的形成，都是以細(xì)胞分化為基礎(chǔ)的。同一生物體中不同類型的細(xì)胞，基因都是相同的，而形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能卻各不相同。
分析資料：
科學(xué)家提取了雞的輸卵管細(xì)胞、紅細(xì)胞（有細(xì)胞核）和胰島細(xì)胞，對這3種細(xì)胞中的DNA和mRNA進(jìn)行了檢測，結(jié)果如下表所示。
這三種細(xì)胞都屬于同一只雞的體細(xì)胞，是經(jīng)過有絲分裂而來的，因此基因組成相同。
三種細(xì)胞中都有卵清蛋白基因、珠蛋白基因、胰島素基因，但是每種細(xì)胞都只檢測到了一種基因的mRNA，所以這三種細(xì)胞合成的蛋白質(zhì)種類不同。說明不同種類的細(xì)胞中，基因是選擇性表達(dá)的。
【思考】這三類細(xì)胞中表達(dá)的基因完全不相同嗎？
不是?？刂萍?xì)胞基本生命活動(dòng)的基因在所有細(xì)胞中都能表達(dá)，如核糖體蛋白基因、ATP合成酶基因等。
2、細(xì)胞分化的本質(zhì)：基因的選擇性表達(dá)。基因的選擇性表達(dá)與基因表達(dá)的調(diào)控有關(guān)。
3、基因類型（根據(jù)在細(xì)胞中的執(zhí)行情況劃分）
（1）在所有細(xì)胞中都能表達(dá)的基因，指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)是維持細(xì)胞基本生命活動(dòng)所必需的
如核糖體蛋白基因、ATP合成酶基因。
（2）只在某類細(xì)胞中特異性表達(dá)的基因
如卵清蛋白基因、胰島素基因。
三、表觀遺傳及基因與性狀的對應(yīng)關(guān)系
基因什么時(shí)候表達(dá)、在哪種細(xì)胞中表達(dá)以及表達(dá)水平的高低都是受到調(diào)控的，這種調(diào)控會(huì)直接影響性狀。
1、表觀遺傳
（1）概念：生物體基因的堿基序列保持不變，但基因表達(dá)和表型發(fā)生可遺傳變化的現(xiàn)象，叫作表觀遺傳。
（2）特點(diǎn)：表觀遺傳現(xiàn)象普遍存在于生物體的生長、發(fā)育和衰老的整個(gè)生命活動(dòng)過程中。
（4）實(shí)例：蜂王和工蜂。
（3）表觀遺傳的具體原因：DNA的甲基化
部分堿基發(fā)生甲基化修飾會(huì)抑制基因的表達(dá)，進(jìn)而對表型產(chǎn)生影響。這種DNA甲基化修飾可以遺傳給后代，使后代出現(xiàn)同樣的表現(xiàn)型。
2、基因與性狀間的對應(yīng)關(guān)系
（1） 在大多數(shù)情況下，基因與性狀的關(guān)系并不是簡單的一一對應(yīng)的關(guān)系。一個(gè)性狀可以受到多個(gè)基因的影響。（人的身高）一個(gè)基因也可以影響多個(gè)性狀。（Ghd7基因編碼的蛋白質(zhì)影響水稻的開花、生長、發(fā)育、產(chǎn)量）
（2）生物體的性狀也不完全是由基因決定的，環(huán)境對性狀也有著重要影響。
例如：后天的營養(yǎng)和體育鍛煉等對人的身高也有重要作用；“問題探討”中水毛茛兩種類型葉的形成也與環(huán)境因素相關(guān)；
（3）基因與基因、基因與基因表達(dá)產(chǎn)物、基因與環(huán)境之間存在著復(fù)雜的相互作用，這種相互作用形成了一個(gè)錯(cuò)綜復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，精細(xì)地調(diào)控著生物體的性狀。
一般來說，性狀是基因和環(huán)境共同作用的結(jié)果。

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第2節(jié) 基因表達(dá)與性狀的關(guān)系

版本： 人教版 (2019)

年級： 必修2《遺傳與進(jìn)化》

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