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基因什么时候表达?在哪种细胞中表达以及表达水平的高低都是如何受到调控的?这种调控会直接影响性状吗?以下为相关材料:
柳穿鱼花的形态结构。柳穿鱼是一种园林花卉,上图所示的两株柳穿鱼,除了花的形态不同,其他各方面基本相同。
柳穿鱼花的形态结构与Lcyc基因的表达直接相关。
植株A和B体内Lcyc基因的序列相同,只是植株A的Lcyc基因在开花时表达,植株B的Lcyc基因不表达。
研究表明,植株B的Lcyc基因不表达的原因是它被高度甲基化(Lcyc基因有多个碱基连接甲基基团)。
科学家将这两个植株作为亲本进行杂交,的花与植株A的相似,
自交的子代中绝大部分植株的花与植株A的相似,少部分植株的花与植株B的相似。
小鼠毛色遗传。某种实验小鼠的毛色受一对等位基因和a的控制。
为显性黄色体毛,a为隐性黑色体毛。纯种黄色体毛的小鼠与纯种黑色体毛的小鼠杂交,子一代小鼠的基因型都是
a,却表现出不同的毛色:介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型。
研究表明,在基因的前端(或称“上游”)有一段特殊的碱基序列决定着该基因的表达水平,这段碱基序列具有多个可发生DNA甲基化修饰的位点。当这些位点没有甲基化时,
基因正常表达,小鼠表现为黄色;当这些位点甲基化后,
基因的表达就受到抑制。这段碱基序列的甲基化程度越高,
基因的表达受到的抑制越明显,小鼠体毛的颜色就越深。
上述实例中,柳穿鱼Lcyc基因和小鼠基因的碱基序列没有变化,但部分碱基发生了甲基化修饰,抑制了基因的表达,进而对表现型产生影响。
生物体基因的碱基序列表保持不变,但基因表达和表现型发生可遗传变化的现象,叫做表观遗传(epigentic inheritance)。
表观遗传现象普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动过程中。例如,基因组成相同的同卵双胞胎所具有的微小差异就与表观遗传有关;一个蜂群中,蜂王和工蜂都是由受精卵发育面来的,但它们在形态、结构、生理和行为等方面截然不同,表观遗传也在其中发挥了重要作用。
根据材料完成相应的教学设计:
(1)侧重于“生命观念”和“科学思维”两个维度的目标实现,参照《普通高中生物学课程标准(2017年)》版附录2案例中教学目标的表达方式,设计本节课的教学目标。(6分)
(2)设计一个问题串(至少三个及以上),引导学生思考,促进上述目标的达成。(6分)
(3)设计一个板书提纲。(6分)
(4)为增进学生学习本内容的意义,设计一个课后作业。(2分)