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1、同一株水毛茛，裸露在空气中的叶和浸在水中的叶，表现出了两种不同的形态。讨论：1、这两种叶形有什么区别？2、这两种形态的叶，其细胞的基因组成一样吗？,1. 水中的叶比空气中的叶要狭小细长一些2.一样,思考：为什么叶片细胞的基因组成相同，而叶片却表现出明显不同的形态呢？,学习目标：1.解释中心法则；2.举例说明基因、蛋白质与性状的关系3.自主学习，合作探究，学会运用流程图分析问题、解决问题,第二节 基因对性状的控制,(一）、中心法则的提出1.提出者：克里克2.内容：遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的自我复制；也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。3.意义：揭示了
2、遗传信息的流动方向,一、中心法则的提出及其发展,克里克提出的中心法则适用于所有的生物吗？,资料分析,1、1965年，科学家在RNA病毒里发现了一种RNA复制酶，像DNA复制酶能对DNA进行复制一样，RNA复制酶能对RNA进行复制,2、1970年，科学家在致癌的RNA病毒中发现逆转录酶，它能以RNA为模板合成DNA。,3、1982年，科学家发现疯牛病是由一种结构异常的蛋白质在脑细胞内大量增殖引起的。这种因错误折叠而形成的结构异常的蛋白质，可能促使与其具有相同氨基酸序列的蛋白质发生同样的折叠错误，从而导致大量结构异常的蛋白质形成。,尝试对中心法则补充完善,（二）、补充修正的中心法则,DNA,转录,
3、复制,蛋白质,翻译,RNA复制,RNA,1、表达式,2含义：包括五个方面，而且都表现出碱基互补配对原则。,DNA的复制；遗传信息从 DNA传递给信使 RNA的转录；在逆转录酶的作用下，以 RNA为模板合成DNA；以 RNA为模板复制 RNA(如某些只有 RNA的病毒)；以 RNA为模板翻译成蛋白质，体现生物性状,中心法则几个过程的比较,两,CG,GC,核糖核苷酸,mRNA,RNA,A、U、G、C,AT,UA,(2)以RNA为遗传物质的生物遗传信息传递,注意：RNA的复制()和逆转录()不共存,(1)以DNA为遗传物质的生物遗传信息传递,例：烟草花叶病毒（大多数RNA病毒）,例：HIV病毒、（某
4、些致癌病毒）,3.适用范围,例1 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,下列说法不正确的是()图4-2-1A.a、b、c、d所表示的四个过程依次分别是DNA的复制、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dC.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,答案 C,例2 寨卡病毒为单股正链RNA病毒,用(+)RNA表示,如图表示寨卡病毒的增殖和表达过程。下列相关说法错误的是()A.寨卡病毒属于RNA病毒,其内含有逆转录酶B.寨
5、卡病毒RNA复制时需要的酶在宿主细胞内合成C.寨卡病毒RNA可直接作为翻译的模板D.寨卡病毒RNA复制时遵循碱基互补配对原则,答案 A,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,淀粉分支酶不能正常合成,蔗糖不合成为淀粉，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）,编码淀粉分支酶的基因正常,淀粉分支酶正常合成,蔗糖合成为淀粉，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）,例1、豌豆的圆粒和皱粒,二、基因、蛋白质与性状的关系,白化病：白化病是一种较常见的皮肤及其附属器官黑色素缺乏所引起的疾病。这类病人通常是全身皮肤、毛发、眼睛缺乏黑
6、色素，表现出怕光等行为。人类的肤色就是由黑色素的含量多少决定的,控制酪氨酸酶的基因_,酪氨酸酶_合成,酪氨酸_转化为黑色素,缺乏黑色素表现为_,异常,不能正常,不能正常,白化病,实例2,结论：基因是通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物体的性状。,间接控制,CFTR基因缺失了3个碱基,例3：囊性纤维病,编码血红蛋白的 基因中一个碱基变化,血红蛋白的结构发生变化,红细胞成镰刀型,容易破裂，患溶血性贫血,实例4,正常基因编码合成的红细胞结构正常呈圆饼状,异常基因编码合成的红细胞结构异常呈镰刀型,从这两个例子来看，同学们认为基因是如何控制生物体的性状的？,结论：基因是通过控制蛋白质分子的结构来
7、直接控制生物体的性状的。,直接控制,基因、蛋白质与性状的关系:,小结: 生物的形态、结构和生理等方面的性状主要是由_体现的，蛋白质的合成又受_ _的控制。所以生物的性状是由_控制的。,请画出三者的概念图,基因,二、基因、蛋白质与性状的关系,酶的合成,蛋白质结构,生物性状,基因,间接控制,直接控制,蛋白质,基因,例3 图示为细胞膜上神经递质受体基因的复制与表达等过程。下列相关分析不正确的是()A.过程需要模板、原料、酶和能量四个条件B.为方便起见,获得该基因mRNA的最佳材料是口腔上皮细胞C.图中过程一定发生碱基互补配对D.人的囊性纤维病体现了基因可通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状,答案
8、 B,例4 下列关于基因、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,答案 A,解析 表现型=基因型+环境条件,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;也可通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。,基因与性状并不是都是一一对应的简单的线性关系：一种性状可由多个基因控制（多因一效）一种基因也可能影响多个性状（一因多效）性状还受环境因素的影响。,三、多基因控制某些
9、性状,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。,细胞质遗传_孟德尔的遗传规律，后代只表现出_的性状，称母系遗传,_和_中的DNA中的基因都称为细胞质基因,线粒体DNA的缺陷与数十种人类的遗传病有关，这些疾病多与脑部和肌肉有关，如：,线粒体脑肌病：乳酸中毒，中风样发作综合症，母系遗传病。表现为身材矮小、多毛、头痛、肌无力、运动诱发呕吐、癫痫发作、再发性脑损伤，并引起偏瘫、偏语。,线粒体肌病、肥厚性心肌病：母系遗传或非遗传性，表现为骨骼肌异常及心肌病变。,这些疾病有什么特点？为什么？,受精过程中，受精卵的细胞质主要是来自母本的卵细胞,线粒体,叶绿体
10、,不符合,母本,四、细胞质基因,细胞质遗传的特点：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。,细胞质遗传系谱实例,例5 下列有关细胞质基因的说法中,不正确的是()A.细胞质基因存在于所有的细胞器中B.细胞质基因存在于线粒体和叶绿体中C.细胞质基因能进行半自主自我复制D.细胞质基因控制的遗传病只能通过母亲传递给下一代,答案 A,解析 考查细胞质基因的分布及遗传特点。真核生物的细胞质基因只存在于线粒体和叶绿体中,可进行半自主自我复制,遗传方式为细胞质遗传。,技能训练,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47d的长翅果蝇幼虫放在3537的
11、环境中处理624h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。（环境是如何影响基因的对性状的控制的）,环境(如温度和pH)通过影响酶的活性，来影响基因对性状的控制。,性状=基因+外界环境,15.已知果蝇的长翅与残翅是一对相对性状,且长翅(V)对残翅(v)为显性,但遗传学家在不同温度下培养长翅果蝇幼虫,得到不同的结果,如下表。请结合所学知识回答问题:,(1)请针对出现残翅果蝇的原因提出假说,并进行解释。 。 (2)这个实验说明基因与性状是怎样的关系? 。 (3)果蝇B的残翅性状能否遗传?。 原因是 。 (4)人们将果
12、蝇B的残翅性状称为表型模拟,若现有一只残翅果蝇,如何判断它是否为表型模拟?请设计鉴定方案。方法步骤: 。 结果分析:,(1)翅型的表现受环境因素的影响。翅的发育需要酶的参与,而酶是在基因指导下合成的,酶的活性受温度、pH等条件的影响(2)基因控制生物体的性状,而性状的表现同时还受环境的影响(3)不能遗传这种残翅性状是由环境条件改变而引起的,其遗传物质(或基因型)并没有发生改变(4)a.让这只残翅果蝇与在25 条件下发育成的异性残翅果蝇(基因型为vv)交配;b.使其后代在25 条件下发育a.若后代均为残翅果蝇,则该果蝇为残翅纯合子(基因型为vv);b.若后代有长翅果蝇出现,则说明该果蝇为表型模拟
13、,外界环境,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、基因的分布,生物性状是由一个或多个基因控制的,细胞核和细胞质基因,DNA,转录,复制,逆转录,RNA,蛋白质,翻译,RNA复制,基因,酶的合成,蛋白质结构,细胞代谢,生物性状,生物性状,性状,基因,1.图示是四种遗传信息的流动过程,对应的叙述不正确的是()A.甲可表示胰岛细胞中胰岛素合成过程中的遗传信息的传递方向B.乙可表示DNA病毒(如噬菌体)在宿主细胞内繁殖时的遗传信息传递方向C.丙可表示逆转录病毒在宿主细胞内繁殖时的遗传信息传递方向D.丁可表示RNA病毒(如烟草花叶病毒)在宿主细胞内繁殖过
14、程中的遗传信息传递方向,当堂自测,答案 A,2.HIV的RNA在逆转录酶的作用下,能在宿主细胞内逆转录合成DNA,下列叙述正确的是()感染了HIV的细胞中,有逆转录合成的DNA感染了HIV的细胞中,有病毒的RNA合成逆转录形成的DNA被转录,翻译为病毒的蛋白质A. B.C. D.,答案 D,解析 HIV是一种逆转录病毒,因此感染了HIV的细胞中,有逆转录合成的DNA;HIV在寄主细胞中,先通过逆转录合成病毒DNA,然后以DNA为模板合成病毒的RNA;逆转录形成的DNA被转录成RNA,再以RNA为模板翻译为病毒的蛋白质。,当堂自测,8.果蝇的长翅和残翅是一对相对性状,且长翅对残翅为显性。用一定高
15、温处理残翅的幼虫,其发育为成虫后,翅膀表现为长翅。下列解释错误的是(A)A.控制翅膀的基因在幼虫阶段就已经开始表达B.高温下相关蛋白质失去活性C.这种长翅个体的基因型可能已经变为杂合子D.表现型是基因与环境条件共同作用的结果,3.下列有关基因型、性状和环境的叙述,错误的是()A.“牝鸡司晨”现象表明性别受遗传物质和环境因素的共同影响B.患红绿色盲夫妇生的孩子均为色盲,说明该性状是由遗传因素决定的C.长翅果蝇的幼虫在35 下培养,长大后都表现为残翅,可能与温度影响酶活性有关D.基因型相同的个体表现型都相同,表现型相同的个体基因型可能不同,答案 D,当堂自测,12.Q噬菌体的遗传物质(Q RNA)
16、是一条单链RNA,当噬菌体侵染大肠杆菌后,Q RNA立即作为模板翻译出成熟蛋白、外壳蛋白和RNA复制酶(如图L4-2-5所示),然后利用该复制酶复制Q RNA。下列叙述正确的是(B),A.Q RNA的复制需经历一个逆转录的过程B.Q RNA的复制需经历形成双链RNA的过程C.一条Q RNA模板只能翻译出一条肽链D.Q RNA复制后,复制酶基因才能进行表达,14.图L4-2-7为一组模拟实验,假设实验能正常进行且五支试管中都有产物生成。请据图回答下列问题:,(1)A、D试管中的产物是,但A试管模拟的是过程,D试管模拟的是过程。 (2)B、C试管中的产物是,但B试管模拟的是过程,C试管模拟的是过程
17、。 (3)假如B试管中加入的DNA含有306个碱基,那么产物最多含有个碱基,最多有个密码子。 (4)E试管模拟的是过程,在细胞中进行的场所是,图中的原料为,工具是,产物是。,(1)DNADNA复制逆转录(2)RNA转录RNA复制(3)15351(4)翻译核糖体氨基酸转运RNA多肽(或蛋白质),8.某蛋白质由两条多肽链组成,共含42个氨基酸,若氨基酸的平均相对分子质量为110,则形成该蛋白质时脱掉的水分子数、该蛋白质的相对分子质量及编码该蛋白质的mRNA的碱基数至少是(C)A.41、3882、512B.41、3882、126C.40、3900、126D.40、3900、129,11.如图L4-1
18、-2为某细菌mRNA与对应的翻译产物示意图,相关叙述错误的是(B),A.一分子mRNA有一个游离磷酸基团,其他磷酸基团均与两个核糖相连B.mRNA上的AUG是翻译的起始密码子,它是由基因中的启动子转录形成的C.一个mRNA有多个起始密码子,所以一个mRNA可翻译成多种蛋白质D.在该mRNA合成的过程中,核糖体就可以与之结合并开始翻译过程,12.图L4-1-3是真核细胞染色体上基因的表达过程示意图。有关叙述正确的是(B),A.基因的转录需要DNA聚合酶、RNA聚合酶参与B.“拼接”时在核糖和磷酸之间形成化学键C.翻译过程中,tRNA和运载的氨基酸依据碱基互补配对结合D.成熟mRNA中的碱基数与多
19、肽链中的氨基酸数之比为31,13.图L4-1-4为原核细胞中转录、翻译的示意图。据图判断,有利于提高该过程效率的是(B),转录尚未结束,翻译已经开始多个核糖体上共同完成一条多肽的合成多条多肽链可以同时进行合成有些氨基酸具有多个密码子A. B.C. D.,14.长链非编码RNA( lncRNA)是长度大于200个碱基,具有多种调控功能的一类RNA分子。如图L4-1-5表示细胞中lncRNA的产生及发挥调控功能的几种方式,请回答下列问题:(1)细胞核内各种RNA的合成都以四种核糖核苷酸为原料,催化该反应的酶是RNA聚合酶 。,(2)转录产生的RNA中,提供信息指导氨基酸分子合成多肽链的是mRNA(
20、信使RNA),此过程中还需要的RNA有tRNA和rRNA(3)lncRNA前体加工成熟后,有的与核内染色质(图示)中的DNA结合,有的能穿过核孔(图示) 与细胞质中的蛋白质或RNA分子结合,发挥相应的调控作用。 (4)研究发现,人体感染细菌时,造血干细胞核内产生的一种lncRNA,通过与相应DNA片段结合,调控造血干细胞的分化。,15.当某些基因转录形成的mRNA分子难与模板链分离时,会形成RNADNA杂交体,这时非模板链、RNADNA杂交体共同构成R环结构。研究表明R环结构会影响DNA复制、转录和基因的稳定性等。如图L4-1-6是原核细胞DNA复制及转录相关过程的示意图。分析回答下列问题:,
21、图L4-1-6(1)酶C是。与酶A相比,酶C除能催化核苷酸之间形成磷酸二酯键外,还能催化断裂。 (2)R环结构通常出现在DNA非转录模板链上含较多碱基G的片段,R环中含有碱基G的核苷酸有,富含G的片段容易形成R环的原因是。对这些基因而言,R环是否出现可作为的判断依据。 (3)研究发现,原核细胞DNA复制速率和转录速率相差很大。当DNA复制和基因转录同向而行时,如果转录形成R环,则DNA复制会被迫停止,这是由于。R环的形成会降低DNA的稳定性,如非模板链上胞嘧啶转化为尿嘧啶,经次DNA复制后开始产生碱基对CG替换为的突变基因。,15.(1)RNA聚合酶氢键(2)鸟嘌呤脱氧核苷酸和鸟嘌呤核糖核苷酸模板链与mRNA之间形成的氢键比例高,mRNA不易脱离模板链基因是否转录(或表达),(3)R环阻碍解旋酶(酶B)的移动2AT,
