第2节 基因表达与性状的关系
1．结合资料分析具体事例，阐述基因控制性状的两种方式。(科学探究、科学思维) 2.通过小组讨论，结合所学知识，举例说明基因、蛋白质和性状的关系。(科学探究)
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。 实例分析
皱粒豌豆的形成 皱粒豌豆的DNA中插入了一段外来DNA序列，使编码淀粉分支酶的基因被打乱 ↓ 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 2.基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。 实例分析
囊性纤维化 编码CFTR蛋白的基因缺失3个碱基 ↓ CFTR蛋白缺少苯丙氨酸 ↓ CFTR蛋白结构异常， 导致功能异常 ↓
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人的白化症状的形成 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 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 二、基因的选择性表达与细胞分化 1．基因表达的调控直接影响性状
(1)表达时期：如柳穿鱼体内的Lcyc基因在开花时表达。 (2)表达细胞：如柳穿鱼的Lcyc基因在花的细胞中表达。
(3)表达水平的高低：如A基因的甲基化程度越高，A基因的表达受到的抑制越明显。
2．表达的基因分类
(1)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。 (2)某类细胞中特异性表达的基因：即基因的选择性表达。 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：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，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象，叫作表观遗传。
2．存在：生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动过程中。 四、基因与性状间的对应关系
1．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。 (1)生物的有些性状可以受到多个基因的影响，如人的身高。 (2)一个基因也可以影响多个性状，如水稻中的Ghd7基因。
(3)生物的性状还受环境条件的影响，是生物的基因和环境条件共同作用的结果。 2．基因与基因、基因与基因表达产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，精细地调控着生物体的性状。
知识点一 基因、蛋白质和性状的关系
1．基因、蛋白质和性状的关系
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2．基因对性状控制的两种途径
3．基因与性状的关系
一个基因决定一种性状??
(1)基因与性状的关系?多个基因决定一种性状
??一个基因影响多种性状
(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。
(3)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，共同调控着生物体的性状。
1．下图为人体内基因对性状的控制过程，下列叙述错误的是( )
A．图中①②过程的场所分别是细胞核、核糖体
B．镰状细胞贫血致病的直接原因是血红蛋白分子结构的改变 C．人体衰老引起白发的主要原因是图中的酪氨酸酶活性下降
D．该图反映了基因对性状的控制是通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状 解析：选D。图中①表示转录，场所是细胞核，②表示翻译，场所是核糖体，A项正
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确；镰状细胞贫血是由于控制合成血红蛋白分子的DNA的碱基序列发生了改变而使血红蛋白的结构改变，B项正确；人体细胞衰老时，酪氨酸酶活性会降低，C项正确；题图反映了基因控制性状的方式有两种，一种是通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，另一种是通过控制酶的合成来控制代谢过程，间接控制生物体的性状，D项错误。
2．下列关于基因、性状以及二者关系的叙述，正确的是( )
A．基因在染色体上呈线性排列，基因的前端有起始密码子，末端有终止密码子 B．基因能够通过复制实现遗传信息在亲代和子代之间的传递 C．基因型不同，表型肯定也不同
D．通过控制酶的合成从而直接控制性状，是基因控制性状的途径之一
解析：选B。密码子位于mRNA上，而非基因上；基因型不同的个体其表型也有可能相同；基因通过控制酶的合成从而间接控制生物体的性状。
知识点二 细胞分化与表观遗传
1．细胞分化的机理
(1)实质：基因的选择性表达，即在个体发育中，不同的细胞中遗传信息的执行情况不同，转录出不同的mRNA，控制合成出不同的蛋白质，如图所示。
(2)标志
①分子水平：合成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(尤其是细胞器种类和数量有较大差异)。 2．表观遗传 (1)表观遗传的特点
①可遗传性，即这类改变通过有丝分裂或减数分裂，能在细胞个体间遗传。
②可逆性的基因表达。如甲基化时，可影响基因的表达；去甲基化时，可恢复基因的
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表达。
③没有DNA碱基序列的改变。
(2)表观遗传对基因表达的调控及其控制
①生物遗传信息的表达正确与否，既受控于DNA序列又受制于表观遗传，表观遗传主要通过DNA修饰、蛋白质修饰与非编码RNA的调控3个层面上调控基因表达。
②DNA甲基化：DNA甲基化是目前研究最充分的表现遗传修饰形式。甲基化是指生物分子在特定的酶系统催化下，加上甲基(—CH3)的生物化学反应，是普遍存在原核生物和真核生物中的DNA修饰作用，甲基化没有改变基因的序列，但对基因表达起调控作用，在哺乳动物DNA分子中，甲基化一般发生在胞嘧啶(C)上。
3．下表是人体内的红细胞(未成熟)、胰岛B细胞、浆细胞内所含有的核基因及这些基因表达的情况(“＋”表示该基因能表达，“－”表示该基因未表达)。下列有关说法正确的是( )
细胞 红细胞 胰岛B细胞 浆细胞 血红蛋白基因 ＋ － － 胰岛素基因 － ① － 抗体基因 － － ② 有氧呼吸酶基因 ＋ ＋ ③ A．①②③均表示“＋”
B．此表说明细胞分化导致基因的选择性表达 C．三种细胞中mRNA和蛋白质种类完全不同
D．三种细胞的形态、结构和生理功能不同的根本原因是核基因种类不完全相同 解析：选A。题表说明细胞分化的原因是基因的选择性表达，B错误；三种细胞中有氧呼吸酶基因都表达，C错误；三种细胞是同一个体中的体细胞，其核基因种类相同，只是表达的基因不同，D错误。
4．某种实验小鼠的毛色受一对等位基因A和a的控制，A(黄色)对a(黑色)为显性，将纯合黄色体毛的小鼠与纯合黑色体毛的小鼠杂交，下列有关叙述错误的是( )
A．F1的基因型都是Aa
B．A基因没有甲基化时，F1全是黄色
C．A基因甲基化程度越高，小鼠体毛的颜色就越浅
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