高中生物第4章基因的表达第2节基因对性状的控制课件（新人教版必修2）

高中生物 必修2 第4章 基因的表达 第2节 基因对性状的控制 高中生物 必修2 第4章 基因的表达 同一株水毛茛裸露在空气中的叶和浸泡在水中的叶表现出两种不同的形态。 2、这两种形态的叶，其细胞的基因组成一样吗？ 3、你还能提出什么问题？ 水中的叶比空气中的叶要狭小一些。 基因组成应该一样，由一个受精卵发育而来。 为什么叶片细胞的基因组成相同，而叶片却 表现出明显的不同？ 1、这两种叶形有什么不同？ 问题探讨 高中生物 必修2 第4章 基因的表达   以DNA自身为模板合成子代DNA，以DNA的一条链为模板合成 RNA，以信使RNA为模板合成蛋白质从而决定生物的性状表现，叫中 心法则。 人和动植物及绝大多数微生物的遗传信息传递都遵循这一法则。 一、中心法则的提出及其发展 内容精讲 DNA RNA 蛋白质转录 翻译复 制 高中生物 必修2 第4章 基因的表达 中心法则的发展 先阅读书本P69页的三个资料并回答后面的问题。 1、没有推翻中心法则，实验证据指出了原有中心法则所没有包含的遗传信息的 可能传递途径，是对原有中心法则的补充而非否定。 2、补充： ①遗传信息可以从RNA反过来流向DNA，如致癌RNA病毒； ②遗传信息可以从RNA流向RNA，如RNA肿瘤病毒； ③遗传信息可以从蛋白质流向蛋白质，如疯牛病病毒。 说明：前面两个已经完全确认，后面一个没有完全确认。 高中生物 必修2 第4章 基因的表达   中心法则是生命体系中最核心、最简约、最本质的规律，掌握中心法 则对生命本质的把握有着重要作用。 DNA 转录复 制 逆转录 蛋白质翻译 RNA复制 RNA 补充修正的中心法则 高中生物 必修2 第4章 基因的表达 1.下图表示中心法则，下列有关叙述正确的是 （  ） A. 过程①～⑤都会在人体的遗传信息传递时发生 B. 人体细胞内的过程②主要发生在细胞核中，产物都是mRNA C. 过程④存在U—A、C—G、G—C、A—T 四种碱基配对方式 D. 过程③发生在核糖体上，过程⑤有半保留复制的特点 典型例题 高中生物 必修2 第4章 基因的表达 【解析】图中过程①②③④⑤分别为DNA 复制、转录、翻译、逆转录和 RNA 复制。逆转录和RNA 复制只发生在某些病毒寄生的宿主细胞中，人 体的遗传信息传递时只发生DNA 复制、转录和翻译过程，A 项错误；人 体细胞中，转录主要发生在细胞核内，转录的产物不全是mRNA，还有 rRNA 和tRNA，B 项错误；逆转录是遗传信息从RNA 到DNA 的过程，该过 程存在U—A、C—G、G—C、A—T 四种碱基配对方式，C 项正确；翻译发 生在核糖体上，RNA 通常为单链，其复制没有半保留复制的特点，D 项 错误。| 【答案】C 高中生物 必修2 第4章 基因的表达 2.下图为皮肤生发层细胞中DNA聚合酶合成及发挥作用的示意图。下列叙述错 误的是（ ） A.①过程具有边解旋边复制的特点 B.②过程发生的主要场所是核糖体 C.③过程需要tRNA的协助 D.DNA聚合酶进入细胞核需经过核孔 【解析】①过程是DNA复制，DNA复制的特点是边解旋边复制和半保留复制， A项正确。②过程是转录，真核细胞转录的主要场所是细胞核，B项错误。③ 过程是翻译，需要tRNA运输氨基酸，C项正确。DNA聚合酶合成的场所是核糖 体，发挥作用的场所是细胞核，它可以从细胞质通过核孔进入细胞核，D项 正确。 【答案】B 高中生物 必修2 第4章 基因的表达 蛋白质是生命活动的主要承担者和体现者。 蛋白质是如何承担生命活动的呢？ 蛋白质与生物性状特征有什么关系？ 结构功能，催化功能；运输载体功能；调节功能；免疫功能。 二、基因、蛋白质与性状的关系 高中生物 必修2 第4章 基因的表达 下面我们再通过及格具体的实例来看基因、蛋白质与生物性状之间的关系。 1、豌豆的圆粒和皱粒这一对相对性状。 编码淀粉分支酶的基因正常。 淀粉分支酶正常合成。 蔗糖合成淀粉，淀粉含量升高。 淀粉含量高，有效保留水分，豌豆显得圆鼓 鼓（性状：圆粒）。 DNA中插入了一段外来的DNA序列，打乱了编码淀粉 分支酶的基因(基因增添) 淀粉分支酶不能正常合成。 蔗糖不能合成淀粉，蔗糖含量升高。 淀粉含量低的豌豆由于失水而显得皱缩（性状： 皱粒）。 高中生物 必修2 第4章 基因的表达 控制酶形成的基因异常。 酪氨酸酶不能正常合成。 酪氨酸不能转化成黑色素。 缺乏黑色素而表现为白化病。 2、白化病。 控制酶形成的基因正常。 酪氨酸酶正常合成。 酪氨酸正常转化成黑色素。 表现正常。 这两个例子来看，大家可以总结出基因是如何控制生物的性状的？ 基因通过控制基因通过控制酶酶的的合成合成来来控制代谢过程，从而控制生物性状。控制代谢过程，从而控制生物性状。 高中生物 必修2 第4章 基因的表达 CFTR基因缺失了三个碱基(碱基缺失) CFTR蛋白缺少一个丙苯氨酸，结构异常，导致功 能异常。 患者支气管内黏液增多。 黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染。 3、囊性纤维病。 控制血红蛋白形成基因的一个碱基发生变化。 （碱基替换） 血红蛋白的结构发生变化。 红细胞呈镰刀状。 红细胞容易破裂，患溶血性贫血 这两个例子来看，大家可以总结出基因是如何控制生物的性状的？ 4、镰刀型贫血症。 基因通过控制蛋白质分子的结构来直接控制生物的性状。 高中生物 必修2 第4章 基因的表达 基因、蛋白质与性状的关系总结： 基因 酶或激素 结构蛋白 细胞代谢 细胞结构 生物性状 生物性状 高中生物 必修2 第4章 基因的表达 表现型=基因型 +环境条件 遗传学家曾经做过这样的实验：长翅果蝇幼虫正常的培养环境温度为25℃， 将孵化后4～7d的长翅果蝇幼虫放在35～37℃的环境中处理6～24 h后，得到了一些 残翅果蝇，这些残翅果蝇在正常温度下繁殖的后代仍然是长翅果蝇。 问：请针对出现残翅果蝇的原因提出 假说，进行解释。（环境如何影响基 因的对性状的控制的） 环境(如温度和pH值)通过影响酶的活性，来影响基因对性状的控制。 三、基因型和表现型的关系 高中生物 必修2 第4章 基因的表达 基因与性状并不是都是一一对应的简单的线性关系，一种性状由多个基因 控制。而还受到环境因素的影响。 基因与基因、基因与基因产物，基因和环境之间存在这复杂的相互作用， 共同精细地调控生物的性状。 所以要用系统的观点来看待生物体。 四、生物体性状的多基因因素 高中生物 必修2 第4章 基因的表达 细胞质基因：指存在于细胞质结构中的遗传物质。与核基因一样具有稳定性、 连续性和变异性。 功能：控制一些蛋白质的合成，线粒体DNA缺陷会引起遗传病。 特点： 1、DNA分子半自主性复制； 2、母系遗传：只能通过母亲遗传给后代。 １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ 10 11 五、细胞质基因（细胞质遗传） 高中生物 必修2 第4章 基因的表达 1.［2018·湖南月考］下列关于基因、蛋白质和性状三者间关系的 叙述，正确的是（ ） A.生物体的性状完全由基因控制，与环境无关 B.基因控制性状可以通过控制蛋白质的合成来实现 C.基因与性状之间都是一一对应关系 D.基因不能控制酶的合成 典型例题 【解析】生物的性状受基因控制，还受环境影响，A项错误；基因可以通过 控制蛋白质的合成直接控制生物的性状，也可以通过控制酶的合成来控制代 谢过程，进而控制生物的性状，B项正确；生物的性状与基因之间并不是一 一对应的关系，C项错误；基因可以控制酶的合成，D项错误。 【答案】B 高中生物 必修2 第4章 基因的表达 2.读下图，判断下列有关基因与性状关系的叙述错 误的是 （  ） A. 由基因产物呈现的性状①②③④可知，一个基 因会影响多种性状 B. 若⑧为表达出的异常血红蛋白呈现的性状—— 红细胞呈镰刀状，可说明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 C. 图示可表明基因与性状之间并非简单的线性关 系 D. 生物体的性状除了受基因控制外，还受环境条 件的影响 高中生物 必修2 第4章 基因的表达 【解析】由题图可知，性状①②③④由同一种基因产物呈现，说明一个 基因会影响多种性状，A 项正确；若⑧为表达出的异常血红蛋白呈现的 性状——红细胞呈镰刀状，可说明基因通过控制蛋白质的结构直接控制 生物体的性状，B 项错误；由题图可知，性状①②③④由同一种基因产 物呈现，而性状⑤由三种基因产物呈现，表明基因与性状之间并非简单 的线性关系，C 项正确；生物体的性状除了受基因控制外，还受环境条 件的影响，即基因型+ 环境条件= 生物体的性状，D 项正确。 【答案】B 高中生物 必修2 第4章 基因的表达 第二节 基因对性状的控制 一、中心法则的提出及其发展 二、基因、蛋白质和性状的关系 三、基因型和表现型的关系 四、生物性状是由多个基因控制的 五、细胞质基因 DNA 转录复 制 逆转录 RNA 蛋白质 翻译 RNA复制 基因 酶或激素 结构蛋白 细胞代谢 细胞结构 生物性状 生物性状 内容小结 高中生物 必修2 第4章 基因的表达 1. 如图是4种遗传信息的流动过程，对应的叙述不正确的是 （ ） 甲 乙 丙 丁 A. 甲可表示胰岛细胞内胰岛素合成过程中的遗传信息的传递方向 B. 乙可表示逆转录病毒在宿主细胞内繁殖时的遗传信息的传递方向 C. 丙可表示DNA病毒在宿主细胞内繁殖时的遗传信息的传递方向 D. 丁可表示RNA病毒在宿主细胞内繁殖过程中的遗传信息的传递方向 当堂检测 【解析】分析题图可知，甲图包括DNA复制、转录和翻译过程，胰岛细胞内 胰岛素合成过程中的遗传信息的传递方向只对应甲图中的转录和翻译过程， 不包括DNA复制过程，A项错误。 【答案】A 高中生物 必修2 第4章 基因的表达 2.下图表示豌豆种子圆粒性状的产生机制，下列说法不正确的是（ ） A. a过程需RNA聚合酶参与、四种核糖核苷酸为原料 B. 决定淀粉分支酶中氨基酸顺序的是tRNA的碱基序列 C.圆粒是基因通过控制酶的合成来控制生物的性状而实现的 D.皱粒豌豆产生的原因是基因R突变，细胞内蔗糖含量上升 【解析】a表示转录过程，需RNA聚合酶参与、四种核糖核苷酸为原料，A项正 确。 决定淀粉分支酶中氨基酸顺序的是DNA的碱基序列，B项错误。圆粒是基 因通过控制酶的合成来控制生物的性状而实现的，C项正确。皱粒豌豆产生的 原因是基因R突变，细胞内蔗糖含量上升，D项正确。 【答案】B 高中生物 必修2 第4章 基因的表达 3.下图表示生物界的中心法则，有关叙述正确的是（ ） A. 健康的人体内可以发生图中所有过程 B.烟草花叶病毒侵入宿主细胞后发生①→②→③→④的过程 C. ⑤过程需要逆转录酶的参与 D. 该图揭示了遗传信息传递的一般规律 【解析】分析图形可知，健康的人体内可以发生图中①DNA复制、②转录和 ③翻译过程，A项错误。烟草花叶病毒是RNA病毒，侵入宿主细胞后发生 ⑤RNA复制和⑥翻译过程，B项错误。④过程需要逆转录酶的参与，C项错误。 【答案】D 高中生物 必修2 第4章 基因的表达 4.如右图所示，下列有关叙述不正确的是 （  ） A. 若甲是DNA，乙为RNA，则此过程要以甲为模板，酶为RNA 聚 合酶 B. 若甲是DNA，乙为DNA，则此过程要以甲为模板，酶为DNA 聚 合酶和解旋酶 C. 若甲是RNA，乙为DNA，则此过程为转录，原料为脱氧核苷酸 D. 若甲是RNA，乙为蛋白质，则此过程为翻译，原料为氨基酸 【解析】根据图示，若甲是DNA，乙为RNA，则此过程表示转录，需要以甲为模 板，酶为RNA 聚合酶，A 项正确；若甲是DNA，乙为DNA，则此过程表示DNA 复 制，需要以甲为模板，酶为DNA 聚合酶和解旋酶，B 项正确；若甲是RNA，乙 为DNA，则此过程为逆转录，原料为脱氧核苷酸，C 项错误；若甲是RNA，乙为 蛋白质，则此过程为翻译，原料为氨基酸，D 项正确。 【答案】C 高中生物 必修2 第4章 基因的表达 5.下图为基因的作用与性状表现的流程示意图。下列选项正确的是（   ） A. ①是转录过程，它以DNA 的一条链为模板、四种脱氧核苷酸为原料合成 mRNA B. ②过程需要mRNA、氨基酸、核糖体、RNA 聚合酶、ATP 等 C. 白化病是基因通过控制酶的合成间接控制性状的实例 D. ②过程中共有64 个密码子与氨基酸对应 【解析】①是转录过程，产物是RNA，所需原料是核糖核苷酸；②是翻译过 程，不需要RNA 聚合酶；翻译过程中对应氨基酸的密码子有61 种，3 种终 止密码子不对应氨基酸。 【答案】C 高中生物 必修2 第4章 基因的表达 谢 谢！ 高中生物 必修2 第4章 基因的表达 基因 酶或激素 结构蛋白 细胞代谢 细胞结构 生物性状 生物性状 高中生物 必修2 第4章 基因的表达 逆转录 科学家们同时还发现，在环境适宜的夏季只有RNA的烟草花叶病病毒到了 环境严酷的冬季，它们体内又具有DNA了。显然，这些DNA是以RNA为模 板合成的。 以RNA为模板合成DNA的过程叫“逆转录”，这需要逆转录酶来催化它。 ┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯ ＡＵＧＧＵＵＵＧＣＣＧＧＡＡＡＡＵＧ ＴＡＣＣＡＡＡＣＧＧＣＣＴＴＴＴＡＣ ┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷ 以RNA为模板合成的DNA单链 高中生物 必修2 第4章 基因的表达 逆转录 科学家们同时还发现，在环境适宜的夏季只有RNA的烟草花叶病病毒 到了环境严酷的冬季，它们体内又有DNA了。显然，这些DNA是以 RNA为模板合成的以RNA为模板合成DNA的过程叫“逆转录”，这需 要逆转录酶来催化它。┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯ ＡＵＧＧＵＵＵＧＣＣＧＧＡＡＡＡＵＧ ＴＡＣＣＡＡＡＣＧＧＣＣＴＴＴＴＡＣ ┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷ 高中生物 必修2 第4章 基因的表达 逆转录 科学家们同时还发现，在环境适宜的夏季只有RNA的烟草花叶病病毒到 了环境严酷的冬季，它们体内又有DNA了。显然，这些DNA是以RNA为 模板合成的以RNA为模板合成DNA的过程叫“逆转录”，这需要逆转录 酶来催化它。 ┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯ ＴＡＣＣＡＡＡＣＧＧＣＣＴＴＴＴＡＣ ┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷ ＡＴＧＧＴＴＴＧＣＣＧＧＡＡＡＡＴＧ DNA双螺旋 高中生物 必修2 第4章 基因的表达 逆转录 ＴＡＣＣＡＡＡＣＧＧＣＣＴＴＴＴＡＣ ┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷ ┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯ ＡＴＧＧＴＴＴＧＣＣＧＧＡＡＡＡＴＧ 通过DNA复制，繁殖出大量DNA型病毒。 ＴＡＣＣＡＡＡＣＧＧＣＣＴＴＴＴＡＣ ┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷ ┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯ ＡＴＧＧＴＴＴＧＣＣＧＧＡＡＡＡＴＧ 高中生物 必修2 第4章 基因的表达 RNA复制 ＡＵＧＧＵＵＵＧＣＣＧＧＡＡＡＡＵＧ ＵＡＣＣＡＡＡＣＧＧＣＣＵＵＵＵＡＣ ┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷ ┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯ ＡＵＧＧＵＵＵＧＣＣＧＧＡＡＡＡＵＧ ┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯ ＵＡＣＣＡＡＡＣＧＧＣＣＵＵＵＵＡＣ ┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷ 高中生物 必修2 第4章 基因的表达 RNA复制 ＵＡＣＣＡＡＡＣＧＧＣＣＵＵＵＵＡＣ ┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷ ＡＵＧＧＴＴＴＧＣＣＧＧＡＡＡＡＴＧ ┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯ ＡＵＧＧＵＵＵＧＣＣＧＧＡＡＡＡＵＧ ┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯ ＵＡＣＣＡＡＡＣＧＧＣＣＵＵＵＵＡＣ ┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷ 通过RNA复制，繁殖出大量的RNA型病毒！