【教学资源】人教社高中生物学•必修2•正解和提示丨4.2 基因表达与性状的关系
第2节|基因表达与性状的关系
【教材答案和提示】
(一)问题探讨
1. 这两种形态的叶,其细胞的基因构成是一样的。
2. 提示:这两种叶形的差异,大概是由叶片所处的环境因素引起的。
(二)思考•讨论1
1. 提示:3种基因转录的mrna分别出现在3种细胞中,表明每种细胞只合成3种蛋白质中的一种。因此,这3种细胞中分解的蛋白质种类不完全相同,虽然有些蛋白质在所有的细胞中都合成,但也有一些特定功能的蛋白质只在特定的细胞中合成。
2. 这一事实说明,细胞中并不是整个的基因都表达,基因的表达存在选择性。
(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avy基因的前端有一段影响avy基因表白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. 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的花与植株a的类似。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,压制了基因的表达,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。
基因的碱基序列保持不变,但性状发生改变,这表明基因与性状的关系并不是简单的一一对应的瓜葛,基因的表达受到很多因素的影响,体现了基因与性状之间关系的复杂性。
(四)批判性思维
提示:此问题旨在引导学生客观全面地评价基因决定生物体的性状这一观点。性状的形成往往是内因(基因)与外因(情况)相互作用的结果,并且环境可能会通过对基因或染色体上其他成分的修饰,调控基因的表达,进而影响性状。
(五)思维训练
提示:果蝇翅的发育需要经过酶催化的反应,而酶是在基因控制下合成的,酶的活性受温度、pH等条件的影响。有些同学可能会从表观遗传方面思考,教师应提醒学生表观遗传是可遗传的,而此段文字中表述的现象并未发生遗传。
(六)练习与应用
概念检测
1. (1)×;(2)√。
2. C。
拓展应用
1. 提示:这种说法有一定的道理。基因通常是有遗传效应的DNA片段,DNA上特定的碱基排列顺序,蕴含着一定的遗传信息,可类比成组织者(导演),负责整部作品的呈现;蛋白质是生命活动的主要承担者,具体参与细胞的各项生命活动,可类比成执行者(演员);而性状则是生物体表现出来的形态结构、生理和行为等特征的总和,主要是由蛋白质参与完成的,可类比成呈现方式(作品)。当然,打比方总会有比得不合理之处,因此,只能说有一定的道理。三者之间的关系是:基因通过控制蛋白质的合成控制生物体的性状。
2. (1)提示:第一,基因与性状的关系并不是简单的一一对应的关系,存在多对基因控制一对性状和一对基因控制多对性状的情形;第二,基因在染色体上呈线性排列,某些基因可能位于同源染色体上,导致这些基因控制的性状的遗传不遵循自由组合定律;第三,某些植物进行无性生殖,性状的遗传也不遵循孟德尔遗传规律;第四,个别性状可能是由细胞质基因控制或与母本提供的细胞质成分有关。
(2)提示:科学实验必须是可重复的,只有这样才能说明实验的现象和结果是一种必然规律,而不是偶然发生的。科学实验的可重复性包括两个方面:第一,实验样本量足够大,在相同实验条件下要有足够的重复观察次数;第二,任何实验结果的可靠性应经得起独立重复实验的考验,重复实验是检验实验结果可靠性的唯一方法。由于生物多样性的存在,不同生物的背景条件隐蔽且不一致(如山柳菊以无性生殖为主),导致生命世界的很多现象具有独特性,不能用统一的定律解释。因此,生命科学实验的可重复性是有一定前提和条件限制的。
3. 提示:这是一道开放性问题,意图是让学生学会查阅资料,并不要求学生给出标准答案。
资料显示:哺乳动物雌雄个体的体细胞中虽然X染色体数量不同,但X染色体上的基因所表达的蛋白质的量是平衡的,这个过程称为剂量补偿。雌猫比雄猫多一条X染色体,由于剂量补偿效应,在胚胎发育早期,细胞中的一条X染色体就会随机发生固缩失活,形成巴氏小体,而且发生染色体失活的细胞通过有丝分裂产生的子细胞也保留了相同的染色体失活状态。
对于基因型为XBXO的雌猫,如果体细胞中携带黑毛基因B的X染色体失活,XB就不能表达,而另一条X染色体上的XO表达,那么由该细胞增殖而来的皮肤上就会长出黄色体毛;同理,如果体细胞中携带黄毛基因O的X染色体失活,则XO不表达,XB表达,由该细胞增殖而来的皮肤上就会长出黑色体毛。因此,基因型为XBXO的雌猫会呈现黑黄相间的毛色。
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