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1、第2 2节 基因对性状的控制 1.说出中心法则的发展过程。 2.解释中心法则。 3.举例说明中心法则内容在不同类型生物和细胞中的区别。 4.举例说明基因与性状的关系。 一二 一、中心法则的提出及发展 1.1957年,克里克提出中心法则: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。 2.中心法则的发展:科学家在某种RNA病毒里发现一种RNA复制 酶,RNA复制酶能对RNA进行复制;在致癌的RNA病毒中发现逆转 录酶,它能以RNA为模板合成DNA。1982年,科学家发现一种结构 异常的蛋白质可在脑细胞内大量“增殖”引起疾
2、病。 一二 3.中心法则的图解 一二 HIV的遗传物质是两条单链RNA,其遗传信息的传递过程是怎样 的? 一二 二、基因、蛋白质和性状的关系 1.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。 2.基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。 3.基因与性状的关系并不都是简单的线性关系,有些性状可能是 由多个基因决定的,而且性状也与环境有关。 一二 一、对中心法则的理解与分析 1.不同生物遗传信息的传递 (1)以DNA为遗传物质的生物 主要包括细胞生物(原核生物、真菌、动植物和人类)以及大多 数病毒,它们的遗传信息传递过程如下: 一二 (2)以RNA为遗传物质的生物 不含逆
3、转录酶的RNA病毒,如烟草花叶病毒,它们的遗传信息 传递过程如下: 含逆转录酶的RNA病毒,如人类免疫缺陷病毒,它们的遗传信 息传递过程如下: 2.中心法则体现了DNA的两大基本功能 (1)传递遗传信息:是通过DNA复制完成的,发生于亲代产生子代 的生殖过程中或细胞增殖过程中。 (2)表达遗传信息:是通过转录和翻译完成的,发生在个体发育过 程中。 一二 3.中心法则与基因表达的关系 一二 二、基因与生物性状之间的关系 1.基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能单位。基因对 性状的控制是通过控制蛋白质的合成过程来进行的。 2.等位基因和性状的关系 一二 3.生物体的有些性状是受单基因控制的,而
4、有些性状是由多个基 因决定的(如人的身高)。另外,环境也影响生物的性状。生物的性 状是基因与环境共同作用的结果。 题型一题型二 题型一 基因对性状的控制方式 【例1】 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体细胞中 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 题型一题型二 解析:同一个体的体细胞内所含基因一般都相同,因为体细胞都 是由受精卵经有丝分裂产生的;过程的结果存在差异的根本原 因是遗传信息不同,直接原因是
5、血红蛋白结构不同;过程表 明基因能通过控制酶的合成控制生物体的代谢,进而控制生物体的 性状,但不能说明控制的是所有性状。 答案:B 反思领悟基因控制生物的性状有两种途径:一是通过控制酶的合 成从而控制代谢过程,进而控制生物性状;二是基因通过控制蛋白 质的结构直接控制生物性状。基因的表达还受环境影响,生物的性 状是基因与环境相互作用的结果。 题型一题型二 题型二 中心法则 【例2】 下图表示生物体内遗传信息的传递和表达过程,下列叙 述错误的是( ) A.过程分别需要解旋酶和DNA聚合酶、RNA聚合酶、逆 转录酶 B.过程均可在线粒体、叶绿体中进行;过程发生在某些病 毒内 C.把DNA放在含15N
6、的培养液中进行过程,子代含15N 的DNA 占100% D.均遵循碱基互补配对原则,但碱基配对的方式不同 题型一题型二 解析: 分别指DNA复制、转录、翻译和逆转录过 程,分别需要解旋酶和DNA聚合酶、RNA聚合酶、逆转录 酶;逆转录是某些RNA病毒在宿主细胞内进行的过程,不发生在 病毒体内;DNA分子复制的方式为半保留复制,将DNA放在含15N的 培养液中培养,子代DNA全部含有15N;中均有碱基互补配对 行为,是DNADNA,是DNARNA,是RNA蛋白质,因此 碱基配对的方式不同。 答案:B 反思领悟细胞生物和DNA病毒遗传信息的传递和表达包括DNA 的复制、转录和翻译;不能进行逆转录的
7、RNA病毒遗传信息的传递 和表达包括RNA的复制和翻译;能进行逆转录的RNA病毒遗传信 息的传递和表达包括逆转录、转录和翻译,但是病毒遗传信息的传 递和表达都是在宿主细胞内依赖宿主细胞内的原料、场所、能量 和酶系统完成的。 探究方法能力展示 根据中心法则进行实验产物的分析 模板是DNA,原料是脱氧核苷酸,产物一定是DNA,生理过程是 DNA复制;模板是DNA,原料是核糖核苷酸,产物一定是RNA,生 理过程是DNA的转录;模板是RNA,原料是核糖核苷酸,产物一定 是RNA,生理过程是RNA的自我复制;模板是RNA,原料是脱氧核 苷酸,产物一定是DNA,生理过程是逆转录,需要逆转录酶;模板是 mR
8、NA,原料是氨基酸,产物一定是蛋白质(多肽),生理过程是翻译, 还需要tRNA、ATP等其他条件。 探究方法能力展示 下图为一组模拟实验,假设实验能正常进行且A、B、C、D四支 试管中都有产物生成,请回答下面的问题。 探究方法能力展示 (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,D试管需加入的酶是 。 (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。 (3)假如B试管中加入的DNA含有306个碱基,那么产物中最多含 有 个碱基,有 个密码子。 (4)E过程为 ,在细胞中进行的场所是 , 图中的原料为 ,工具是 ,产物是 。 探究方法能力展示 解析:解答本题应从反应条件入手,按中心法则分析: 模板 原料 产物 过程 A.DNA+脱氧核苷酸DNA DNA复制 B.DNA+核糖核苷酸RNA 转录 C.RNA+核糖核苷酸RNA RNA复制 D.RNA+脱氧核苷酸DNA 逆转录 E.mRNA+氨基酸蛋白质(多肽) 翻译 答案:(1)DNA DNA复制 逆转录 逆转录酶 (2)RNA 转录 RNA复制 (3)153 51 (4)翻译 核糖体 氨基酸 tRNA 多肽(蛋白质)