高中生物 第4章 第2节 基因对性状的控制课件 新人教版必修2.ppt

第2节基因对性状的控制 基因的表达 1 某种rna病毒含有rna复制酶 在宿主细胞内能对rna进行复制 2 在致癌的rna病毒中含有逆转录酶 它能以rna为模板合成dna 3 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 4 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 如白化病 基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状 如囊性纤维病 5 基因与基因 基因与基因产物 基因与环境之间存在着复杂的相互作用 形成错综复杂的网络 精细地调控着生物体的性状 中心法则的提出及发展 1 提出者 2 内容 1 遗传信息可以从dna流向dna 即 2 遗传信息可以从dna流向rna 进而流向蛋白质 即遗传信息的 克里克 dna的自我复制 转录和翻译 知识清单 3 遗传信息不能从蛋白质传递到 也不能从蛋白质流向 3 图解 蛋白质 rna或dna 答案 4 发展 1 rna的自我复制 遗传信息 举例 致癌的rna病毒 2 rna的逆转录 遗传信息 举例 hiv病毒 致癌的rna病毒 rna rna rna dna 所有rna病毒的遗传信息传递途径都相同吗 为什么 提示 不都相同 有的rna病毒含有rna复制酶 能够进行rna复制 遗传信息由rna rna 有的含逆转录酶 可以rna为模板合成dna 遗传信息由rna dna 思想感悟 基因 蛋白质与性状的关系 1 基因对性状的间接控制 1 实质 基因通过控制 来控制 进而控制生物体的性状 2 举例 酶的合成 代谢过程 知识清单 淀粉 淀粉分支酶 淀粉分支酶 酪氨酸酶 游离蔗糖 酪氨酸酶 酪氨酸 2 基因对性状的直接控制 1 实质 基因通过控制 直接控制生物体的性状 蛋白质的结构 缺失了3个碱基 缺少苯丙氨酸 2 举例 血红蛋白 结构与功能 3 基因与性状间的对应关系 1 生物的绝大多数性状受 控制 2 生物的有些性状是由 决定的 如人的身高 3 生物的性状还受 的影响 是生物的基因型和 共同作用的结果 细胞质基因1 分布 和 中 单个基因 多个基因 环境条件 环境条件 线粒体 叶绿体 2 功能 1 进行半自主自我 2 通过 和 控制某些蛋白质的合成 3 遗传方式由 遗传给后代 表现为母系遗传 不遵循孟德尔遗传规律 复制 转录 翻译 母本 对于镰刀型细胞贫血症患者而言 编码血红蛋白的正常基因中的碱基对发生替换后 转录产生的密码子决定的氨基酸是否一定改变 提示 一定改变 只有氨基酸发生了改变 蛋白质的结构和功能才会出现异常 思想感悟 中心法则解读 1 中心法则图解 2 中心法则五个过程的比较 特别提醒 1 高等动植物只有dna复制 转录 翻译三条途径 但具体到不同细胞情况不尽相同 如根尖分生区细胞等分裂旺盛的组织细胞中三条途径都有 但叶肉细胞等高度分化的细胞无dna复制途径 只有转录和翻译两条途径 哺乳动物成熟的红细胞无信息传递 2 rna复制和逆转录只发生在rna病毒中 是后来发现的 是对中心法则的补充和完善 3 逆转录一定要在逆转录酶的作用下完成 病毒要完成繁殖过程 仍然离不开活细胞 4 根据模板和原料即可确定是中心法则的哪一过程 如模板dna 原料脱氧核糖核苷酸 核糖核苷酸 即可确定为dna复制 转录 5 进行碱基互补配对的过程 上述四个都有 进行互补配对的场所有四个 即细胞核 叶绿体 线粒体 核糖体 6 需要解旋酶的过程 dna复制 两条链都作模板 和转录 dna一条链作模板 中心法则是由克里克提出的 后来有所发展 下列图示中 能正确地描述生物遗传信息传递途径的是 解析 rna在生物界中是存在复制现象的 如部分rna病毒 所以排除c和d两项 a和b两项的区别是由蛋白质能否形成rna 在目前的生物界中生物是无法利用自身的蛋白质合成rna的 答案 b 技巧归纳 各类生物遗传信息的传递过程 1 下图表示某dna片段遗传信息的传递过程 表示物质或结构 a b c表示生理过程 请据图回答 可能用到的密码子 aug 甲硫氨酸 gcu 丙氨酸 aag 赖氨酸 uuc 苯丙氨酸 ucu 丝氨酸 uac 酪氨酸 跟踪训练 1 完成遗传信息表达的是 填字母 过程 a过程所需的酶有 等 2 图中含有核糖的是 填数字 由 指导合成的多肽链中氨基酸序列是 3 该dna片段第3次复制需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目为 个 4 若在aug后插入3个核苷酸 合成的多肽链中除在甲硫氨酸后多一个氨基酸外 其余氨基酸序列没有变化 由此证明 5 苯丙酮尿症是由控制某种酶的基因异常引起的 这说明基因和性状的关系是 答案 1 b c解旋酶和dna聚合酶 2 甲硫氨酸一丙氨酸一丝氨酸一苯丙氨酸 3 28 4 一个密码子由3个碱基 核糖核苷酸 组成 5 基因通过控制酶的合成控制代谢过程 进而控制生物的性状 基因 蛋白质与性状的关系 一 基因 蛋白质与性状的关系1 三者的关系 1 基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能单位 2 基因通过控制蛋白质的合成来控制生物的性状 2 中心法则与基因表达的关系 1 dna的复制体现了遗传信息的传递功能 发生在细胞增殖或产生子代的生殖过程中 2 dna的转录和翻译共同体现了遗传信息的表达功能 发生在个体发育的过程中 3 基因对性状控制的两种途径 4 基因对性状控制的复杂性 1 基因与性状的关系并不都是简单的线性关系 既有一个基因决定一种性状 也有多个基因共同决定一种性状 2 一个基因会影响多种性状 3 基因与基因 基因与基因产物 基因与环境之间存在着复杂的相互作用 共同调控着生物的性状 5 基因与性状的对应关系如图所示 二 细胞质遗传1 母系遗传的机理细胞学研究表明 卵细胞内含有大量的细胞质 精子内只含有极少量的细胞质 受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞 2 细胞质基因与细胞核基因的比较 特别提醒 细胞质基因的复制和转录过程均在细胞质的线粒体 叶绿体内完成 下图为基因的作用与性状的表现流程示意图 正确的选项是 a 过程是转录 它以dna的两条链为模板 四种核糖核苷酸为原料合成mrnab 过程中只需要mrna 氨基酸 核糖体 酶 atp即可完成 c 人的镰刀型细胞贫血症是基因对性状的直接控制 使得结构蛋白发生变化所致d 某段dna上发生了基因突变 则形成的mrna和蛋白质一定会改变 解析 是转录 模板是dna的一条链 原料是核糖核苷酸 是翻译 需要的模板是mrna 原料是氨基酸 trna atp 核糖体等 人镰刀型细胞贫血症属于基因控制蛋白质合成来控制生物性状 基因突变后 mrna会改变 但蛋白质不一定改变 答案 c 技巧归纳 基因控制性状是通过蛋白质的合成来实现的 一类是类似豌豆的圆粒和皱粒 白化病和侏儒病等实例 说明基因是通过控制酶或激素的合成来控制细胞代谢过程 从而控制生物性状 另一类是类似囊性纤维病 镰刀型细胞贫血症等实例 说明基因是通过控制结构蛋白的合成 从而直接控控制生物性状 2 下面是关于基因 蛋白质和性状三者之间关系的叙述 其中不正确的是 a 生物体的性状完全是由基因控制的b 蛋白质的结构可以直接影响性状c 基因控制性状是通过控制蛋白质的合成来实现的d 蛋白质的功能可以影响性状 a 跟踪训练 与遗传有关的酶 与遗传有关的酶 注 a b如图所示 特别提醒 1 转录成的rna的碱基序列 与作为模板的dna单链的碱基序列之间的碱基是互补配对关系 2 与dna双链间碱基互补配对不同的是 rna链中与dna链的a配对的是u 不是t 与dna另一条链的碱基序列基本相同 只是dna链上t的位置 rna链上是u 3 dna被核膜限制在细胞核内 使转录和翻译过程分隔在细胞的不同区域进行 有利于这两项重要生命活动高效 准确的进行 1970年 timore和hmtemin在致癌的rna病毒中发现逆转录酶 两位科学家因此获得诺贝尔奖 此类病毒繁殖后代是通过将逆转录形成的dna整合到宿主dna中实现的 请推断致癌rna病毒的遗传信息流动方向为 解析 由题中给出的信息 此类病毒繁殖后代是通过将逆转录形成的dna整合到宿主dna中实现的 可知此类病毒除了可进行正常的复制 转录和翻译外还能进行逆转录 d正确 题中没有提到此类病毒能进行rna复制 a错误 忽略rna病毒也存在转录过程 b c错 答案 d 技巧归纳 遗传信息的传递方向和产物分析 1 从模板分析 如果模板是dna 生理过程可能是dna复制或dna转录 如果模板是rna 生理过程可能是rna复制或rna逆转录或翻译 2 从原料分析 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 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 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 如果产物为dna 生理过程可能是dna复制或逆转录 如果产物为rna 生理过程可能是rna复制或转录 如果产物是蛋白质 多肽 生理过程是翻译 3 如下图表示有关遗传信息传递的模拟实验 相关叙述合理的是 跟踪训练 a 若x是mrna y是多肽 则管内必须加入氨基酸b 若x是dna一条链 y含有u 则管内必须加入逆转录酶c 若x是trna y是多肽 则管内必须加入脱氧核苷酸d 若x是hiv的rna y是dna 则管内必须加入dna酶 答案 a 下图为中心法则图解 下列有关的叙述中 错误的是 a 过程a只发生在有丝分裂的间期b 过程b和c为基因的表达 具有选择性c 过程a b c d e都能发生碱基互补配对d 过程d e只发生在某些病毒体内正确解答 选a a为dna复制 发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂间期 常见错误 选b c或d 错因分析 课题 实验评价类题目的解题方法基础理论 此类试题实验目的明确 围绕实验目的已设计好实验 但由于实验设计中存在某些不足 导致实验结果不能说明实验结论 解题时要研读实验目的 看是否设计了变量 结果是否正确 原理使用是否妥当 有无遵循单一变量原则等 1 看有无对照实验 如果有 看对照设计是否合理 2 看实验是否遵循了单一变量原则 如研究温度对酶活性的影响 则温度为自变量 除单一变量外 各组实验的其他条件应完全一样 包括 实验对象的一致性 等量性原则 每次实验所加试剂的量要相等 实验控制时间的一致性 实验条件的一致性等 3 看实验步骤的顺序是否合理 步骤是否完整 4 看实验仪器 药剂的使用是否合理 包括药剂的配备及用量的多少等 5 看实验结果的验证是否合理 在克里克得出3个碱基可以排列成1个遗传密码的实验结论后 科学家们开始探索一个特定的遗传密码所对应的特定的氨基酸究竟是哪一个 尼伦伯格和马太采用蛋白质的体外合成技术 在每一个试管中加入一种氨基酸 再加入除去了dna和mrna的细胞提取液 以及人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸 结果在加入了苯丙氨酸的试管中出现了多聚苯丙氨酸的肽链 如下图请回答 典例剖析 1 实验中多聚尿嘧啶核苷酸的作用是 2 细胞提取液为该实验具体提供 3 实验中所用的细胞提取液需除去dna和mrna的目的是 4 要想知道更多氨基酸的密码子 你如何改变上述实验 简述 5 本实验所用的细胞提取液可以用大肠杆菌制备 请简述制备方法 对大肠杆菌进行振荡裂解 经上述操作 得到了除去dna和mrna的细胞提取液 大肠杆菌中mrna约在30 60分钟内自行分解 因此操作中可不考虑 解析 多聚尿嘧啶的作用相当于mrna 细胞提取液为转录提供了能量 酶 核糖体 trna 实验中除去dna和mrna的目的是排除dna mrna对体外合成蛋白质的影响 答案 1 作为模板mrna直接控制蛋白质 多肽 合成 2 能量 酶 核糖体 trna 3 排除细胞中的dna mrna对体外合成蛋白质的影响 4 依次用不同种类的多聚核糖核苷酸替换上述实验中的多聚尿嘧啶核苷酸 5 离心 过滤 获取匀浆 用dna酶处理匀浆 除去dna 一 单项选择题1 在大豆细胞内 遗传信息在生物大分子间转移通常不发生在 a 从dna dna的复制过程b 从dna rna的转录过程c 从rna 蛋白质的翻译过程d 从rna rna及rna dna的过程 d 水平测试 2 在蛋白质合成过程中 mrna能行使直接模板功能的结构基础是 a 以dna信息链为模板转录而成b 转录遵循碱基互补配对原则c 以三联体密码形式携带遗传信息d 进入细胞质后同核糖体相结合 c 3 遗传信息 遗传密码 密码子 反密码子 遗传的基本单位分别是指 mrna上核苷酸的排列顺序 基因中脱氧核苷酸的排列顺序 dna上决定氨基酸的三个相邻的碱基 mrna上决定氨基酸的三个相邻的碱基 trna上一端的三个碱基 有遗传效应的dna片段a b c d b 4 中心法则包括下列遗传信息的转变过程 其中揭示生物遗传的实质是 a 从dna dna的复制过程b 从dna rna的转录过程c 从rna 蛋白质的翻译过程d 从rna dna的逆转录过程 a 5 dna分子的解旋 a 只发生在转录过程中b 只发生在翻译过程中c 发生在复制和翻译过程中d 发生在复制和转录过程中 d 二 多项选择题6 下列有关叙述正确的是 a 糖蛋白 抗体 rna聚合酶 限制酶都是具有识别作用的物质b 基因只有通过控制蛋白质的结构 才能控制性状c 某人的肝细胞与神经细胞形态差异的根本原因是细胞中mrna的不同d 若某基因的模板链及其转录成的信使rna共有2000个碱基 且a t g c 2 1 3 3 则含碱基u有200个 acd 7 下列有关基因控制蛋白质合成的叙述 正确的是 a 一个密码子只决定一种氨基酸 一种氨基酸可由多种trna转运b 该过程需要有三个高能磷酸键的atp提供能量c 该过程一定遵循碱基互补配对原则 即a一定与t配对 g一定与c配对d dna转录和翻译的原料分别是核糖核苷酸和氨基酸 ad 8 下图为细胞的部分结构和甲 乙 丙 丁四种蛋白质的示意图 有关说法错误的是 a 甲异常会导致细胞癌变 同时使变异的细胞易于扩散b 离子及大分子物质出入细胞需要乙的运载及能量供应c 丙为受体蛋白 能与特定的信号分子结合 引起细胞内一系列变化d 丁为rna聚合酶 具有促使dna解旋和催化合成rna的作用答案 abd 一 选择题1 在遗传信息的传递过程中 不可能发生的是 a dna转录和翻译都进行碱基互补配对b 真核细胞中mrna穿过核孔在细胞质中进行翻译c 复制和转录都直接以dna的一条链为模板d 核糖核苷酸和氨基酸依次参与转录和翻译 c 素能提升 2 如下图所示的过程 正常情况下在动植物细胞中都不可能发生的是 a b c d b 3 dna分子模板链上的碱基序列携带的遗传信息最终翻译成的氨基酸如下表所示 则图中所示的转运rna trna 所携带的氨基酸是 注 反密码子从携带氨基酸的一端开始读码 a 赖氨酸b 丙氨酸c 半胱氨酸d 苏氨酸 答案 d 4 白化症病人出现白化症状的根本原因 a 病人体内缺乏黑色素b 病人体内无酪氨酸c 控制合成酪氨酸酶的基因不正常d 长期见不到阳光所致 c 5 下面有关图甲和图乙的叙述正确的是 a 若图乙表示正在进行的某个生理过程 则可能是图甲中a过程b hiv 艾滋病病毒 的遗传信息传递与表达途径有d过程 c rna聚合酶作用于c过程 在核糖体上完成d 图乙中 表示一个鸟嘌呤核糖核苷酸 答案 b 6 甲 乙图示真核细胞内两种物质的合成过程 下列叙述正确的是 a 甲 乙所示过程通过半保留方式进行 合成的产物是双链核酸分子b 甲所示过程在细胞核内进行 乙在细胞质基质中进行c dna分子解旋时 甲所示过程不需要解旋酶 乙需要解旋酶d 一个细胞周期中 甲所示过程在每个起点只起始一次 乙可起始多次答案 d 7 由n个碱基组成的基因 控制合成由1条多肽链组成的蛋白质 氨基酸的平均分子量为a 则该蛋白质的分子量最大为 a na 6b na 3 18 n 3 1 c na 18 n 1 d na 6 18 n 6 1 d 8 某dna片段 基因 由3000个脱氧核苷酸组成 该基因控制合成的蛋白质所含有的氨基酸数最多有 a 500b 1000c 600d 无法确定 a 9 双选 对下列图表的分析 有关说法正确的是 a 环丙沙星和红霉素分别抑制细菌的 和 过程b 青霉素和利福平都能抑制 过程c 结核杆菌不会发生 和 过程d 过程可发生在人体健康细胞中 答案 ac 10 双选 香豌豆能利用体内的前体物质经过一系列代谢活动逐步合成中间产物和紫色素 此过程是由b b和d d两对等位基因控制 如下图所示 两对基因不在同一对染色体上 其中具有紫色素的植株开紫花 只具有蓝色中间产物的开蓝花 两者都没有的则开白花 下列叙述中不正确的是 答案 cd a 香豌豆基因型为b d 时 才可能开紫花b 基因型为bbdd的香豌豆植株不能合成中间物质 所以开白花c 基因型为bbdd的香豌豆自花传粉 后代表现型比例为9 6 1d 基因型bbdd与bbdd杂交 后代表现型的比例为1 1 1 1 二 非选择题11 下图为生物体内遗传信息的传递与表达过程 据图回答 1 在有丝分裂中期 图1和图2是无法完成的 其理由是 比较图1与图2 所需要的条件除模板有所不同之外 和 也不同 图1过程中碱基配对方式与图2中完全不同的一组是 请在图1左边框内用箭头画出该过程的方向 2 与图1中a链相比 c链特有的化学组成是 经分析进行图2的模板dna中共有腺嘌呤为200个 经过