第2节基因对性状的控制 [学习导航]1.结合“中心法则的提出及其发展”,归纳并理解中心法则。2.阅读教材“基 因、蛋白质与性状的关系”,概述基因控制生物体性状的两种方式,进一步理解基因、蛋白 质与性状的关系 [重难点击]1.中心法则的内容。2.基因控制生物体性状的两种方式 课堂导入 豌豆的圆粒与皱粒 番茄的红果与黄果 兔的白毛与黑毛 鸡的玫瑰冠与单冠 主物体的这些性状都是由蛋白质体现的,前面我们已经学习了基因指导蛋白质的合成,那么 基因和性状之间又存在怎样的关系呢?这一节我们一起来学习基因对性状的控制,首先我们 看一下克里克提出的中心法则。 【解决学生疑难点 中心法则的提出及其发展 1基础梳理 实基础突破要点 克里克提出的中心法则 ①(DNA-2→RNA蛋白质 过程 名称 遗传信息的流向 ① DNA复制 DNA A 转录 DNA→RNA RNA→蛋白质 2.中心法则的发展 阅读教材P“资料分析” (1)材料1说明遗传信息还可以从RNA流向RNA (2)材料2说明遗传信息还可以从RMA流向DNA。 (3)材料3说明遗传信息还可能从蛋白质流向蛋白质
1 第 2 节 基因对性状的控制 [学习导航] 1.结合“中心法则的提出及其发展”，归纳并理解中心法则。2.阅读教材“基 因、蛋白质与性状的关系”，概述基因控制生物体性状的两种方式，进一步理解基因、蛋白 质与性状的关系。 [重难点击] 1.中心法则的内容。2.基因控制生物体性状的两种方式。 生物体的这些性状都是由蛋白质体现的，前面我们已经学习了基因指导蛋白质的合成，那么 基因和性状之间又存在怎样的关系呢？这一节我们一起来学习基因对性状的控制，首先我们 看一下克里克提出的中心法则。 解决学生疑难点 _______________________________________________________________ 一、中心法则的提出及其发展 1．克里克提出的中心法则 过程 名称 遗传信息的流向 ① DNA 复制 DNA→DNA ② 转录 DNA→RNA ③ 翻译 RNA→蛋白质 2.中心法则的发展 阅读教材 P69“资料分析”： (1)材料 1 说明遗传信息还可以从 RNA 流向 RNA。 (2)材料 2 说明遗传信息还可以从 RNA 流向 DNA。 (3)材料 3 说明遗传信息还可能从蛋白质流向蛋白质
2问题探究理 解升华重难透析 中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。观察下图分析: RNA_→蛋白质 1.①②③④⑤所表示的过程依次是什么 答案DNA复制、转录、翻译、逆转录、RNA的复制 2.在真核生物细胞中,过程①发生的场所和过程②的原料分别是什么? 答案过程①发生的场所有细胞核、线粒体、叶绿体:过程②的原料是4种核糖核苷酸。 3.正常的细胞中能发生哪些过程? 答案①②③。 4.需要tRM和核糖体同时参与的过程是③;需要逆转录酶参与的过程是④。 知识整合在中心法则中,DNA的复制、转录和翻译存在于细胞生物中,RNA的复制、逆转录 只在某些以RNA为遗传物质的病毒增殖过程中出现。 31拓展应用析题型提炼方法 1.下图为中心法则部分遗传信息的流动方向示意图,下列有关说法正确 RNA 蛋白质 A.过程1、2一般发生在RNA病毒体内 B.过程1、3、5一般发生于肿瘤病毒的体内 C.过程2、3、4发生于具细胞结构的生物体内 D.过程1~5不可能同时发生于同一个细胞内 答案C 解析1为逆转录过程,只能在病毒侵入宿主细胞后发生,该生理过程不会发生于病毒体内, A、B项错误;肿瘤病毒侵入宿主细胞后,在宿主细胞内増殖,需进行逆转录、合成病毒RNA、 指导合成其蛋白质外壳等生理过程,因此1~5能同时发生于宿主细胞内,D项错误。 2.结合图表分析,下列有关说法正确的是() ②;④ →蛋白质
2 中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。观察下图分析： 1．①②③④⑤所表示的过程依次是什么？ 答案 DNA 复制、转录、翻译、逆转录、RNA 的复制。 2．在真核生物细胞中，过程①发生的场所和过程②的原料分别是什么？ 答案 过程①发生的场所有细胞核、线粒体、叶绿体；过程②的原料是 4 种核糖核苷酸。 3．正常的细胞中能发生哪些过程？ 答案 ①②③。 4．需要 tRNA 和核糖体同时参与的过程是③；需要逆转录酶参与的过程是④。 知识整合 在中心法则中，DNA 的复制、转录和翻译存在于细胞生物中，RNA 的复制、逆转录 只在某些以 RNA 为遗传物质的病毒增殖过程中出现。 1．下图为中心法则部分遗传信息的流动方向示意图，下列有关说法正确的是( ) A．过程 1、2 一般发生在 RNA 病毒体内 B．过程 1、3、5 一般发生于肿瘤病毒的体内 C．过程 2、3、4 发生于具细胞结构的生物体内 D．过程 1～5 不可能同时发生于同一个细胞内 答案 C 解析 1 为逆转录过程，只能在病毒侵入宿主细胞后发生，该生理过程不会发生于病毒体内， A、B 项错误；肿瘤病毒侵入宿主细胞后，在宿主细胞内增殖，需进行逆转录、合成病毒 RNA、 指导合成其蛋白质外壳等生理过程，因此 1～5 能同时发生于宿主细胞内，D 项错误。 2．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解旋酶(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.①~⑤可发生在人体健康细胞中 B.青霉素和利福平能抑制DNA的复制 C.结核杆菌的④和⑤都发生在细胞质中 D.环丙沙星和红霉素分别抑制细菌的①和③ 答案D 解析①为DMA复制,②为转录,③为翻译,④为RNM复制,⑤为逆转录。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DM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RM复 制。④和⑤只有RNA病毒才能进行 3.在其他条件具备的情况下,在试管中加入物质X和物质Z,可得到相应产物Y。下列叙述 正确的是() A.若X是DNA,Y是RNA,则Z是逆转录酶 B.若X是DNA,Y是mRNA,则Z是脱氧核苷酸 C.若X是RNA,Y是DNA,则Z是限制酶 D.若X是mRNA,Y是在核糖体上合成的大分子,则Z是氨基酸 答案D 解析若X是DNA,Y是RNA,则Z是RNA聚合酶,A错误;若X是DNA,Y是mRNA,则Z是 核糖核苷酸,B错误:若Ⅹ是RNA,Y是DNA,则Z是逆转录酶,C错误:若X是mRNA,Y是 在核糖体上合成的大分子,即蛋白质,则Z是氨基酸,D正确。 方法链接】“三看法”判断中心法则各过程
3 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 解旋酶(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.①～⑤可发生在人体健康细胞中 B．青霉素和利福平能抑制 DNA 的复制 C．结核杆菌的④和⑤都发生在细胞质中 D．环丙沙星和红霉素分别抑制细菌的①和③ 答案 D 解析 ①为 DNA 复制，②为转录，③为翻译，④为 RNA 复制，⑤为逆转录。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。④和⑤只有 RNA 病毒才能进行。 3．在其他条件具备的情况下，在试管中加入物质 X 和物质 Z，可得到相应产物 Y。下列叙述 正确的是( ) A．若 X 是 DNA，Y 是 RNA，则 Z 是逆转录酶 B．若 X 是 DNA，Y 是 mRNA，则 Z 是脱氧核苷酸 C．若 X 是 RNA，Y 是 DNA，则 Z 是限制酶 D．若 X 是 mRNA，Y 是在核糖体上合成的大分子，则 Z 是氨基酸 答案 D 解析 若 X 是 DNA，Y 是 RNA，则 Z 是 RNA 聚合酶，A 错误；若 X 是 DNA，Y 是 mRNA，则 Z 是 核糖核苷酸，B 错误；若 X 是 RNA，Y 是 DNA，则 Z 是逆转录酶，C 错误；若 X 是 mRNA，Y 是 在核糖体上合成的大分子，即蛋白质，则 Z 是氨基酸，D 正确。 方法链接 “三看法”判断中心法则各过程
看”模板 二看”原料 三看”产物生理过程 脱氧核苷酸 DNA DNA复制 DNA 核糖核苷酸 RNA 转录 脱氧核苷酸 DNA 逆转录 核糖核苷酸 RNA RNA复制 蛋白质 氨基酸 翻译 (或多肽) 基因、蛋白质与性状的关系 1基础梳理实基础突破要点 1.基因控制性状的途径 (1)间接途径 ①途径:基因控制酯的合成控制细胞代谢控制生物体的性状。 ②举例:人白化病的形成 控制酪氨酸醃的基因异常→不能合成酪氨酸醢→酪氨酸不能转变为黑色素→表现出白化症状。 (2)直接途径 ①途径:基因控制蛋白质结构控制生物体的性状 ②举例:囊性纤维病 编码CFTR蛋白(跨膜蛋白)的基因缺失了3个碱基→CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸→CFTR 蛋白结构与功能异常→支气管中黏液增多,管腔受阻,细菌在肺部大量繁殖 2.基因与性状间的对应关系 (1)生物体的绝大多数性状受单个基因控制。 (2)生物体的有些性状是由多个基因决定的,如人的身高。 (3)生物体的性状还受环境条件的影响,是生物的基因和环境条件共同作用的结果。 2问题探究 理解升华重难透析 牵牛花的颜色主要是由花青素决定的,如图为花青素的合成与颜色变化途径示意图: 基因① 红色 辅酶…… 花青素 蓝色
4 “一看”模板 “二看”原料 “三看”产物 生理过程 DNA 脱氧核苷酸 DNA DNA 复制 核糖核苷酸 RNA 转录 RNA 脱氧核苷酸 DNA 逆转录 核糖核苷酸 RNA RNA 复制 氨基酸 蛋白质 (或多肽) 翻译 二、基因、蛋白质与性状的关系 1．基因控制性状的途径 (1)间接途径 ①途径：基因――→ 控制 酶的合成――→ 控制 细胞代谢――→ 控制 生物体的性状。 ②举例：人白化病的形成。 控制酪氨酸酶的基因异常→不能合成酪氨酸酶→酪氨酸不能转变为黑色素→表现出白化症状。 (2)直接途径 ①途径：基因――→ 控制 蛋白质结构――→ 控制 生物体的性状。 ②举例：囊性纤维病。 编码CFTR蛋白(跨膜蛋白)的基因缺失了3个碱基→CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸→CFTR 蛋白结构与功能异常→支气管中黏液增多，管腔受阻，细菌在肺部大量繁殖。 2．基因与性状间的对应关系 (1)生物体的绝大多数性状受单个基因控制。 (2)生物体的有些性状是由多个基因决定的，如人的身高。 (3)生物体的性状还受环境条件的影响，是生物的基因和环境条件共同作用的结果。 牵牛花的颜色主要是由花青素决定的，如图为花青素的合成与颜色变化途径示意图：
1.图中反映了基因控制生物体性状的哪条途径?除此之外,另一条途径是什么? 答案图中反映出基因可以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;另 条途径是基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。 2.牵牛花的颜色是只有一对基因控制的吗? 答案不是。花的颜色由多对基因共同控制。 3.牵牛花的颜色还与细胞中的pH有关,这说明什么? 答案生物体的性状也受环境影响。 4.牵牛花的叶肉细胞中是否也含有基因①②③?也能全部表达吗? 答案牵牛花的叶肉细胞中也含有基因①②③,但是由于细胞分化,基因的选择性表达, 个基因不一定能够表达 知识整合牵牛花的颜色由多对基因控制的多个酶控制合成,体现了基因可以通过控制酶的 合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状:花的颜色与细胞中的pH有关,说明环境也会 影响表现型;叶肉细胞中也含有基因①②③,但是不一定表达 3拓展应用 剖析题型提炼方法 4.下图为人体内基因对性状的控制过程,分析可知( 黑色素 ①RNA,2酪氨酸酶③ 基因2①,RNA② 血红蛋白、氨酸 正常红细胞 镰刀型红细胞 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①过程需RNA聚合酶的催化,②过程不需tRNA的协助 C.④⑤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①②③表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 答案D 解析基因1和基因2在人体的所有细胞中都同时存在,A错误;①是转录,需要RNA聚合 酶,②是翻译,需要tRNA携带氨基酸,B错误:④⑤过程的结果存在差异的根本原因是基因 不同,C错误:过程①②③表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,D正确 5.下面关于基因、蛋白质、性状之间关系的叙述中,错误的是() A.生物体的一切性状完全由基因控制,与环境因素无关 B.基因可通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状 C.基因可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 D.基因的遗传信息可通过转录和翻译传递到蛋白质得以表达 5
5 1．图中反映了基因控制生物体性状的哪条途径？除此之外，另一条途径是什么？ 答案 图中反映出基因可以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；另 一条途径是基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。 2．牵牛花的颜色是只有一对基因控制的吗？ 答案 不是。花的颜色由多对基因共同控制。 3．牵牛花的颜色还与细胞中的 pH 有关，这说明什么？ 答案 生物体的性状也受环境影响。 4．牵牛花的叶肉细胞中是否也含有基因①②③？也能全部表达吗？ 答案 牵牛花的叶肉细胞中也含有基因①②③，但是由于细胞分化，基因的选择性表达，这 3 个基因不一定能够表达。 知识整合 牵牛花的颜色由多对基因控制的多个酶控制合成，体现了基因可以通过控制酶的 合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状；花的颜色与细胞中的 pH 有关，说明环境也会 影响表现型；叶肉细胞中也含有基因①②③，但是不一定表达。 4．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①过程需 RNA 聚合酶的催化，②过程不需 tRNA 的协助 C．④⑤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①②③表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 答案 D 解析 基因 1 和基因 2 在人体的所有细胞中都同时存在，A 错误；①是转录，需要 RNA 聚合 酶，②是翻译，需要 tRNA 携带氨基酸，B 错误；④⑤过程的结果存在差异的根本原因是基因 不同，C 错误；过程①②③表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，D 正确。 5．下面关于基因、蛋白质、性状之间关系的叙述中，错误的是( ) A．生物体的一切性状完全由基因控制，与环境因素无关 B．基因可通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状 C．基因可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 D．基因的遗传信息可通过转录和翻译传递到蛋白质得以表达