人教版高中生物必修二第4章第2节基因表达与性状的关系
人教版高一生物必修二-4.2 基因表达与性状的关系-教案
基因表达与性状的关系【教学目标】1．知道细胞质的基因2．基因表达产物与性状的关系3．了解细胞质基因能引起的一些疾病4．了解基因的选择性表达与细胞分化的关系5．了解表观遗传的概念和实例【教学重难点】1．教学重点：（1）基因表达产物与性状的关系（2）基因的选择性表达与细胞分化的关系（3）表观遗传2．教学难点：基因表达产物与性状的关系、表观遗传【教学方法】讲授与学生讨论相结合、问题引导法、归纳【课时安排】1课时【教学过程】回忆：DNA复制、转录、翻译三者之间的关系，它们的概念分别是：（1）DNA复制：DNA的复制过程，它是以DNA的两条链为模板，形成两个相同的子代DNA分子的过程。
（2）转录：细胞核中的转录过程，它是以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对的原则，合成RNA的过程。
（3）翻译：细胞质核糖体的翻译过程，以RNA为模板，利用游离的氨基酸，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
既然基因通过转录和翻译，最终控制了蛋白质的合成，而蛋白质是生物体生命活动的承担者和体现者。
那么，基因又是怎样来控制生物体的性状的呢？让我们带着这个问题来研究关于基因、蛋白质和性状的关系。
（一）基因表达产物与性状的关系基因与蛋白质有何关系？基因指导__蛋白质_的合成。
基因与性状有何关系？基因控制生物体的_性状_。
蛋白质与生命性状特征有何关系？蛋白质是生命活动的_体现_者和_承担_者例一：豌豆的圆粒与皱粒如何从基因控制性状的角度解释这一对相对性状的形成？原来，圆粒豌豆的DNA中有一个控制编码淀粉分支酶的基因，淀粉分支酶可以控制淀粉的合成，淀粉的吸水性比较强，豌豆会因为淀粉吸水而膨胀，表现出圆粒的特征。
而皱粒豌豆的DNA比圆粒豌豆的DNA多了一段外来的DNA序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因。
最终淀粉分支酶不能形成，导致细胞内淀粉含量也大大降低，所以豌豆就表现出皱缩。
例二：白化病人的白化病是因为控制酪氨酸酶的基因异常引起的。
酪氨酸酶可以将酪氨酸转变成黑色素，一般存在于正常人的皮肤、毛发等处。
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一、基因表达产物与性状的关系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。
(1)途径：基因―――→控制酶的合成―――→控制代谢过程―――→控制生物体的性状。
(2)举例①豌豆的圆粒与皱粒圆粒豌豆：淀粉含量高→成熟时吸水胀大；皱粒豌豆：编码淀粉分支酶的基因被插入的DNA 序列打乱→淀粉分支酶异常，活性大大降低→淀粉合成受阻，含量降低→成熟时失水皱缩。
②人白化病的形成：编码酪氨酸酶的基因异常→不能合成酪氨酸酶→酪氨酸不能转变为黑色素→表现出白化症状。
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。
(1)途径：基因―――→控制蛋白质的结构―――→控制生物体的性状。
(2)举例囊性纤维化：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。
(1)基因只能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状( )(2)基因是通过控制蛋白质的合成来控制生物性状的( )答案 (1)× (2)√如图表示基因与性状之间的关系示意图，据图回答下列问题：(1)过程①和②分别代表什么过程？两者合称是什么？提示 ①代表转录，②代表翻译，两者合称基因的表达。
(2)囊性纤维化患者肺功能严重受损，其患病的直接原因和根本原因是什么？提示囊性纤维化的直接原因是CFTR蛋白结构异常；根本原因是编码CFTR蛋白的基因缺失了3个碱基。
二、基因的选择性表达与细胞分化1．基因类型(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、A TP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。
2．细胞分化的本质：基因的选择性表达。
3．细胞分化的结果由于基因的选择性表达，导致来至同一个体的体细胞中mRNA和蛋白质不完全相同，从而导致细胞具有不同的形态和功能。
4.2基因表达与性状的关系+教学设计+2022—2023学年高一下学期生物人教版必修2
高一生物必修二时间：月日课型：新授课时：1 主备人：王妍第四章第2节基因表达与性状的关系【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、阐明生物体的表观遗传现象。
【教学重难点】1、教学重点(1)基因表达与性状的关系。
(2)细胞分化的实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。
【教学流程】一、导入新课、板书课题利用“问题探讨”中的问题情境，引发学生对基因表达与表观性状关系的思考。
二、出示目标，明确任务1、理解并掌握基因表达与性状的关系。
2、识记细胞分化的实质三、学生自学、独立思考认真阅读课本P71-P74，独立思考，把知识点、重难点和疑难点作出标记，限时3分钟。
四、自学指导，紧扣教材自学指导一：阅读P71-P72页“基因表达产物与性状的关系”，回答下列问题，限时3分钟1、结合图4-9，思考豌豆出现皱粒的直接原因是什么？由此说明基因通过什么途径控制生物的性状？举例子说明？2、基因还可通过哪些途径控制生物体的性状？并说明囊性纤维化患者患病直接原因和根本原因。
自学指导二：阅读P72-P75页“基因的选择性表达与细胞分化”，回答下列问题，限时3分钟1、根据P72思考讨论，回答这3种细胞中的基因组成是否相同？他们合成的蛋白质种类是否相同？2、3种细胞中都含有卵清蛋白基因、珠蛋白基因、胰岛素基因，但是只检测到了一种基因的mRNA，说明了什么？3、细胞中所有基因都表达吗？基因表达可分为哪几类？4、细胞分化的实质？基因选择性表达与什么有关？自学指导三：阅读P73-P74页“表观遗传”，回答下列问题，限时2分钟。
1、根据P73思考讨论，回答讨论中的3个问题。
2、什么是表观遗传？特点？3、基因与性状之间是单一对应关系吗？生物体性状完全由基因调控吗？环境对性状有无影响？举例说明。
4、基因、基因表达产物、环境与生物体性状关系？五、自学展示，精讲点拨（一）学生展示（二）点拨自学指导1点拨：囊性纤维病直接原因是CFTR蛋白结构异常，根本原因是基因缺失。
2020人教版生物必修2 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学习目标核心素养1.阐明基因表达与性状的关系。
(重点)2.了解基因的选择性表达与细胞分化。
3.理解表观遗传。
(重点)1.结合实例，阐述基因控制性状的两种方式。
2.通过对表观遗传概念的理解，明确基因、环境与性状的关系。
一、基因表达产物与性状的关系1．基因对性状的两种控制途径(1)基因对生物性状的间接控制①实质：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。
②举例：皱粒豌豆的形成人的白化病的形成编码淀粉分支酶的基因被插入的DNA序列打乱↓淀粉分支酶异常，活性大大降低↓淀粉合成受阻，含量降低↓淀粉含量低的豌豆由于失水而皱缩控制编码酪氨酸酶的基因异常↓不能合成酪氨酸酶↓酪氨酸不能转变为黑色素↓表现出白化症状①实质：基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
②实例：囊性纤维化的形成编码CFTR蛋白的基因缺失3个碱基↓CFTR蛋白缺少苯丙氨酸↓CFTR蛋白空间结构发生变化，导致功能异常↓患者支气管中黏液增多，管腔受阻，细菌在肺部大量生长繁殖，使肺功能严重受损2．基因与性状的关系(1)基因通过其表达产物——蛋白质来控制性状，细胞内基因表达与否及表达水平的高低都是受到控制的。
(2)基因与性状的关系并不都是简单的线性关系。
①一个性状可以受多个基因控制；②一个基因可以影响多个性状；③生物体的性状也不完全是由基因决定的，环境对性状也有重要影响。
二、基因的选择性表达与细胞分化1．生物体多种性状的形成，都是以细胞分化为基础的。
2．细胞分化的实质：基因的选择性表达。
3．表达的基因的类型(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ATP合成酶基因。
(2)只在某类细胞中特异性表达的基因，如胰岛素基因。
4．基因选择性表达的原因：与基因表达的调控有关。
三、表观遗传1．概念：生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表观发生可遗传变化的现象。
2．例子：蜂群中的蜂王和工蜂。
新教材高中生物第4章基因的表达第2节基因表达与性状的关系课件新人教版必修2
1．已知鸡的成熟红细胞能产生β珠蛋白，鸡的胰岛B细胞能产 生胰岛素。为研究相应的两种细胞中是否存在相应的两种基因和基 因能否表达，现分别对这两种细胞中提取的总DNA片段和总RNA片 段进行检测，结果如下表。
实验组别
实验一 (细胞总DNA片段)
实验二 (细胞总RNA片段)
基因种类 成熟红细胞 胰岛B细胞 成熟红细胞 胰岛B细胞
判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．白化病是基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性
状的。
()
2．核糖体蛋白基因几乎在所有细胞中表达。
()
3．同卵双胞胎具有的微小差异与表观遗传有关。
()
4．基因与性状的关系是简单的一一对应关系。
()
5．生物性状是由基因型和环境共同与基因表达产物、基因与环境之间存在
A．A－mRNA 与 B－mRNA 的不同与细胞分化有关 B．获得相应单链 DNA 的过程需要逆转录酶 C．A－cDNA 中不含编码胰岛素的核酸序列 D．B－mRNA 中指导呼吸酶合成的 mRNA 不能与 A－cDNA 形成杂交链
D [人体胰岛 A 细胞和胰岛 B 细胞具有相同的遗传信息，但遗传信息的执 行情况不同，即发生了基因的选择性表达，故可以说 A－mRNA 与 B－mRNA 的不同与细胞分化有关，A 正确；以 RNA 为模板合成 DNA 的过程称为逆转录， 此过程需要逆转录酶的参与，B 正确；胰岛 A 细胞也含有胰岛素基因，只是该 基因不表达，即 A－mRNA 中不含指导胰岛素合成的 mRNA，故 A－cDNA 中 不含编码胰岛素的核酸序列，C 正确；胰岛 A 细胞和胰岛 B 细胞中均含有呼吸 酶，即 A－mRNA 和 B－mRNA 中均含有指导呼吸酶合成的 mRNA，故 B－ mRNA 中指导呼吸酶合成的 mRNA 可以与 A－cDNA 形成杂交链，D 错误。]
新教材2021春高中生物必修2人教版课件-第4章-第2节-基因表达与性状的关系
性状随之改变
解析:由题意可知,着色性干皮症起因于DNA损伤,并 且患者体内缺乏DNA修复酶,由此说明该基因通过控制 DNA修复酶的合成来控制代谢过程,进而间接控制生物体 的性状。
答案:A
【例2】人体内苯丙酮酸过多可引起苯丙酮尿症,下图 表示人体内苯丙氨酸的代谢途径,据图分析错误的是( )
A.基因1不正常而缺乏酶1可能引起苯丙酮尿症 B.由苯丙氨酸合成黑色素需要多个基因控制 C.该图说明基因可通过控制蛋白质的结构直接控制生
基因、蛋白质和性状的关系
【例1】着色性干皮症是一种遗传病,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,进而控制生 物体的性状
B.是通过控制蛋白质的结构,进而直接控制生物体的 性状
C.是通过控制酶的合成,进而直接控制生物体的性状 D.可以直接控制生物体的性状,发生改变后生物体的
(2)结合资料2,联系有丝分裂知识,分析:为什么高度 分化的动植物细胞中含有本物种全套的遗传信息?
提示:所有细胞都是由受精卵有丝分裂而来,有丝分 裂保证了亲代细胞和子代细胞在遗传组成上的一致性。
基因表达与性状的关系 高一下学期生物人教版(2019)必修2
资料3：DNA甲基化、组蛋白的化学修饰是由相应的酶催化完成的，而这些酶也由相应 的基因编码。
DNA甲基转移酶
材料2
小鼠毛色的遗传
黄色体毛
黑色体毛
Avy Avy
aa
Avya
介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型
在Avy基因的前端一 段特殊的碱基序列，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。
调控
DNA甲基化
基因表达
组蛋白甲基化ຫໍສະໝຸດ 组蛋白乙酰化表型改变资料3：将多只基因型为Avya的雄鼠与基因型为aa的雌鼠杂交，孕期分别 饲喂正常食物和富含甲基的食物，与饲喂正常食物相比，在孕期饲喂富 含甲基的食物所产生的子代（Avya）中黑鼠数量较多，进一步检测发现 子代Avy基因前端特殊序列甲基化程度较高。
第四章 第2节
知识回顾
基因表达
DNA
转录
翻译
RNA
蛋白质 体现
性状
（基因）
基因相同，性状是否相同呢？
材料1
柳穿鱼是一种园林花卉。下图所示的两株柳穿鱼，除了花的形态结构不同，
其他方面基本相同。
两侧对称型
F2
问题1：柳穿鱼花的形态结构 这一性状能否遗传？
F1
植株A
与植株A相似
绝大部分与 植株A相似
问题2：柳穿鱼花的形态结构 的遗传现象能否用孟德尔的经 典遗传理论加以解释？如果可 以，请尝试绘制遗传图解。
Avy基因
人教版高中生物必修2同步学习-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[学习目标] 1.概述基因控制生物体性状的两种方式,进一步理解基因蛋白质与性状关系.2.概述基因选择性表达与细胞分化的关系.3.概述某些基因中碱基序列不变但表型改变的表观遗传现象.知识点一 基因表达产物与性状的关系基因控制生物性状的两条途径 (1)基因对生物性状的间接控制①实质：基因通过控制□01酶的合成来控制□02代谢过程,进而控制□03生物体的性状. ②举例(2)基因对生物性状的直接控制①实质：基因通过控制□12蛋白质的结构直接控制生物体的性状. ②举例：□13囊性纤维病. 编码CFTR 蛋白(转运蛋白)的基因缺失了□143个碱基→CFTR 蛋白在第508位缺少□15苯丙氨酸→CFTR 蛋白□16空间结构异常→CFTR 转运氯离子的功能异常→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.问题探究 白化病与老人头发变白的原因相同吗？提示：不相同.白化病是由于编码酪氨酸酶的基因异常导致细胞缺少酪氨酸酶而缺乏黑色素；而老年人头发变白是由于细胞衰老时酪氨酸酶活性下降而缺乏黑色素.[例] 人体内苯丙氨酸的代谢途径如图所示.人群中,有若干种遗传病是由于苯丙氨酸的代谢缺陷所导致的.例如,苯丙氨酸的代谢产物之一苯丙酮酸在脑中积累会阻碍脑的发育,造成智力低下.下列分析不正确的是( )A ．缺乏酶①可导致病人既“白(白化病)”又“痴”B ．缺乏酶⑤可导致病人只“白”不“痴”C ．缺乏酶⑥时,婴儿使用过的尿布会留有黑色污迹(尿黑酸)D ．上述实例可以证明遗传物质通过控制酶的合成,从而控制新陈代谢和性状解题分析 本题中的每种酶只催化一种化学反应,缺乏酶①则不能合成酪氨酸,人体内的苯丙氨酸只能合成苯丙酮酸,苯丙酮酸积累造成智力低下,此时该病人既“白”又“痴”,A 正确；缺乏酶⑤只能引起酪氨酸不能转变为黑色素,故只表现为白化病,B 正确；而缺乏酶⑥时,只会引起不能合成苯丙酮酸,但其他生理过程正常,故婴儿的尿布上不会有尿黑酸,尿黑酸最终被分解为CO 2和H 2O,C 错误；该代谢过程可证明基因通过控制酶的合成来控制新陈代谢和性状,D 正确.答案 C知识点二 基因的选择性表达与细胞分化1．生物多种性状形成的基础：生物体多种性状的形成,都是以□01细胞分化为基础的. 2．表达的基因分为两类(1)在□02所有细胞中都表达的基因,指导合成的蛋白质是维持细胞□03基本生命活动所必需的,如□04核糖体蛋白基因,ATP 合成酶基因.(2)只在□05某类细胞中特异性表达的基因,如卵清蛋白基因、□06胰岛素基因. 3．细胞分化的实质：□07基因的选择性表达.基因的选择性表达与□08基因表达的调控有关.[例1] 鸡的输卵管细胞能合成卵清蛋白、红细胞能合成β－珠蛋白、胰岛细胞能合成胰岛素,用编码上述蛋白质基因的单链片段分别做探针,对三种细胞中提取的全部DNA的限制酶切片片段的单链进行杂交实验；用同种的三种基因的单链片段做探针,对上述三种细胞中提取的全部RNA进行杂交实验.上述实验结果如下表：下列叙述正确的是( )“＋”表示杂交过程中有杂合双链“－”表示杂交过程中有游离的单链.A．胰岛细胞中只有胰岛素基因B．上述三种细胞的分化是由于细胞在发育过程中某些基因被丢失所致C．在输卵管细胞中无β－珠蛋白基因和胰岛素基因D．在红细胞成熟过程中有选择性地表达了β－珠蛋白基因解题分析胰岛细胞是由受精卵分化来的,含有该生物全部的遗传物质,A错误；三种细胞的分化是由于基因的选择性表达,该过程中遗传物质不发生改变,B错误；输卵管细胞是由受精卵分化来的,含有该生物全部的遗传物质,包含β－珠蛋白基因和胰岛素基因,C错误；表中三类细胞都含有该生物全部的基因,但由于基因的选择性表达,输卵管细胞表达卵清蛋白基因,红细胞表达β－珠蛋白基因,胰岛细胞表达胰岛素基因,D正确.答案 D[例2] 管家基因是指所有细胞中均要表达的一类基因,其产物是对维持细胞基本生命活动所必需的,而奢侈基因是指不同类型细胞中特异性表达的基因,其产物赋予各种类型细胞特异的形态结构特征与功能.下图是人体三种细胞内的部分基因及它们的活动状态.下列有关叙述不正确的是( )A ．基因a 属于管家基因B ．细胞B 为胰岛细胞C ．与细胞A 相比,细胞B 中含有较多的高尔基体D ．三种细胞成熟后均含有基因a 、b 、c解题分析 基因a 催化葡萄糖→丙酮酸,属于细胞呼吸的第一阶段,细胞呼吸是维持细胞基本生命活动所必需的,因此属于管家基因,A 正确；细胞B 能表达胰岛素基因,胰岛素是胰岛细胞分泌的,因此细胞B 为胰岛细胞,B 正确；细胞A 表达血红蛋白基因,血红蛋白是胞内蛋白,而细胞B 能表达胰岛素基因,胰岛素是分泌蛋白,因此与细胞A 相比,细胞B 中含有较多的高尔基体,C 正确；细胞A 表达血红蛋白基因,则细胞A 为红细胞,人成熟的红细胞无细胞核,不含基因a 、b 、c,D 错误.答案 D知识点三 表观遗传和基因与性状的关系1．基因表达的调控基因什么时候表达、在哪种细胞中表达以及表达水平的高低都是受到□01调控的,这种调控会直接影响□02性状.2．表观遗传(1)定义：生物体基因的□03碱基序列保持不变,但□04基因表达和□05表型发生□06可遗传变化的现象,叫作表观遗传.(2)存在时期：表观遗传现象普遍存在于生物体的□07生长、发育和衰老的整个生命活动过程中. (3)实例：同卵双胞胎的微小差异,蜂王与工蜂在形态、结构、生理和行为上的不同.(4)总结：基因通过其表达产物——□08蛋白质来控制性状,细胞内的□09基因表达与否以及□10表达水平的高低都是受到调控的.细胞分化的实质是□11基因选择性表达的结果,表观遗传能够使生物体在□12基因的碱基序列不变的情况下发生□13可遗传的性状改变.3．基因与性状的关系(1)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.①1个性状可以受到□20多个基因的影响.例如人的身高.21多个性状.例如水稻中的Ghd7基因.②1个基因也可以影响□(2)生物体的性状也不完全由基因决定,□22环境对性状也有着重要影响.例如,后天的营养和体育锻炼等对人的身高也有重要作用.24基因与基因表达产物、□25基因与环境之间存在着复杂的相互作用,这种相(3)总结：□23基因与基因、□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.易错判断1．表观遗传是不依赖于DNA序列变化的遗传现象.(√)2．DNA甲基化会改变基因的表达,导致基因控制的性状发生改变.(√)[例1] 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,甲基化不影响基因DNA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．甲基化是引起基因突变的常见方式解题分析不同体色的小鼠A基因的碱基序列相同,A基因上的二核苷酸(CpG)胞嘧啶有不同程度的甲基化现象,显然体色差异与A基因甲基化程度有关,A正确；RNA聚合酶与该基因的启动子结合可以启动转录,启动子部位甲基化可能会导致RNA聚合酶不能与该基因的结合,B正确；碱基甲基化不影响DNA复制过程,而DNA复制过程有碱基互补配对过程,故碱基甲基化不影响碱基互补配对过程,C正确；基因突变是基因中碱基增添、缺失或替换导致基因结构的改变,而基因中碱基甲基化后基因序列不变,所以不属于基因突变,D错误.答案 D[例2] DNA甲基化是表观遗传中最常见的现象之一.在甲基转移酶的催化下,DNA的胞嘧啶被选择性地添加甲基导致DNA甲基化,进而使染色质高度螺旋化,因此失去转录活性.下列相关叙述不正确的是( ) A．DNA甲基化,会导致基因碱基序列的改变B．DNA甲基化,会导致mRNA合成受阻C．DNA甲基化,可能会影响生物的性状D．DNA甲基化,可能会影响细胞分化解题分析DNA的胞嘧啶被选择性地添加甲基导致DNA甲基化,这不会导致基因碱基序列的改变,A错误；DNA甲基化,会使染色质高度螺旋化,因此失去转录活性,导致mRNA合成受阻,进而导致蛋白质合成受阻,这样可能会影响生物的性状,B、C正确；细胞分化的实质是基因的选择性表达,而DNA甲基化会导致mRNA 合成受阻,即会影响基因表达,因此DNA甲基化可能会影响细胞分化,D正确.答案 A1．下列属于基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状的实例的是( )①人类的白化病②囊性纤维病③豌豆皱粒的形成A．①② B．③ C．①③ D．②答案 D2．下面关于基因、蛋白质、性状之间关系的叙述中,错误的是( )A．生物体的一切性状完全由基因控制,与环境因素无关B．基因可通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状C．基因可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D．基因的遗传信息可通过转录和翻译传递到蛋白质得以表达答案 A解析环境因素可以对生物体的性状产生影响,A错误.3．有人把分化细胞中表达的基因形象地分为“管家基因”和“奢侈基因”.“管家基因”在所有细胞中都处于活动状态,是维持细胞基本生命活动所必需的；而“奢侈基因”只在特定组织细胞中才处于活动状态.下列属于“管家基因”指导合成的产物是( )A．ATP水解酶B．血红蛋白C．胰岛素D．抗体答案 A解析ATP水解酶基因在所有细胞中都表达,属于管家基因,A正确；血红蛋白基因只在红细胞中表达,属于奢侈基因,B错误；胰岛素基因在胰岛B细胞中特异性表达,属于奢侈基因,C错误；抗体基因在浆细胞中特异性表达,属于奢侈基因,D错误.4．下列事件中,不属于表观遗传调控的是( )A．转运RNA出现差错B．组蛋白甲基化C．DNA甲基化D．组蛋白乙酰化答案 A解析表观遗传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,tRNA 出现差错,若不是由基因改变引起的,则其不可遗传,故不属于表观遗传调控.5．下列关于基因与性状关系的叙述,错误的是( )A．一对相对性状可由多对基因控制B．一对基因可以影响多个性状C．隐性基因控制的性状不一定得到表现D．基因型相同,表现型就相同答案 D解析一对相对性状可由一对或多对基因控制,A正确；一对基因也可以影响多个性状,B正确；隐性基因控制的性状可能被显性性状所掩盖,如Aa表现为A基因控制的性状,C正确；基因型与环境条件共同决定生物性状,因此基因型相同,环境不同时,表现型不一定相同,D错误.。
2024-2025学年新教材高中生物第4章基因的表达第2节基因表达与性状的关系教案新人教版必修第二册
（一）教学特色创新
1.实例分析：我在教学中引入了生动的实例，让学生能够直观地理解基因表达与性状之间的关系。这种教学方式受到了学生的欢迎，因此在未来的教学中，我会继续增加更多的实例分析，以提高学生的学习兴趣和理解能力。
2.小组讨论：我组织学生进行小组讨论，让他们共同探讨基因表达调控机制和基因表达与性状之间的内在联系。这种教学方式有助于培养学生的合作能力和解决问题的能力。因此，在未来的教学中，我会继续采用小组讨论的方式，以提高学生的实践能力和思维能力。
过程：
简要回顾本节课的学习内容，包括基因表达的基本概念、组成部分、案例分析等。
强调基因表达与生物性状关系在现实生活或学习中的价值和作用，鼓励学生进一步探索和应用基因表达。
布置课后作业：让学生撰写一篇关于基因表达与性状关系的短文或报告，以巩固学习效果。
知识点梳理
本节课主要涉及以下知识点：
1.基因表达的概念：让学生了解基因表达的定义，包括转录和翻译两个过程。
6.实例分析：通过具体案例，让学生深入了解基因表达与性状之间的关系，如镰刀型细胞贫血症、囊性纤维病等。
7.基因表达在实际应用中的意义：介绍基因表达在医学、农业、生物技术等领域的应用，让学生了解基因表达的实际价值。
针对每个知识点，教师应详细讲解其相关概念、原理和应用，结合具体的实例进行分析，使学生能够全面理解和掌握基因表达的相关知识。同时，教师可以通过提问、讨论等方式，引导学生主动思考和探索，提高学生的学习效果和实践能力。
2.基因表达调控生物性状
五、基因表达的调控
1.转录因子：调控转录过程
2.启动子：调控转录起始
3.增强子：增强转录效率
六、实例分析
1.镰刀型细胞贫血症：基因表达调控异常
高中生物人教版(2019)必修2 4.2基因表达与性状的关系 第2课时 表观遗传
3.下列选项中描述的现象不符合表观遗传的是（ D ）
A.柳穿鱼花的形态结构 B.小鼠毛色介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型 C.基因组成相同的同卵双胞胎具有微小差异 D.基因组成相同的男性秃顶，女性不秃顶
1、生物的性状和基因有着密切的关系，下列有关基因和性状关系的表述正确的是（C
）
A．生物的性状不是由基因决定的，就是由环境决定的
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．基因的结构不发生改变一定不会导致生物性状的改变
3、下列有关表观遗传的说法，正确的是（ A ）
A．基因的碱基序列不发生改变
B．基因的表达过程不受影响
C．生物性状发生不可遗传变异
D．白化病就是一种表观遗传现象
课堂小结
1.下列有关基因型、性状和环境的叙述，错误的是（ D ）
A.两个个体的身高不相同，二者的基因型可能相同，也可能不相同 B.某植物的绿色幼苗在黑暗中变成黄色，这种变化是由环境造成的 C.O型血夫妇的子代都是O型血，说明该性状是由遗传因素决定的 D.高茎豌豆的子代出现高茎和矮茎，说明该相对性状是环境决定的
类似于AA×aa → Aa → A 、aa。
思考﹡讨论 资料2：小鼠毛色的遗传
小鼠的毛色受一对等位基因控制： Avy是显性基因，表现为黄色体毛； a为隐性基因，表现为黑色体毛。 纯种黄色×纯种黑色→F1：基因型为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。
讨论：小鼠性状改变的原因是什么？ 因为AVY基因的前端有一段影响AVY基因表 达的特殊的碱基序列被甲基化修饰，AVY基 因表达受到抑制。
思考﹡讨论
讨论3：资料1和资料2展示的遗传现象有什么共同点？ 柳穿鱼花Lcyc基因和小鼠Avy基因的碱基序列没有变化，但部分
第2节 基因表达与性状的关系
2.如图,同一株水毛茛,裸露在空气中的叶是扁平的,而浸在水中的叶片深裂成丝状。 (1)叶片呈扁平或丝状,能否说明形状不同的叶片中基因不同?叶片不同的原因是什 么?
2.细胞分化的“变”与“不变” (1)不变:DNA、tRNA、rRNA、细胞的数目。 (2)改变:mRNA、蛋白质的种类,细胞的形态、结构和功能。 3.细胞分化的标志 (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。
有人把分化细胞中表达的基因形象地分为“管家基因”和“奢侈基 因”。“管家基因”在所有细胞中都处于活动状态,是维持细胞基本生命活动所必 需的;而“奢侈基因”只在特定组织细胞中才处于活动状态。下列属于“管家基因” 指导合成的产物是( A )。
(2)植株A和植株B杂交后,F1的花为什么跟植株A相似?F2中为什么有些植株的花与 植株B相似?由此说明什么问题?
【提示】植株A和植株B杂交后,F1体内成对的Lcyc基因,一个来自植株A,一个来 自植株B,来自植株B的Lcyc基因由于甲基化不能表达,但来自植株A的Lcyc基因 可正常表达,因而F1的花与植株A相似。F1自交产生F2,发生性状分离现象,因而 大部分与植株A相似,少部分与植株B相似。
3.通过分析案例,认识DNA甲基化等因素在未改变碱基序列的情况下,导致基因表 达情况发生可遗传的变化;分析基因与性状之间的复杂关系,认同生物学中因果关 系的复杂性;学会尝试对复杂事物进行多角度、多因素的分析。
课前预学区 明确目标 课前准备
人教版高一必修二第4章 第2节 基因表达与性状的关系课件(共20张PPT)
1.这两种形态的叶，其细胞的基因组成一样吗？
其细胞的基因组成是一样的。
2.这两种叶形的差异，可能是由什么因素引起的？
可能是由叶片所处的环境因素引起的。
生物的性状是由基因控制的，那么，基因是如何控制性状的呢？，上面“问题探讨”的 内容又在提示我们，基因和性状不一定是一一对应的关系。这又是怎么回事呢？
2.分析资料1，F1的花为什么与植物A的相似？在F2中，为什么有些植株的花与植株B 的相似？
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，F1的花与植株A的相似。
F1自交后，F2中有少部分植株含有两个来自植株B的Lcyc基因，由于该基因的部分碱基被甲基化，基 因表达受到抑制，因此，这部分植株的花与植株B相似。
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？
说明，细胞中并不是所有的基因都表达，基因 的表达存在选择性。
细胞分化的本质：基因的选择性表达
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 直接影响性状。 思考•讨论 柳穿鱼花的形态结构和小鼠毛色的遗传 资料1 柳穿鱼是一种园林花卉。下图所示的两株柳穿鱼，除了花的形态结构不同，其他方 面基本相同。
人教版高一必修二第4章 第2节 基因表达与性状的关系课件(共20 张PPT)
2.在人群中，有多种遗传病是由苯丙氨酸的代谢缺陷所致。人体内苯丙氨酸的代谢途径如下图所示。
4-2 基因表达与性状的关系课件高一下学期生物人教版 必修2
白化病的患病原因是患者体内的酪氨酸酶缺乏或功能减退，使得黑色素不
能正常合成。
基因A 转录
mRNA 翻译
酪氨酸
酪氨酸酶 中间产物
黑色素
图1 白化病患者
图2 合成黑色素的代谢途径
一. 基因表达产物与性状的关系 实例②： 人类白化病
基因
控制
酶的合成
控制
代谢 过程
表现
性状
编码酪氨酸酶的基因发生异常. 酪氨酸酶合成量大大 降低 . 酪氨酸转化为黑色素 受阻 . 黑色素不能合成而表现白化症状
CFTR蛋白转运__氯__离_ 子__的功能异常
支气管黏液增多，管腔受阻，细菌在 肺部大量繁殖，肺功能严重受损
基因
蛋白质 结构
蛋白质 功能
性状
正常气管 囊性纤维化气管
一. 基因表达产物与性状的关系
实例④：镰刀型细胞贫血症
资料三：正常人的红细胞是中央微凹的圆饼状，而镰状细胞贫血患者的红细胞却是弯 曲的镰刀状，这样的红细胞易破裂，使人患溶血性贫血，这种病的病因是相关基因的 碱基序列发生改变，导致血红蛋白的一个谷氨酸被替换成缬氨酸，使血红蛋白结构发 生变化。
②变
mRNA、蛋白质的种类 细胞的形态、结构和功能
归纳小结
➢ 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改变。 (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、功能发生改变。 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
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胰岛细胞
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正误判断 ·矫正易混易错
(1)在一个细胞中所含的基因都一定表达( × ) (2)基因的选择性表达与基因表达的调控有关( √ ) (3)表观遗传现象比较少见，不能普遍存在于生物体整个生命活动过程中( × ) (4)基因与性状的关系是一一对应的关系( × ) (5)生物体的一种性状有时受多个基因的影响( √ )
3.牵牛花的颜色还与细胞中的pH有关，这说明什么？ 提示 生物体的性状也受环境影响。 4.牵牛花的叶肉细胞中是否也含有基因①②③？也能全部表达吗？ 提示 牵牛花的叶肉细胞中也含有基因①②③，但是由于细胞分化，基因进行选择 性表达，这3个基因不一定能够表达。
学习 小结
随堂演练 知识落实
SUI TANG YAN LIAN ZHI SHI LUO SHI
JI YIN DE XUAN ZE XING BIAO DA YU XI BAO FEN HUA HE BIAO GUAN YI CHUAN
02
基础梳理 ·夯实教材基础
1.基因类型 (1)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 。 (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 。 2.细胞分化的本质： 基因的选择性表达 。 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 发生可遗传变化的现象，叫 作表观遗传。
正误判断 ·矫正易混易错
(1)基因只能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状( × ) (2)基因型相同的个体，其表型一定相同( × )
学以致用 ·链接典例拓展 如图表示基因与性状之间的关系示意图，下列相关说法中，错误的是___B_E_F___。
A.过程①、②合称基因表达 B.基因控制生物的性状有间接控制和直接控制两种方式，直接控制是通过控制酶的
4.基因与性状间的对应关系
(1)基因决定生物性状
① 一个基因 —控—制→一种性状
②
一个基因
控制 ——→多种性状(如基因间相互作用)
③ 多个基因 —控—制→一种性状(如人的身高)
(2)生物体的性状还受 环境条件 的影响。 (3)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 。
√A.中心法则总结了遗传信息在细胞内的基因(DNA)、RNA和蛋白质间的传递规律
B.基因与基因之间是独立的，不会相互作用 C.基因控制性状，基因改变则性状也一定随之改变 D.编码CFTR蛋白的基因增加了3个碱基对，导致CFTR蛋白缺少一个苯丙氨酸而患囊
性纤维化
解析 基因与基因、基因与基因产物、基因与环境存在着复杂的相互作用，共同调 控着生物体的性状，B错误； 基因控制性状，但是基因的改变不一定引起性状的改变，C错误； 机体患囊性纤维化是编码CFTR蛋白的基因缺失了3个碱基，从而导致CFTR蛋白缺少 一个苯丙氨酸，D错误。
一、基因表达产物与性状的关系
JI YIN BIAO DA CHAN WU YU XING ZHUANG DE GUAN XI
01
基础梳理 ·夯实教材基础
基因控制性状的途径 1.间接途径 (1)途径：基因—控—制→ 酶 的合成—控—制→细胞 代谢 —控—制→生物体的性状。 (2)举例 ①豌豆的圆粒与皱粒 圆粒豌豆： 淀粉 含量高→成熟时吸水胀大； 皱粒豌豆：编码淀粉分支酶的基因被插入的DNA序列打乱→ 淀粉分支酶 异常，活性 大大降低→淀粉合成受阻，含量降低→成熟时失水皱缩。 ②人 白化病 的形成：控制 酪氨酸酶 的基因异常→不能合成 酪氨酸酶 →酪氨酸不能 转变为 黑色素 →表现出白化症状。
03
1.如图为脉孢霉体内精氨酸的合成途径示意图。
下列相关叙述正确的是 A.精氨酸的合成只受一对基因的控制
√B.基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程
C.若基因②不表达，则基因③和④也不表达 D.四个基因位于同一条染色体上
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2.(2019·郑州一模)下列关于基因、蛋白质与性状的关系的描述中，正确的是
第4章 基因的表达
第2节 基因表达与性状的关系
课标要求
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。
素养要求
1.生命观念：认知遗传信息传递的规律。 2.科学思维：掌握中心法则模式图及变式，培养建模学习的能力。
内容索引
一、基因表达产物与性状的关系 二、基因的选择性表达与细胞分化和表观遗传 随堂演练 知识落实
深化探究 ·解决问题疑难 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：
1.图中反映了基因控制生物体性状的哪条途径？除此之外，另一条途径是什么？ 提示 图中反映的途径是基因可以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；另一条途径是基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。 2.牵牛花的颜色是只由一对基因控制的吗？ 提示 不是。牵牛花的颜色由多对基因共同性状关系的叙述，错误的是 A.基因可以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，如白化病
的发病机理
√B.基因可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，如豌豆的圆粒和皱粒的
形成 C.基因中碱基排列顺序发生改变不一定会导致生物体性状的改变 D.生物体的性状除了受基因控制外，还受环境因素的影响
2.直接途径 (1)途径：基因—控—制→蛋白质 的结构—控—制→生物体的性状。
(2)举例 囊性纤维化 ：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。
合成实现的 C.密码子位于mRNA上，反密码子位于tRNA上 D.蛋白质结构具有多样性的根本原因是DNA上的遗传信息千变万化 E.①过程是转录，它以DNA的两条链为模板、四种核糖核苷酸为原料合成mRNA F.②过程中只需要mRNA、氨基酸、核糖体、酶、ATP即可完成
二、基因的选择性表达与细胞分化和表观遗传