1、第2节 基因对性状的控制 新课导入 导入1:课件展示“基因指导蛋白质合成过程”图解,与同学们一起回顾复习转录和翻译过程。在上一节课中我们详细地学习了基因指导蛋白质合成过程,现在请你根据这幅图,画出一张流程图,简要地表示出其中的遗传信息传递方向。教师参考 提示:DNARNA蛋白质 引出基因对生物性状的控制。导入2:请同学们都想一想自己是像爸爸还是更像妈妈?哪些地方像?如脸型、耳垂、眼皮、酒窝、肤色等?学生可发表各自的观点。同学们观察的这些特征,在遗传上称为什么?提示:性状。有些性状是由环境引起的,例如肤色的深浅,同学们知道这样的性状不能遗传。那什么样的性状可以遗传呢?引出基因控制的性状。自主学习
2、要点探究自主学习学习目标:1.解释中心法则。2.举例说明基因与性状的关系。知识梳理 一、中心法则的提出及其发展 1.提出者:。2.中心法则及发展图示 克里克 写出上图中序号代表的生理过程和遗传信息的传递方向:序号生理过程遗传信息传递方向最初 中心 法则 .流向 .流向 .流向 .发展 补充RNA复制 流向 .逆转录 流向 .DNA复制 DNA DNA 转录 DNA RNA 翻译 RNA 蛋白质 RNA RNA RNA DNA 思考 病毒的遗传信息传递过程能发生在病毒自身体内吗?提示:不能,只能发生在寄主细胞内。二、基因、蛋白质与性状的关系 1.基因对性状的间接控制(1)实质:基因通过控制酶的合
3、成来控制 ,进而控制生物体的性状。(2)实例 豌豆粒型:皱粒豌豆DNA中插入一段外来DNA序列,使编码淀粉分支酶的基因打乱不能合成淀粉分支酶细胞内淀粉含量下降,蔗糖含量升高豌豆水分少而皱缩。人的白化病:控制 的基因异常无法合成 酪氨酸无法转变成黑色素表现白化症状。代谢过程 酪氨酸酶 酪氨酸酶 2.基因对生物体性状的直接控制(1)实质:基因通过控制 直接控制生物体的性状。蛋白质的结构(2)实例 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 CFTR蛋白结构与功能异常支气管中黏液增多,管腔受阻,细菌在肺部大量生长繁殖肺功能严重受损。镰刀型细胞贫血症:编码血红蛋白的基因
4、异常血红蛋白结构异常红细胞功能受损。苯丙氨酸 判断 (1)一般而言,一个基因决定一种性状。()(2)生物的性状是基因和环境共同作用的结果。基因型相同,表现型相同;基因型不同,表现型不同。()(3)白化病是由于衰老细胞内酪氨酸酶的活性降低而引起的。()问题引领:1.中心法则及发展各过程适用于哪些生物?2.中心法则与基因表达的关系是怎样的?要点探究中心法则的理解及分析 要点一 教师参考 1.中心法则各过程的适用范围 2.中心法则体现了DNA的两大基本功能(1)传递遗传信息:它是通过DNA复制完成的,发生于亲代产生子代的生殖过程或细胞增殖过程中。(2)表达遗传信息:它是通过转录和翻译完成的,发生在个
5、体发育过程中。3.中心法则与基因表达的关系【典例1】关于下图所示的过程,相关叙述正确的是()A.噬菌体进行过程,需将噬菌体放在含有四种游离脱氧核糖核苷酸的溶液中 B.正常的真核生物细胞内可发生、过程 C.、过程常见于RNA病毒侵入细胞时 D.细胞中、过程的发生都需要解旋酶的催化作用 解析:噬菌体不能单独生活,必须寄生在其他活细胞内,故不能单独培养噬菌体;、过程在正常的真核生物细胞内可发生;到目前为止,所有的生物体内还没有发现过程;过程需要解旋酶的催化,过程不需要。答案:B 备选例题 结合图表分析,下列有关说法正确的是()抗菌药物 抗菌机理 青霉素 抑制细菌细胞壁的合成 环丙沙星 抑制细菌DNA
6、解旋酶的活性(可促进DNA螺旋化)红霉素 能与核糖体结合 利福平 抑制RNA聚合酶的活性 A.环丙沙星和红霉素分别抑制细菌的和 B.青霉素和利福平能抑制DNA的复制 C.结核杆菌的和都发生在细胞质中 D.可发生在人体健康细胞中 A 解析:首先判断出图中各个过程的名称:为DNA复制,为转录,为翻译,为RNA复制,为逆转录,然后根据表格中抗菌药物的抗菌机理来分析各选项。青霉素的作用对象是细胞壁,与DNA复制无关;环丙沙星可促进DNA螺旋化,不利于DNA复制和转录;红霉素能与核糖体结合,抑制翻译过程;利福平抑制RNA聚合酶的活性,进而抑制转录和RNA复制;和只有RNA病毒才能进行。【题组演练】1.中
7、心法则揭示了生物遗传信息由DNA向蛋白质传递与表达的过程。下列说法不正确的是()A.a、b、c、d所表示的四个过程分别是DNA复制、转录、翻译、逆转录 B.需要tRNA和核糖体同时参与的过程是c,需要逆转录酶参与的过程是d C.a、b、c过程只发生在真核细胞中,d、e过程只发生在原核细胞和一些病毒中 D.在真核细胞中,a和b两个过程发生的主要场所相同,但需要的关键酶种类不同 解析:从中心法则中各过程的名称、所需条件及发生于哪一类生物体内等方面分析。图解中a、b、c、d、e分别表示DNA的复制、转录、翻译、逆转录、RNA的复制,其中c过程进行的场所是核糖体,在合成蛋白质时需要tRNA运载氨基酸,
8、a、b、c在细胞生物中均能发生,d、e只发生在RNA病毒中。在真核细胞中,a和b两个过程发生的主要场所都是细胞核,但所需的关键酶不同,前者需要DNA聚合酶,而后者需要RNA聚合酶。C 2.尿嘧啶核糖核苷(简称尿苷)在细胞内可以转化为尿嘧啶核糖核苷酸。如果选用含有3H尿嘧啶核糖核苷的营养液,处理活的小肠黏膜层,几小时后检测小肠绒毛,发现整个小肠黏膜层上均有放射性出现。推测与之密切相关的过程是图中的()A.B.C.D.和 解析:小肠黏膜层上均有放射性出现是因为3H尿嘧啶核糖核苷被利用,说明合成了mRNA,发生了转录过程。B 问题引领:1.什么是性状?生物的性状表现主要与细胞中的哪种化合物密切相关?
9、2.基因是怎样控制性状的?3.基因与性状的对应关系是怎样的?基因与性状的关系 要点二 教师参考 1.基因对性状控制的两种途径 2.基因与性状的关系 (1)基因与性状的关系 一个基因决定一种性状多个基因决定一种性状一个基因会影响到多种性状(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。3.等位基因与生物性状的关系【典例2】如图为脉孢霉体内精氨酸的合成途径示意图,从图中可得出()A.一种物质的合成只受一个基因的控制 B.基因可通过控制酶的合成来控制代谢 C.若基因不表达,则基因
10、和也不表达 D.若基因不存在,则瓜氨酸仍可合成精氨酸琥珀酸 解析:基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,从而控制生物的性状。由示意图可知,精氨酸的合成需要酶的参与,而它们分别受基因的控制。基因具有一定的独立性,基因不表达时,基因、仍可表达,只是无法合成精氨酸。若基因不存在,酶不能合成,则瓜氨酸精氨酸琥珀酸精氨酸的途径不能进行。答案:B 备选例题 B 解析:同一个体的体细胞内所含基因都相同,因为都是由受精卵有丝分裂产生的,故A错误。图中表示转录,需要RNA聚合酶;表示翻译,需要tRNA,故B正确。过程的结果存在差异的根本原因是遗传信息发生了改变,直接原因是血红蛋白合成异常,故C错误。过程表明基因通
11、过控制酶的合成控制生物的代谢,进而控制生物体的性状,但不是指所有性状,故D错误。下图为人体内基因对性状的控制过程,分析可知()A.基因1和基因2一般不会出现在人体内的同一个细胞中 B.图中过程需RNA聚合酶的催化,过程需tRNA的协助 C.过程的结果存在差异的根本原因是血红蛋白结构的不同 D.过程表明基因通过控制酶的合成来控制生物体的所有性状 D 解析:皱粒豌豆种子中,编码淀粉分支酶的基因插入一段外来DNA序列,编码淀粉分支酶的基因被打乱,导致淀粉分支酶不能合成,进而导致淀粉含量低而蔗糖含量高,淀粉能吸水膨胀蔗糖不能,A错误。人类白化病症状是控制酪氨酸酶的基因突变引起酪氨酸酶不能合成,导致黑色
12、素不能合成引起的,体现基因通过控制酶合成来控制生物性状,B错。一种性状由一个基因控制,也可以由多个基因控制,1个基因可以控制1种性状,也可以控制多种性状,C错。基因通过控制结构蛋白合成直接控制性状,还可以通过控制酶(蛋白质)合成来控制细胞代谢间接控制性状,D正确。【题组演练】1.下列关于基因、蛋白质与性状关系的描述中,正确的是()A.皱粒豌豆种子中,编码淀粉分支酶的基因被打乱,导致淀粉分支酶不能合成,进而导致淀粉含量高而蔗糖含量低 B.人类白化病症状是基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状来实现的 C.基因与性状呈线性关系,即一种性状由一个基因控制 D.基因控制性状是通过控制蛋白质的合成
13、来实现的 2.下图为基因的作用与性状表现的流程示意图。请据图分析,下列不正确的说法是()A.过程以DNA的一条链为模板、四种核糖核苷酸为原料合成RNA B.若某段DNA转录的mRNA发生改变,但形成的蛋白质不一定会改变 C.过程中需要多种转运RNA,转运RNA不同,所搬运的氨基酸也不相同 D.人的镰刀型细胞贫血症是基因对性状的直接控制,使结构蛋白发生变化所致 解析:由图可知,为转录,该过程以DNA的一条链为模板、四种核糖核苷酸为原料合成RNA,A正确;由于一种氨基酸有多个密码子,当mRNA发生改变后,其控制合成的蛋白质不一定改变,B正确;一种转运RNA只能转运一种氨基酸,但一种氨基酸可能由几种tRNA来运载,因此tRNA不同,其所搬运的氨基酸可能会相同,C错误;基因通过控制蛋白质分子结构来直接控制性状,如镰刀型细胞贫血症,D正确。C 点击进入课时训练 谢谢观赏Thanks!
