4.2 基因表达与性状的关系（第1课时）（导学案）（解析版）(1).docx

第2节基因表达与性状的关系

第1课时

【学习目标】

1.举例说明基因控制生物体性状的两种方式。

2.了解白化病等，关注人类健康

3.描述基因选择性表达与细胞分化的关系。

【学习重点】

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。

【学习难点】

描述基因选择性表达与细胞分化的关系。

学习任务一基因表达产物与性状的关系

【自主梳理】

一、基因表达产物与性状的关系

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：

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。

2．基因对生物性状的直接控制

(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)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。

【合作探究】

1.淀粉有保留水分的作用，圆粒豌豆与皱粒豌豆的淀粉含量有什么不同吗？

【答案】皱粒豌豆的淀粉含量更低。

2.从基因的角度分析，是什么原因导致豌豆淀粉含量不一样?

【答案】与圆粒豌豆不同的是，皱粒豌豆的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，导致淀粉分支酶出现异常，活性大大降低，进而使细胞内淀粉含量降低。

3.人的白化病症状形成原因？

【答案】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。

4.从上述实例可以看出，基因是如何控制生物体的性状的？

【答案】基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。

5.除上述方式以外，基因控制生物体的性状还有什么方式？试举例说明。

【答案】基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。例如，在大约70%的囊性纤维化患者中，编码CFTR蛋白（一种转运蛋白）的基因缺失了3个碱基，导致CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸，其空间结构发生变化，使CFTR转运氯离子的功能出现异常，导致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，最终使肺功能严重受损。

【自查自纠】

正误判断

1．判断关于基因对性状的控制过程的叙述

(1)基因1和基因2一般不会出现在人体内的同一个细胞中()

(2)④⑤过程的结果存在差异的直接原因是血红蛋白结构的不同()

(3)图中①②过程发生的场所分别是细胞核、细胞质中的核糖体()

(4)白化病是酪氨酸酶活性降低造成的()

(5)基因控制囊性纤维化与基因2控制性状的方式相同()

【答案】(1)×(2)√(3)√(4)×(5)√

典例分析

[典例1]现代科学对皱粒性状豌豆的形成给出了一个完整的回答：皱粒豌豆中的DNA插入了一段外来的DNA序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因，导致淀粉分支酶不能合成，而淀粉分支酶的缺乏又导致细胞内淀粉含量降低，游离蔗糖的含量升高。根据以上信息，下列说法不正确的是()

A．圆粒豌豆具有淀粉分支酶

B．基因通过控制酶的合成来间接控制生物体的性状

C．淀粉分支酶具有分解淀粉的作用

D．淀粉是亲水性很强的大分子有机物

【答案】C

【解析】淀粉分支酶具有合成淀粉的作用，C错误；淀粉是亲水性很强的大分子有机物，圆粒豌豆中淀粉含量多，亲水性强而饱满，D正确。

学习任务二基因的选择性表达与细胞分化

【自主梳理】

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。同一生物体中不同类型的细胞，基因都是相同的，而形态、结构和功能却各不相同。

2．表达的基因的类型

(1)一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。

(2)另一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。

3．细胞分化的本质是基因的选择性表达。

4．细胞分化的结果：由于基因的选择性表达，导致来自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。

【合作探究】

6.生物体多种性状的形成，都是以什么为基础的？

【答案】细胞分化。

7.同一生物体中不同类型的细胞，基因相同吗？

【答案】相同。

8.阅读教材P72的【思考·讨论】分析不同类型细胞中DNA和mR