2021年高中生物新教材人教版(2019)必修二教案:第4章 第2节 基因表达与性状的关系 (含解析)

卷烟器第4章 基因表达
第2节 基因表达与性状的关系
教案
教学目标确定
课程标准的要求是:概述细胞分化的本质是基因选择性表达的结果,生物的性状主要通过蛋白质的表现,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,根据上述要求和建议,本节课教学目标确定如下:
1.举例说明基因表达产物与性状的关系
2.理解细胞分化的本质
3.概述表观遗传现象
教学思路设计
首先给同学们展示水毛茛不同的叶子形态,使同学们思考为什么会出现这样的现象,继而引出基因对性状控制的过程。
情境导入给同学们展示水毛茛不同的叶子形态,使同学们思考这两种叶形的差异,可能是由什么因素引起的?是基因不同吗?
提示:同一株植株基因型相同,因为裸露在空气中的叶和浸在水中的叶形态不同,所以考虑是环境因素引起的。
一、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。
①豌豆的粒型:
a.圆粒豌豆 → 有淀粉分支酶基因 → 产生淀粉分支酶 → 淀粉含量高 → 保留水分多 → 圆粒
b.皱粒豌豆 → 无正常淀粉分支酶基因 → 不产生淀粉分支酶 → 淀粉含量低 、蔗糖含量高 → 保留水分少 → 皱粒
②白化
a.正常:酪氨酸酶基因酪氨酸酶酪氨酸变为黑素;
b.患者:白化病患者皮肤内控制酪氨酸酶的基因异常,无法产生酪氨酸酶 ,因而无法合成黑素,出现白化症状
2.基因还可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
囊性纤维病:
编码CFTR蛋白的基因缺失了3个碱基 → CFTR蛋白缺少苯丙氨酸 → CFTR蛋白的结构和功能异常 → 患者支气管黏液增多,管腔受阻,细菌在肺部大量繁殖。
二、基因的选择性表达与细胞分化
阅读p72的思考·讨论
科学家提取了鸡的输卵管细胞、红细胞(有细胞核)和胰岛细胞,对这3种细胞中的DNA和mRNA进行了检测,结果如下表所示:
检测的3种细胞
卵清蛋白基因、珠蛋白基因、胰岛素基因
卵清蛋白mRNA
珠蛋白mRNA
胰岛素mRNA军用伪装网
输卵管细胞
+++
红细胞
+++
门栓-
胰岛细胞
+++
讨论:
(1)这3种细胞合成的蛋白质有何差别?
提示输卵管细胞只能能合成卵清蛋白、不能合成珠蛋白和胰岛素,红细胞只合成珠蛋白、不能合成另外两种,胰岛细胞只能合成胰岛素、不能合成另外两种。
(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?
提示含有相同基因的不同种细胞,基因并不完全表达出来,基因的表达存在选择性。
细胞中,有些基因表达,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: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。
三、表观遗传
阅读p73的思考·讨论
1.柳穿鱼花的形态结构的遗传
 
柳穿鱼植株A
柳穿鱼植株B
性状表现
开两侧对称花
开辐射对称花
Lcyc基因测序结果
植株A和植株B碱基组成及序列一样,没有差异
Lcyc基因表达情况检测
表达
不表达
Lcyc基因甲基化检测
与植株A相比,植株B的二钼酸铵Lcyc基因高度甲基化
杂交实验
植株A与植株B杂交,F1开两侧对称花,F2绝大部分植株开两侧对称花,少部分植株开辐射对称花
2.小鼠毛的遗传(将纯种黄体毛小鼠与纯种黑体毛小鼠杂交)
子一代小鼠基因型
子一代均为Avya
子一代小鼠表型
双金属螺杆
不同小鼠表现出黄和黑之间的一系列过渡类型
Avy基因甲基化检测
毛越深的小鼠,Avy基因甲基化程度越
根据上述两个实例分析,DNA的甲基化将会抑制内翅片管式换热器该基因的表达,从而影响生物的性状;DNA的甲基化是可以遗传给下一代的。
表观遗传的概念: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。
基因与性状之间并不是简单的一一对应的关系
(1)一般地,一对基因只决定一种性状
(2)有的基因可决定或影响多种性状,如水稻中的Ghd7基因
(3)有些性状是由多个基因共同决定的,如人的身高
(4)生物的性状是由基因决定的,还受环境条件的影响,是生物的基因和环境共同作用的结果
作业布置
把同步学案做完
板书设计
第4章 基因的表达
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
二、基因的选择性表达与细胞分化
三、表观遗传

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