高中生物必修2 基因和性状的关系
高中生物必修2基因和性状的关系
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生物体性状的多因素
人的身高可能是由多个基 因决定的。后天营养和锻 炼也很重要。
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。
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(三)影响性状因素
• 1.生物体有些性状是受单基因控制 • 2.生物体有些性状是受多基因决定 • 3.有些基因影响多种性状 • 4.性状受环境的影响
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3、如下图是设想的一条生物合成途径的示
意图。若将缺乏此途径中必需的某种酶的微
生物置于含X的培养基中生长，发现微生物 内有大量的M和L，但没有Z，试问基因突变 影响到哪种酶（ C）
B酶 X
C酶 Y
E酶
Z
L
M
A、 E酶 B、 B酶
C、 C酶 D、A酶和D酶
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11Biblioteka 4、下图所示的过程，正常情况下在动植 物细胞中都不可能发生的是（ B）
五、细胞质基因
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细胞质基因
细胞核基因
存在部位 叶绿体、线粒体
细胞核中
是否与蛋 白质结合
否，DNA分子裸露
与蛋白质合成 为染色体
基因数量
少
母系遗传,不遵循 遗传方式 孟德尔遗传规律
功能
半自主复制 转录、翻译 整理ppt
多
遵循孟德尔遗传规律 复制 转录、翻译
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随堂练习
1、揭示生物体内遗传信息传递一般 规律的是（ C ）
•B如果后代都是残翅果蝇，则这种变化时由于遗 传物质改变引起的。
人教版必修二4.2基因表达与性状的关系(共14张PPT)
优秀ppt公开课ppt免费课件下载免费 课件人 教版必 修二4.2基因 表达与 性状的 关系(共1 4张PPT)
例4：同一株水毛茛，裸露在空气中的叶为宽形叶，浸在水中的叶为窄 形叶，对此说法正确的是（ C ） A．水上部分只含有控制形成宽形叶的基因 B．基因型相同，表现型一定相同 C．基因对性状的控制受到环境的影响 D．表现型相同，则基因型一定相同
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四、基因与性状的关系
阅读教材P74判断下列说法的正误。
（1）基因与性状的关系不是一对一的关系，可能是一个基因控制多个性
√ 状，也可能是多个基因控制一个性状。（ ） × （2）生物的性状是由基因决定的，与外界环境无关。（ ）
（3）同种生物的基因型相同，那么它控制的表型（性状）也是相同的。
（×） √ （4）生物性状是由基因型和环境共同控制的。（ ）
基因：
CFTR蛋白基因
CFTR蛋白基因异常
蛋白质： CFTR蛋白结构正常
CFTR蛋白结构异常
结果：
氯离子转运正常
氯离子转运异常
性状：
正常健康
患囊性纤维病
结论： 基因通过蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
一、基因表达产物与性状的关系
小结：基因控制性状的两种方式 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。 白化病、皱粒豌豆 2、基因通过蛋白质的结构直接控制生物体的性状。 囊性纤维病、镰状细胞贫血
二、基因的选择性表达的与细胞分化
阅读教材P72完成下表格
类型
所有细胞都表达 某类细胞 特异性表达
合成蛋白质的类型 维持细胞基本生 命活动所必需的
新教材高中生物人教版2019必修二 课时作业 基因表达与性状的关系(解析版)
4.2 基因表达与性状的关系1．下列关于基因与性状关系的叙述错误的是（）A．一个基因可以影响一个性状B．一个基因可以影响多个性状C．一个性状可以受多个基因的影响D．生物的性状完全由基因决定【答案】D【解析】基因与性状的关系：基因与性状不是简单的线性关系，多数情况下一个基因控制一个性状，有时一个性状由多个基因控制，一个基因也可以影响多个性状，生物的性状不仅由基因决定，还与环境等相关，D错误。
2．基因组成相同的同卵双胞胎具有微小差异。
下列选项中能合理解释该现象的是（）A．基因突变B．表观遗传C．基因重组D．染色体变异【答案】B【解析】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，例如，基因组成相同的同卵双胞胎所具有的微小差异就与表观遗传有关，B符合题意。
3．基因表达可受表观遗传机制的调控。
关于表观遗传机制，下列表述正确的是（）A．DNA 序列没有发生改变B．DNA 甲基化阻碍翻译的发生C．RNA 干扰是细胞内特定的 mRNA 合成受阻D．组蛋白发生修饰后必然抑制基因的表达【答案】A【解析】表观遗传时，基因的碱基序列不发生改变，A正确；DNA 甲基化可能影响转录因子和DNA的结合，阻碍转录的发生，B错误；RNA 干扰可以干扰生物体本身的mRNA，导致相应蛋白质无法合成，从而使特定基因沉默，C错误；组蛋白修饰可以产生激活或抑制基因转录，D错误。
4．下列有关基因对性状的控制的说法，正确的是（）A．囊性纤维病体现了基因对性状的直接控制B．柳穿鱼花的不同形态是由于基因型不同导致的C．人的血红蛋白与马的血红蛋白有差异，体现了基因的选择性表达D．DNA的甲基化修饰没有改变遗传信息，不能遗传给下一代【答案】A【解析】囊性纤维病的实例可以说明基因对性状的直接控制,即基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，A正确；柳穿鱼花的形态结构不同，原因是这两植株中的一株在开花时Lcyc基因未表达，它们其他方面基本相同，B错误；人的血红蛋白与马的血红蛋白有差异，是基因不同，C错误；DNA的甲基化修饰没有改变遗传信息，可以传给下一代，D错误。
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
3．表观遗传类型有 DNA甲基化、组蛋白甲基化和乙酰化 。
4．基因与性状间的对应关系
① 一个基因 ―控―制→一种性状
1基 定因 生决 物②一个基因―控―制→ 多种性状 如基因间相互
性状
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 不完全 是由基因决定的，生物体的性状还
提示：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；根本原因是皱 粒豌豆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；豌豆出现皱粒 的直接原因是淀粉分支酶异常，活性降低，导致淀粉含量低，淀粉在细胞内具有保水作 用，当豌豆成熟后，淀粉含量低的豌豆由于失水而皱缩。，导致该基因控制合成的淀粉 分支酶异常，活性降低，进而使淀粉含量降低。
2023 高 中 生 物 必 修 二 《 高 效 课 堂 》
第4单元
基因的表达
第2节 基因表达与性状的关系
学习目标
举例说明基因如何控制生物体的性状
核心素养
形成结构与功能观
比较同一生物体不同细胞中DNA和mRNA的异同 概述表观遗传
阐明基因、环境与性状之间的复杂关系；
认同细胞分化是基因选择性表达的结果，培养科 学思维能力 结合表观遗传、烟草烟雾中含有的化学物质及其 危害等知识，承担向亲友和周围人群深入宣传戒 烟的社会责任。 形成生命的复杂性的生命观念
2．表达的基因的分类(连线)
3．细胞分化的本质： 基因的选择性表达 4．基因的选择性表达的原因：与基因表达的 调控
。 有关。
三 表观遗传
1．基因表达调控的含义：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。
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。
基因与生物性状的关系-高一下学期生物人教版(2019)必修2
身高的遗传
身高是多基因性状 ，身高的遗传基础一 般认为包括三对基因 ：AA′BB′CC′
思考：身高与后天的 营养和锻炼有关吗？
基因控制生物性状的影响因素 (1)一个基因能决定一种性状，但有的性状受多对基因的 控制(如人的身高)。 (2)基因控制性状还受到环境的影响，生物性状是基因型 和环境条件共同作用的结果。
一、基因、蛋白质与性状的关系 基因 是控制生物性状的基本单位，
生物的性状由 蛋白质 来体现的，
白化病是一种较常见的皮肤及其附属器官黑 色素缺乏所引起的疾病。
这类病人通常是全身皮肤、毛发、眼睛缺乏 黑色素，表现出怕光等行为 。
控制酪氨酸酶形成的基因 控制酪氨酸酶形成的基因异常 正常
酪氨酸酶正常合成
讨论 1.上述资料中，柳穿鱼和小鼠性状改变的原因是什么？
发生在基因或基因前端的甲基化修饰均导致相关基因的表达受抑制
2.资料1中，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？
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,
植株A
植株B
Lcyc基因
正常
开花时表达
植株A
F1
F2
Lcyc基因
高度甲基
化
×
开花时不表 达
植株B
F1植株的花与 植株A相似
（自交）
绝大部分植株 的花与植株A 相似 少部分植株的 花与植株B相 似
资料三2、某表种观实验遗小传鼠的P毛7色3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
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。]
基因表达与性状的关系课件2022-2023学年高一下学期生物人教版必修2
资料1、2结论说明： ①基因的甲基化会抑制基因的表达，从而影响 生物的性状； ②DNA甲基化能通过生殖细胞遗传给下一代。
除了DNA 甲基化 ,构成染色体的 组蛋白发生甲基 化、乙酰化等修 饰也会影响基因 的表达。
组蛋白乙酰化与去乙酰化修饰：组蛋白乙 酰化一般与基因转录激活相关，而组蛋白 去乙酰化则与基因沉默相关。
2、直接控制：基因通过控制蛋白质的结构直接控制生 物体的性状。
实例③ 囊性纤维化的病因
一般过程
编码CFTR蛋白的基因缺 失3个碱基
508位 缺少苯丙氨酸
CFTR蛋白结构异常，导 致功能异常
基因（发生了缺失）
控制
蛋白质
组成
患者支气管内黏液增多
细胞形态、结构
管腔受阻，细菌繁殖， 肺功能严重受损
表现
生物的性状
该种小鼠的毛色除了受Avy基因控制外,还受到Avy基因上游的一段 DNA序列(a序列)控制。 a序列可以使Avy基因持续表达(小鼠毛色全部为黄色) 可以使Avy基因的表达处于完全关闭状态(小鼠毛色全部为黑色) 另外，a序列还能够调控Avy基因的表达水平，使小鼠毛色呈现介 于黄色和黑色之间的一系列过渡类型。
可遗传：基因表达和表型可以遗传给后代。 不变性：基因的碱基序列保持不变。 可逆性: DNA的甲基化修饰可以发生可逆性变化,即
可以被修饰的DNA可以发生去甲基化 (3)理解表观遗传注意三个问题：
①表观遗传不遵循孟德尔遗传规律; ②表观遗传可以通过有丝分裂和减数分裂传递被修
饰的基因; ③表观遗传一般是影响到基因的转录过程，进而影响
(三)思考·讨论2 1.柳穿鱼花的形态改变是因为Lcyc基因的部分碱基被高度甲基 化，小鼠毛色的改变是因为 A”基因的前端有一段影响A"基因 表达的特殊的碱基序列被甲基化。发生在基因或基因前端的甲 基化修饰均导致相关基因的表达受到抑制，进而影响性状。 2.其可能机制为:F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 ，同时含有这两个基因的F的花与植株A的相似。F,自交后，F, 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的相似。
4.2基因表达与性状的关系 (教学课件)-高一生物人教版必修二
资料2 资料3
结论：
我国科学家发现水稻中的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作用。
一个基因可以影响多个性状
同一株水毛茛，浸在水中的叶与裸露在空气中的叶形态不同 环境因素可以影响性状
基因和性状的关系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。基因和环境相互作用共同决定生物的表型。
基因、蛋白质与性状的关系
基因与基因、基因与基因表达产物、基因与环境之 间存在复杂的相互作用，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。
本章思维导图
基因的表达
选择性 表达
主要表现为
基因指导蛋白质的合成
基因
转录
翻译
细胞分化 控制酶的合成
控制蛋白质的结构 表观遗传
复制
DNA
转录 逆转录
基因表达与性状的关系
基因通过其表达产物——蛋白质来控制性状，细胞内 的基因表达与否以及表达水平的高低都是受到调控的。表 达调控导致基因选择性表达，即细胞分化而这种调控可以 通过表观遗传实现。表观遗传能够使生物体在基因的碱基 序列不变的情况下发生可遗传的性状改变。
四、基因、性状与环境的关系
资料1
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 定作用。
三、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。
除了DNA甲基化，构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化、 磷酸化等修饰也会影响基因的表达。
工蜂
表观遗传形成的原因
亲本
环境
遗传
诱发
DNA甲基化等 表观遗传修饰
人教版高中生物必修2第四章《4.2 基因的表达与性状的关系》教学设计(公开课教案及作业设计)
人教版高中生物必修2第四章《4.2 基因的表达与性状的关系》教学设计学生客观全面地评价基因决定论的观点，帮助学生摒弃简单机械的线性决定论的思维模式；提升学生主动向他人宣传关爱生命、健康生活的社会责任感。
4.板书设计4.2 基因的表达与性状的关系5.作业设计题组一基因表达产物与性状的关系1．下列关于基因控制生物性状的叙述，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不发生改变也可能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，还受环境的影响答案 B 解析豌豆的圆粒和皱粒的形成，体现了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，故B错误。
2．下图为人体内基因对性状的控制过程，由分析可知()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A．柳穿鱼Lcyc基因的部分碱基发生了甲基化修饰，抑制了基因的表达B．基因组成相同的同卵双胞胎出现某种性状差异，不一定是表观遗传C．表观遗传由于碱基序列不变，不能将性状遗传给下一代D．构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰会影响基因的表达答案 C 解析表观遗传虽然碱基序列不变，但表观遗传导致的性状改变可以遗传给下一代，C错误。
6．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，可能会影响生物体的性状D．DNA甲基化，可能会影响细胞分化答案 A 解析DNA甲基化是DNA的胞嘧啶被选择性地添加甲基，不会导致基因碱基序列的改变，A错误。
7．黄色小鼠(AA)与黑色小鼠(aa)杂交，产生的F1(Aa)中不同个体出现了不同体色。
4-2 基因表达与性状的关系 课件-高中生物人教版(2019)必修二
②白化病：人的白化症状是由编码酪氨酸酶的基因异常而引起的。 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。如果一个人由于基因异常而缺少酪氨酸酶，那么这个人 就不能合成黑色素，从而表现出白化症状。
一. 基因表达产物与性状的关系
③苯丙酮尿症：苯丙酮尿症是一种严重的常染色体隐性遗传性氨基酸代谢病，因患者尿中 排泄大量的苯丙酮酸而得名。本病的病因是位于12号染色体上的苯丙氨酸羟化酶基因发 生突变，导致苯丙氨酸羟化酶活性降低或丧失。苯丙氨酸不能转变为酪氨酸，而转变为苯 丙酮酸和苯乳酸并在体内累积，导致血液和尿液中苯丙氨酸及其衍生物排出增多。同时多 巴胺、5-羟色胺、γ－氨基丁酸等重要神经递质缺乏，引起神经系统的功能损害。
化水平升高，对染色体上的组蛋白也会 产生影响。不仅如此，还有研究发现，男性吸烟者的精子活力下降，精子中DNA的甲基化 水平明显升高。
五. 基因与性状的关系
1、综上所述，基因通过其表达产物——蛋白质来控制性状，细胞内的基因表达与否以及 表达水平的高低都是受到调控的。细胞分化是基因选择性表达的结果，表观遗传能够使生 物体在基因的碱基序列不变的情况下发生可遗传的性状改变。
②资料1中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？ 答案：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，同时含有这两个基因的F1中，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的相似。 ③资料1和资料2展示的遗传现象有什么共同点？这对你认识基因和性状的关系有什么启示？
4.2基因表达与性状的关系说课教学设计-2023-2024学年高一下学期生物人教版(2019)必修2
1. 课前自主探索
教师活动：
- 发布预习任务：提供包含基因表达与性状关系的基本概念和原理的PPT、视频等资源，要求学生预习相关内容。
- 设计预习问题：提出问题，如“基因如何通过表达控制生物体的性状？”引导学生深入思考。
- 监控预习进度：通过在线平台收集学生的预习笔记和疑问。
学生活动：
- 自主阅读预习资料：学生独立阅读教师提供的材料，理解基因表达的基本概念。
② 设计互动环节：在板书中设计一些互动环节，如提问、讨论等，激发学生的参与和思考。
③ 利用色彩和字体：使用色彩和字体来突出重点和区分不同的知识点，使板书更具艺术性和趣味性。
④ 设计游戏和谜题：在板书中设计一些与基因表达相关的游戏和谜题，增加学生的兴趣和主动性。
教学反思与改进
本节课主要讲解基因表达与性状的关系，通过讲授、案例分析和实验等活动，引导学生深入理解基因表达的概念和过程，以及基因与性状的复杂关系。在教学过程中，我注意引导学生进行自主学习和合作学习，让学生积极参与课堂讨论和实验操作。
- 合作学习法：通过小组讨论等活动，培养学生的团队合作意识和沟通能力。
作用与目的：
- 帮助学生深入理解基因表达与性状关系的知识点，掌握相关技能。
- 通过实践活动，培养学生的动手能力和解决问题的能力。
- 通过合作学习，培养学生的团队合作意识和沟通能力。
3. 课后拓展应用
教师活动：
- 布置作业：布置相关的作业，如分析特定性状的基因表达过程的实验报告。
在Байду номын сангаас课程：
- MIT OpenCourseWare的《分子生物学与遗传学》（Molecular Biology and Genetics）课程，提供了丰富的教学视频和讲义，涵盖基因表达与性状关系的相关知识。
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
基因表达与性状的关系-高一生物(人教版2019必修2)
小结：基因选择性表达与细胞分化
同一个体的 不同细胞
基因
形态、结构、
功能不同
种类相同
细胞 分化
基础
生物体多种性状的形 成
基因的选 原因 与基因表
本质 择性表达
达的调控
导致
有关
基因什么时候表达 基因在哪种细胞表达 基因表达水平的高低
表达的类型
选择性表达的基因（奢侈基因）举例
卵清蛋白基因 胰岛素基因
所有细胞都表达的基因（管家基因）
基因与性状的关系
1. 有些性状是由单个基因控制的。 基因与性状不一定是一一对应的关系
2. 有些性状是由多个基因控制的。
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。
②
1. 有的基因可决定或影响多种性状。
我国科学家研究发现水稻中的Ghd7基因编码的蛋白质不
③
仅参与了开花的调控，而且对水稻的生长、发育和产量
胰岛素基因表达 -
红细胞
+++
-
+
-
胰岛细胞
+++
-
-
+
说明：“+”表示 检测发现相应的分子，“-”表示检测未发现相应的分子。
讨论
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？
这一事实说明，细胞中并不是所有的基因都表达，基因的表达存在选择性。
2. 上述两个例子展示的遗传现象有什么共同点？这对你认识基因和性状的关系有什么启示？
两个例子展示的遗传现象都表现为基因的碱基序列保持不变，但部分碱基发生了甲基化 修饰，抑制了基因的表达，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型。
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生物体性状的多因素
人的身高可能是由多个基 因决定的。后天营养和锻 炼也很重要。
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。
(三)影响性状因素
• • • • 1.生物体有些性状是受单基因控制 2.生物体有些性状是受多基因决定 3.有些基因影响多种性状 4.性状受环境的影响
X B酶 Y C酶 Z E酶 L
M
A、 E酶
C、 C酶
B、 B酶
D、A酶和D酶
4、下图所示的过程，正常情况下在动植 物细胞中都不可能发生的是（ B ）
A、①② C、⑤⑥
B、③④⑥ D、②④
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14
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遗传学家曾做过这样的实验：长翅果蝇幼虫正常的培养温度 为25℃，将孵化后4~7d的长翅果蝇幼虫在35~37℃处理6~24h后， 得到了某些残翅果蝇。 1、请针对出现残翅果蝇的原因提出假说，进行解释。 提示：翅的发育是否经过酶催化的反应？酶与基因的关系是 怎样的？酶与温度的关系是怎样的？ 2、这个实验说明基因与性状的关系是怎样的？
A．一种性状只能由一种基因控制 B．生物体的性状完全由基因控制 C．每种性状都是由两个基因控制的 D．基因之间存在着相互作用
3、如下图是设想的一条生物合成途径的示 意图。若将缺乏此途径中必需的某种酶的微 生物置于含X的培养基中生长，发现微生物 内有大量的M和L，但没有Z，试问基因突变 影响到哪种酶（ C ）
遗传方式
功能
随堂练习
1、揭示生物体内遗传信息传递一般 规律的是（ C ）
A．基因的遗传定律 B．碱基互补配对原则 C．中心法则 D．自然选择学说
2、甜豌豆的紫花对白花是一对相对性状， 由非同源染色体上的两个相对基因共同 控制，只有当同时存在两个显性基因（A 和B）时，花中的紫色素才能合成，下列 说法正确的是（ ） D
(二)基因与性状的对应关系
1
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。 ▲ 讨论： 1.这两种叶形有什么区别？ 水中的叶比空气中的叶要狭小细长一些 2.这两种形态的叶，其细胞的基因组成 一样吗？ 一样 3.你能提出什么问题吗？
为什么细胞的基因组成相同，而性状 却表现出明显不同？
小结：生物的基因组成即基因型是生物性状表现
的内在因素，它通过控制蛋白质的合成来控制生物 的性状，在很大程度上决定着生物的表现型。 1、 但是表现型相同基因型一定相同吗？ 不一定 2、基因型相同表现型一 定相同吗？ 不一定 表现型 =基因型 + 外界 环境
人的身高、血压、智力、 长相、记忆力、性格、 自尊、对社会的态度 等
假设：翅的发育需要经过酶催化的反 应，而酶是在基因指导下合成的，酶 的活性受温度、pH等条件影响。
结论：基因控制生物体的性状，而性 状的形成同时还受到环境的影响。
性状＝ 基因 ＋ 外界环境 ▲ 性状的形成往往是内因（基因）与外因 （环境因素等）相互作用的结果
3.请您设计实验探究果蝇的这种性状变 化是遗传物质变化引起？还是由环境因 素作用引起？并说明机理！
• 将在35~37℃处理6~24h后，得到了某些残 翅果蝇进行雌雄交配，观察其后代的性状：
•A如果后代都是长翅果蝇，则这种变化是由环境引 起的——温度影响了酶的活性，造成不能正常合成 正常翅形。
•B如果后代都是残翅果蝇，则这种变化时由于遗 传物质改变引起的。
第二节 基因对性状的控制
一、中心法则的提出及其发展 转录 翻译 复 DNA RNA 蛋白质 逆转录 制 RNA复制 二、基因、蛋白质和性状的关系 生物性状 酶或激素 细胞代谢 基因 细胞结构 生物性状 结构蛋白 三、基因型和表现型的关系 四、生物性状是由多个基因控制的 五、细胞质基因
DNA—蛋白质—性状的关系
DNA的多样性
根本原因
决定
蛋白质的多样性 直接原因 / 物质基础
导致
物种的多样性
表现形式
DN是DNA的主 要载体）
细胞质内
次要的在线 粒体/叶绿体
细胞核遗传
细胞质遗传
生物的遗传
五、细胞质基因与细胞核基因的区别
细胞质基因 存在部位 是否与蛋 白质结合 基因数量 叶绿体、线粒体 否，DNA分子裸露 少 母系遗传,不遵循 孟德尔遗传规律 半自主复制 转录、翻译 细胞核基因 细胞核中 与蛋白质合成 为染色体 多 遵循孟德尔遗传规律 复制 转录、翻译