PAGE12-第2課時基因表達與性狀的關系必備學問固本夯基一、基因表達產物與性狀的關系1.干脆限制途徑(用文字和箭頭表示)基因

生物體的性狀(完善實例分析如下)2.間接限制途徑(用文字和箭頭表示)基因

生物體的性狀(完善實例分析如下)(1)白化病致病機理圖解(2)豌豆的圓粒和皺粒的形成機理圖解二、基因的選擇性表達與細胞分化1.生物體多種性狀的形成,都是以為基礎的,同一生物體中不同類型的細胞,基因都是相同的,但各不相同。

2.在不同類型的細胞中,表達的基因可分為以下兩類(1)在全部細胞中都表達的基因,指導合成的蛋白質是維持所必需的,如、等。

(2)只在某類細胞中特異性表達的基因,如、等。

三、表觀遺傳四、基因與性狀的關系在大多數狀況下,基因與性狀的關系并不是簡潔的一一對應關系。生物體的有些性狀是由個基因確定的,如人的身高;一個基因也可以影響特性狀,如水稻的Ghd7基因不僅參加開花的調控,還對水稻的生長、發育和產量都有重要作用;生物體的性狀還受環境條件的影響。

概念檢測1.下圖為人體內基因對性狀的限制過程,依據對基因與性狀關系的理解,推斷如下分析是否正確。(1)基因1和基因2一般不會出現在人體內的同一個細胞中。()(2)圖中①過程需RNA聚合酶的催化,②過程需tRNA的幫助。()(3)④⑤過程的結果存在差異的干脆緣由是血紅蛋白結構的不同。()(4)圖中①②過程發生的主要場所分別是細胞核、細胞質中的核糖體。()(5)人體蒼老引起白發的緣由是圖中酪氨酸酶不能合成。()(6)基因限制囊性纖維病與基因2限制性狀的方式相同。()2.基于對細胞分化和表觀遺傳的相識,推斷下列表述是否正確。(1)細胞分化形成的細胞一般會保持分化后的狀態,不行逆轉。()(2)生物體內全部的細胞都要發生細胞分化。()(3)表觀遺傳現象由于基因的堿基序列沒有變更,因此不會遺傳給下一代。()(4)吸煙會影響基因的表達。()核心考點實力提升考點基因表達與性狀的關系合作探究探究1細胞分化是基因的選擇性表達的結果科學家提取了雞的輸卵管細胞、紅細胞和胰島細胞,對這3種細胞中的DNA和mRNA進行了檢測,結果如下表。檢測的3種細胞卵清蛋白基因、珠蛋白基因、胰島素基因卵清蛋白mRNA珠蛋白mRNA胰島素mRNA輸卵管細胞++++--紅細胞+++-+-胰島細胞+++--+(1)這三種細胞中的基因組成是否相同?它們合成的蛋白質種類是否相同?(2)三種細胞中都含有卵清蛋白基因、珠蛋白基因、胰島素基因,但是只檢測到了一種基因的mRNA,由此說明什么問題?探究2表觀遺傳現象普遍存在于生物體的生長、發育和蒼老的全過程資料1柳穿魚是一種園林花卉。有兩株柳穿魚,植株A開兩側對稱花,植株B開輻射對稱花。柳穿魚花的形態結構與Lcyc基因的表達干脆相關。探討表明,植株B的Lcyc基因不表達的緣由是它被高度甲基化了。科學家將這兩個植株作為親本進行雜交,F1的花與植株A的相像,F1自交的F2中絕大部分植株的花與植株A的相像,少部分植株的花與植株B的相像。資料2某種試驗小鼠的毛色受一對等位基因Avy和a的限制,Avy為顯性基因,表現為黃色體毛,a為隱性基因,表現為黑色體毛。但基因型為Avya的小鼠,卻表現出不同的毛色:介于黃色和黑色之間的一系列過渡類型。探討表明,這種現象與Avy基因的甲基化有關。(1)上述資料中,柳穿魚和小鼠性狀變更的緣由是什么?(2)分析資料1,F1的花為什么與植株A的相像?在F2中,為什么有些植株的花與植株B的相像?(3)資料1和資料2展示的遺傳現象有什么共同點?(4)同一株水毛茛,袒露在空氣中的葉和浸在水中的葉,表現出了兩種不同的形態。水中的葉比空氣中的葉要細小狹長一些。水毛茛兩種形態的葉,其細胞的基因組成一樣嗎?葉形的差異是否是表觀遺傳的結果?最可能是由于什么因素引起的?名師提示(1)DNA甲基化:DNA分子中的堿基被選擇性加上甲基的現象。某個基因發生足夠多的甲基化后,其轉錄會被阻擋,從而被關閉,甲基化被移除,基因就會被開啟。(2)組蛋白修飾:組成染色體的蛋白質分為組蛋白和非組蛋白。其中組蛋白是確定染色體螺旋程度的重要因素,組蛋白常受到多種化學修飾,如甲基化、乙酰化等,被稱為組蛋白修飾。組蛋白修飾可影響染色體螺旋化程度,從而影響基因的表達。考向突破考向1基因對性狀的限制方式1.人類白化病和苯丙酮尿癥是由代謝異樣引起的疾病,下圖表示在人體代謝中產生這兩類疾病的過程。由圖不能得出的結論是()①基因可以通過限制蛋白質的結構來限制生物的性狀②基因可以通過限制酶的合成來限制生物的性狀③一個基因只能限制一種性狀④一特性狀可以由多個基因限制A.①② B.①③ C.②③ D.③④考向2細胞分化2.(2024浙江)同一個體的神經細胞與巨噬細胞的功能不同。下列關于這兩種細胞的敘述,錯誤的是()A.不會脫分化到受精卵的狀態B.細胞核中的染色體數目相同C.功能不同是由于發生了細胞分化D.功能差異是在減數分裂過程中形成的考向3表觀遺傳3.下列關于表觀遺傳的說法,錯誤的是()A.表觀遺傳現象的發覺使“基因的堿基序列代表了全部的遺傳信息”的觀點受到挑戰B.表觀遺傳導致的性狀變更可以遺傳給下一代,屬于可以遺傳的變異C.DNA的甲基化、組蛋白的甲基化和乙酰化都會導致表觀遺傳現象D.表觀遺傳現象僅出現在某些特定生命活動過程學科素養達成評價情境探究一病毒中遺傳信息的傳遞正義單鏈RNA病毒(ssRNAvirus)包括甲肝病毒HAV、腸道病毒、脊髓灰質炎病毒、口蹄疫病毒、流感病毒、SARS病毒、丙肝病毒HCV、風疹病毒等。其基因組為一條正義RNA單鏈。該正義鏈進入宿主細胞后,可以干脆作為mRNA鏈指導蛋白質的合成;也可以通過依靠RNA的RNA聚合酶(RDRP)作用,生成負鏈,再以負鏈為模板,在RDRP作用下,生成正鏈。這樣就達到了復制的目的。同時,生成的正鏈也可作為mRNA指導蛋白質的合成(見下圖)。(1)圖中+RNA有哪些功能?(2)合成圖中物質M、N的場所和原料的供應者是宿主細胞還是病毒?(3)正義單鏈RNA病毒與HIV同屬RNA病毒,請結合中心法則的模式分別寫出二者的遺傳信息傳遞途徑。(4)核酸是一切生物的遺傳物質,DNA是主要的遺傳物質。請談談你對生物的遺傳物質的理解。【情境應用】埃博拉病毒(EBOV)的遺傳物質(-RNA)是一種單鏈RNA,在宿主細胞中啟動以下途徑進行增殖而導致人體患埃博拉出血熱(EBHF)。據圖推斷不正確的是()A.①③過程都屬于基因表達B.EBOV的mRNA至少能翻譯出兩種不同蛋白質C.過程①與過程③所需的嘧啶比例可能不相同D.埃博拉病毒的-RNA無法干脆感染人體細胞情境探究二表觀遺傳生命處于不斷變更的環境中,億萬年的進化讓生命之書中隱藏了應對環境變更的強大潛力。細胞中基因的表達始于染色質的解螺旋,各種轉錄因子結合到DNA上,啟動表達。探討發覺,這些過程中都存在著調控,這種調控不變更DNA序列,但會對基因進行修飾,從而引起基因表達的變更及表型變更,并且有的變更是可遺傳的,即表觀遺傳。例如DNA上結合一個甲基基團(甲基化),能引起染色質結構及DNA構象的變更,從而變更基因表達。表觀遺傳供應了基因何時、何處、合成何種RNA及蛋白的指令,從而更精確地限制著基因表達。表觀遺傳是個體適應外界環境的機制,在環境變更時,生物可以通過重編程消退原有的表觀遺傳標記,產生適應新環境的表觀遺傳標記,這樣既適應了環境變更,也避開了DNA反復突變造成的染色體不穩定與遺傳信息紊亂。表觀遺傳與人的發育和疾病密不行分。胚胎發育早期,建立與子宮內環境相適應的表觀遺傳修飾是胚胎發育過程的核心任務。母體的飲食、供氧、感染、吸煙等狀況與后代的高血壓、Ⅱ型糖尿病等疾病親密相關。表觀遺傳變更增加了患有特定疾病的風險,但人體可在相當程度上忍受這些變更而不發病,經驗十幾年或者幾十年的持續壓力,表觀修飾的彈性被耗盡,細胞或者組織再也無法正常行使功能,從而產生疾病。現代進化理論認為生物進化是種群基因頻率的變更,現代分子遺傳學則認為基因型確定生物個體的表型。然而,表觀遺傳學的探討表明,遺傳并不是那么簡潔,表觀遺傳對遺傳觀的沖擊,也使進化觀的探討更加困難。生命本質上是物質、能量和信息的統一體,基因與環境的“共舞”,才會奏響生命與環境相適應、協同進化的奇妙“樂章”。(1)基因突變和基因重組是否屬于表觀遺傳?為什么?(2)人們用“病來如山倒”形容疾病的發生比較突然,請結合文中內容反對這種觀點。(3)在進化上,有一種觀點叫作“獲得性遺傳”,認為“獲得的變異可遺傳給后代”。從基因與環境關系角度,這種觀點是否有科學依據?請結合本文闡述理由。【情境應用】請閱讀下面科普短文,并回答問題。暴飲暴食是不良飲食習慣。20世紀80年頭,探討者追蹤瑞典某小鎮從小有暴食習慣的男性,發覺他們孫輩的平均壽命竟比同齡正常進食男性的孫輩短32年。這令探討者非常驚異,莫非從小形成的飲食習慣還會影響后代壽命嗎?孟德爾、摩爾根等遺傳學家對遺傳規律的闡釋,使人們普遍接受了基因學說,認為親子代之間的遺傳由基因確定。然而,上述調查結果顯示,飲食習慣等個人行為好像可以影響后代的性狀表現。分子生物學探討揭示,某些環境因素雖然沒有變更基因的堿基序列,卻會引起基因序列等的特定化學修飾,即表觀修飾,進而影響基因表達,且這種表觀修飾還可能傳遞給后代,使子代表型發生變更,這通常被稱為表觀遺傳。表觀遺傳現象引發人們對于遺傳機制、遺傳與發育以及生物進化等的思索。建立在達爾文自然選擇學說基礎上的現代進化理論認為,突變和基因重組供應進化的原材料,自然選擇使種群基因頻率發生定向變更。表觀遺傳現象則展示了,環境引發的化學修飾能將親代適應環境的性狀遺傳給后代,這好像與現代進化理論的某些觀點有所不同。隨著生物學的快速發展,許多生物學概念都在發生著變更,新的概念和理論不斷替代舊的概念和理論推動人們的相識發展,這正是科學發展的軌跡。(1)本文探討的生物學話題是。

(2)現代進化理論的兩個理論基礎是。

A.基因學說B.表觀遺傳學C.自然選擇學說(3)有人認為“表觀遺傳過程中發生了遺傳信息的變更”,請結合文中內容和你對遺傳信息的理解,推斷這一觀點是否正確,并闡述理由。(4)請結合本文內容,在下圖中補充填寫“表觀修飾”等詞匯,并添加必要的連線和注釋,展示你對表觀修飾及表觀修飾在親子代間傳遞的理解。第2課時基因表達與性狀的關系必備學問·固本夯基一、1.蛋白質的結構缺失3個CFTR蛋白結構T∥AA∥T纈氨酸鐮刀狀溶血性貧血2.酶的合成代謝過程(1)酪氨酸酶酪氨酸酶黑色素不能將酪氨酸轉化為黑色素(2)DNA序列淀粉分支酶降低皺粒淀粉分支酶高圓粒二、1.細胞分化形態、結構和功能2.(1)細胞基本生命活動核糖體蛋白基因ATP合成酶基因(2)卵清蛋白基因胰島素基因三、堿基序列可遺傳變更生長、發育和蒼老DNA甲基化組蛋白甲基化四、多多【概念檢測】1.(1)×(2)√(3)√(4)√(5)×(6)√2.(1)√(2)×(3)×(4)√核心考點·實力提升考點【合作探究】探究1(1)提示這三種細胞都屬于雞的體細胞,經受精卵有絲分裂、分化而來,因此基因組成相同,但是它們合成的蛋白質種類不同。(2)提示在高度分化的體細胞中,基因是選擇性表達的。同一個體不同種類的體細胞中,DNA(基因)相同,而RNA、蛋白質的種類不同。探究2(1)提示柳穿魚花的形態變更是因為Lcyc基因的部分堿基被高度甲基化,小鼠毛色的變更是因為Avy基因的前端有一段影響Avy基因表達的特別的堿基序列被甲基化。發生在基因或基因前端的甲基化修飾均導致相關基因的表達受到抑制,進而影響性狀。(2)提示F1植株同時含有來自植株A和植株B的Lcyc基因。來自植株A的Lcyc基因能夠表達,表現為顯性;來自植株B的Lcyc基因被甲基化,基因表達受到抑制,表現為隱性。因此,在同時含有這兩個基因的F1中,F1的花與植株A的相像。F1自交后,F2中有少部分植株含有兩個與植株B的Lcyc基因相同的基因,因此,這部分植株的花與植株B的相像。(3)提示資料1和資料2展示的遺傳現象都表現為基因的堿基序列保持不變,但部分堿基發生了甲基化修飾,抑制了基因的表達,進而對表型產生影響。(4)提示水毛茛兩種形態的葉,其細胞的基因組成是相同的。葉形的差異不是表觀遺傳的結果。同一株植株出現不同的葉型,最可能是環境因素導致的。【考向突破】1.B由圖可知,苯丙酮酸、多巴胺和黑色素等物質的代謝與酶的合成干脆相關,而酶的合成是由基因限制的說明基因可以通過限制酶的合成來限制生物的性狀;基因1若發生變更,則多巴胺和黑色素的合成都受影響說明一個基因可以影響多特性狀;多巴胺和黑色素的合成也都受多個基因的限制,說明一特性狀可以由多個基因限制。2.D動物體中的體細胞不會脫分化到受精卵的狀態,A項正確;同一個體的神經細胞與巨噬細胞染色體數目相同,B項正確;神經細胞與巨噬細胞的功能不同是由于細胞在分化過程中基因選擇性表達,C項正確;神經細胞與巨噬細胞的形成是細胞分裂和細胞分化的結果,其發生的細胞分裂為有絲分裂,D項錯誤。3.D傳統觀點認為,基因的堿基序列代表了遺傳信息,堿基序列變更才會引起遺傳信息變更,從而引起生物的變異,表觀遺傳的發覺,證明堿基序列沒有變更,生物的性狀也可能出現變更,A項正確;表觀遺傳導致的變異可以遺傳給下一代,屬于可以遺傳的變異,B項正確;DNA的甲基化、組蛋白的甲基化和乙酰化都會影響基因的表達,從而導致表觀遺傳現象,C項正確;表觀遺傳現象普遍存在于生物體的生長、發育和蒼老的整個生命活動過程中,D項錯誤。學科素養達成評價情境探究一(1)提示翻譯的模板,復制的模板,病毒的重要組成成分。(2)提示圖中物質M是以+RNA為模板翻譯而來的,N是M在蛋白酶的作用下形成的,且能夠催化①②過程,因此M、N都是蛋白質,合成物質M、N的場所是宿主細胞的核糖體,原料是氨基酸,來自宿主細胞。(3)提示正義單鏈RNA病毒的遺傳信息傳遞:+RNA-RNA+RNA蛋白質。HIV的遺傳信息傳遞:。(4)提示核酸包括DNA和RNA,凡是由細胞構成的生物,遺傳物質都是DNA,在非細胞生物病毒中,有些病毒的遺傳物質是DNA,有些病毒的遺傳物質是RNA,因此核酸是一切生物的遺傳物質;絕大多數生物的遺傳物質是DNA,只有少數病毒的遺傳物質是RNA,因此DNA是