2020版高中生物第四章基因的表达2基因对性状的控制课件（新人教版必修2）

第2节  基因对性状的控制  一、中心法则的提出与发展 1.提出者:_______。 2.中心法则的提出及其发展: (1)图示: 克里克 (2)根据图示,完成下表: 项目 序号 生理过程 遗传信息传递过程 最初 提出 ① ________ ____流向____ ② _____ ____流向____ ③ _____ ____流向_______ 发展 补充 ④ ________ ____流向____ ⑤ _______ ____流向____ DNA复制 DNA DNA 转录 DNA RNA 翻译 RNA 蛋白质 RNA复制 RNA RNA 逆转录 RNA DNA 【激疑】 在一种生物细胞中,是否能发生中心法则的所有过程? 试说明原因。 提示:不能,在一种生物细胞中只能发生中心法则中的 部分过程,如根尖分生区细胞中能发生DNA复制、转录 和翻译,叶肉细胞中只能发生转录和翻译。 二、基因对性状的控制 1.基因控制性状的两种途径: (1)直接途径:基因 ____________ 生物体的性状。 (2)间接途径:基因 _________ 细胞代谢 生物体的性状。 蛋白质的结构 酶的合成 2.基因对性状的控制实例(连线): 3.基因与性状的关系: 结合基因与性状的对应关系,判断下列说法的正误: (1)生物的大多数性状受核基因控制。 ( ) (2)一个基因只能控制一种性状。 ( ) √ × (3)有些性状是由多个基因决定的。 ( ) (4)基因型相同的个体表现型一定相同。 ( ) (5)表现型相同的个体基因型不一定相同。 ( ) √ × √ 【激疑】 单基因控制的性状只受一个基因的控制吗? 提示:不是,单基因控制的性状是只受一对等位基因控 制的性状。 知识点一 中心法则的内容 1.不同生物中心法则的体现: 生物种类 举例 遗传信息的传递过程 DNA病毒 T2噬菌体 RNA 病毒 不含逆 转录酶 烟草花 叶病毒 含逆转 录酶 艾滋病 病毒 生物种类 举例 遗传信息的传递过程 细胞生物 具有分裂能 力的细胞 细胞生物 高度分化 的细胞 2.中心法则与基因表达的关系: 3.中心法则五个过程的比较: 过 程 模 板 原 料 酶 碱基配 对方式 产  物 实 例 DNA的 复制 DNA的 两条链 脱氧核 苷酸 解旋酶、 DNA 聚合酶 A-T、 T-A、 G-C、 C-G DNA 以DNA作遗 传 物质的生物 转录 DNA的 一条链 核糖核 苷酸 RNA 聚合酶 A-U、 T-A、 G-C、 C-G RNA 除病毒外 几乎所有生 物 过 程 模 板 原 料 酶 碱基配 对方式 产  物 实 例 翻译 信使 RNA 20种氨 基酸 A-U、 U-A、 G-C、 C-G 多肽 除病毒外 的 细胞生物 RNA的 复制 RNA 核糖核 苷酸 RNA 复制酶 A-U、 U-A、 G-C、 C-G RNA 以RNA作遗 传 物质的生 物 RNA的 逆转录 RNA 脱氧核 苷酸 逆转录酶 A-T、 U-A、 G-C、 C-G DNA 某些RNA 病毒等 【思考·讨论】 1.人的造血干细胞中遗传信息的传递途径和遗传信息 的表达途径相同吗?(科学思维) 提示:人的造血干细胞是具有分裂能力的细胞,遗传信 息的传递途径包括DNA复制、转录和翻译,而遗传信息 的表达途径指转录和翻译,所以两者不相同。 2.现发现一种寄生在鸡红细胞中的新病毒,已知该病毒 的遗传物质是RNA,如何证明该RNA病毒是 RNA复制病毒 还是逆转录病毒(逆转录需要逆转录酶)?(科学探究) 提示:将该病毒的RNA和逆转录酶同时注入鸡红细胞中, 一段时间后检测是否有新病毒产生,若有新病毒产生, 则为逆转录病毒;若没有新病毒产生,则为RNA复制病毒。 【素养案例】 某种RNA病毒在增殖过程中,其遗传物质需要经过某种 转变后整合到真核宿主的基因组中。物质Y与脱氧核苷 酸结构相似,可抑制该病毒的增殖,但不抑制宿主细胞 的增殖,那么Y抑制该病毒增殖的机制是 (  ) 世纪金榜导学号 A.抑制该病毒RNA的转录过程 B.抑制该病毒蛋白质的翻译过程 C.抑制该RNA病毒的逆转录过程 D.抑制该病毒RNA的自我复制过程 【解题导引】 (1)抓准题眼:该病毒为RNA病毒;Y的作用是抑制病毒的 增殖,但不影响宿主细胞增殖。 (2)扫清障碍:RNA病毒的遗传物质要整合到宿主DNA上 需要经过逆转录过程,真核宿主细胞本身没有逆转录过 程。 【解析】选C。本题主要考查中心法则。RNA病毒逆转 录生成DNA,需要的原料是4种脱氧核苷酸,物质Y与脱氧 核苷酸结构相似,会混入逆转录生成的DNA中,致使逆转 录生成的DNA不能整合到真核宿主的基因组中,影响病 毒RNA及蛋白质的合成,从而抑制该病毒增殖,故只有C 项正确。 【素养·探究】——情境迁移 科学研究表明,小分子RNA可以干扰细胞中某些基因的 表达过程,从而导致基因“沉默”。2006年度诺贝尔生 理学或医学奖授予了两名美国科学家,以表彰他们发现 了这种RNA干扰现象。 (1)基因“沉默”的小分子RNA片段的基本组成单位是 什么?(生命观念) 提示:4种核糖核苷酸。 (2)基因“沉默”可能影响基因表达的哪个过程?(科学 思维) 提示:转录或翻译。 【方法规律】由中心法则判断生理过程的方法 中心法则体现了DNA复制、转录、RNA复制、逆转录、 翻译过程,下面从模板、原料、产物三个方面来分析判 断。 (1)从模板分析。 ①如果模板是DNA,生理过程可能是DNA复制或转录。 ②如果模板是RNA,生理过程可能是RNA复制或逆转录或 翻译。 (2)从原料分析。 ①如果原料为脱氧核苷酸,产物一定是DNA,生理过程可 能是DNA复制或逆转录。 ②如果原料为核糖核苷酸,产物一定是RNA,生理过程可 能是DNA转录或RNA复制。 ③如果原料为氨基酸,产物一定是蛋白质(或多肽),生 理过程是翻译。 (3)从产物分析。 ①如果产物为DNA,生理过程可能是DNA复制或逆转录。 ②如果产物为RNA,生理过程可能是RNA复制或转录。 ③如果产物为蛋白质(或多肽),生理过程是翻译。 知识点二 基因对性状的控制 1.基因控制生物性状的两种途径: 直接途径 间接途径 实质 基因通过控制蛋白质的 结构直接控制生物体的 性状 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 2.基因与生物性状的关系: (1)基因是控制生物性状的基本单位。 (2)一般一个基因只决定一种性状。 (3)有时多个基因控制、表达同一性状。 (4)有时一个基因能决定多种性状。 3.影响基因控制性状的因素: 基因能决定性状,但基因在控制性状的过程中还要受环 境的影响,如温度、射线、营养物质等,即生物性状是 由基因和环境条件共同作用的结果。 【思考·讨论】 1.野生型大肠杆菌能在基本培养基上生长。用射线照 射野生型大肠杆菌得到一突变株,该突变株在基本培养 基上培养时必须添加氨基酸甲后才能生长,该现象说明 基因是如何控制生物的性状的?(科学思维) 提示:突变株不能合成氨基酸甲,从而无法生存,氨基酸 甲不能直接受基因的控制,基因是通过控制相关酶的合 成来控制氨基酸甲的合成的,所以说明了基因是通过控 制酶的合成从而控制代谢过程进而控制生物的性状的。 2.果蝇的长翅(A)和残翅(a)是一对相对性状,纯合长翅 果蝇杂交得到的子代幼虫在35 ℃条件下培养,得到的 成虫中有残翅果蝇,试证明残翅果蝇的出现是遗传物质 (基因)发生改变造成的还是高温影响了酶的活性从而 影响了果蝇的性状。(科学探究) 提示:让这些残翅果蝇杂交,得到的子代幼虫在正常温 度条件下培养,如果发育成的成虫仍然是长翅果蝇,说 明果蝇的遗传物质没有发生变化,是高温影响了酶的活 性从而影响了果蝇的性状;如果发育成的成虫均为残翅, 则说明遗传物质发生了变化。 【素养案例】 如图表示人体内苯丙氨酸的代谢途径,据图分析不正确 的是 世纪金榜导学号(  ) A.基因1不正常而缺乏酶1可能引起苯丙酮尿症 B.由苯丙氨酸合成黑色素需要多个基因控制 C.该图说明基因可通过控制蛋白质的结构直接控制生 物性状 D.基因2突变而缺乏酶2将导致人患白化病 【解题导引】 (1)析图:黑色素的合成需要基因1和基因2控制合成的 酶。当不能转化成酪氨酸时,在基因3控制的酶的作用 下苯丙氨酸转化为苯丙酮酸。 (2)辨义:基因1发生变化时无法合成酪氨酸会患白化病, 同时苯丙氨酸转化为苯丙酮酸而患苯丙酮尿症;基因2 变化后也会患白化病。 【解析】选C。由题图可知,基因1不正常而缺乏酶1,则 苯丙氨酸只能在细胞中代谢生成苯丙酮酸,导致苯丙酮 尿症,A正确;由苯丙氨酸合成黑色素需要酶1、酶2的作 用即需要基因1、基因2的控制,B正确;题图体现了基因 通过控制酶的合成控制生物代谢进而控制生物性状,C 错误;基因2突变,导致酶2不能合成,从而不能形成黑色 素,使人患白化病,D正确。 【素养·探究】——母题追问 (1)科学思维——演绎与推理 图中基因1突变会患何种病?体现了基因与性状的何种 关系? 提示:苯丙酮尿症和白化病。体现了一个基因控制多种 性状。 (2)社会责任——关注人体健康 苯丙酮尿症患者应如何控制饮食? 提示:要进食含苯丙氨酸少的食物。 【素养·迁移】 如图所示为人体内基因对性状的控制过程,下列叙述正 确的是 (  ) A.生物体中一个基因只能决定一种性状 B.基因1和基因2的遗传一定遵循基因的自由组合定律 C.①②或⑥⑦都表示基因的表达过程,但发生在不同细 胞中 D.⑦→⑥→⑤过程说明基因可通过控制酶的合成,直接 控制生物的性状 【解析】选C。基因与性状之间并不是简单的一一对应 关系,A错误;据图无法判断基因1和基因2在染色体上的 位置,因此无法判断它们的遗传是否遵循基因的自由组 合定律,B错误;①②或⑥⑦都表示基因的表达过程,但 发生在不同的细胞中,C正确;⑦→⑥→⑤过程说明基因 可通过控制酶的合成,间接控制生物的性状,D错误。 【补偿训练】 同一株水毛茛,裸露在空气中的叶和浸在水中的叶,表 现出两种不同的形态。产生这种现象的主要原因是 (  ) A.基因重组       B.环境差异 C.基因突变  D.染色体变异 【解析】选B。同一株水毛茛,裸露在空气中的叶和浸 在水中的叶,基因型是相同的,但是由于环境不同,叶片 表现出两种不同的形态,故选B。 【课堂回眸】