2022-2023学年浙科版（2019）必修二 3.4 第2课时　基因控制生物性状与中心法则 课件（28张）

第四节基因控制蛋白质的合成

第2课时基因控制生物性状与中心法则课标阐释学法指导1.概述并理解中心法则。(生命观念、科学思维)2.概述生物的性状主要通过蛋白质表现。(生命观念、科学思维)1.通过构建图解和举例理解中心法则。2.通过举例理解基因对性状的控制。一、基因控制生物性状1.基因控制生物性状的复杂性(1)多对基因共同控制生物的某个性状,基因之间存在复杂的相互关系。(2)基因的表达受到环境的影响。生物的性状是基因与环境共同作用的结果。2.多种功能性RNA分子参与性状的表现(1)tRNA、rRNA直接参与蛋白质的合成。(2)一些RNA具有催化功能,即核酶。(3)一些RNA具有调控基因表达的功能。预习反馈1.判断正误(1)大多数酶的本质是蛋白质,基因通过控制酶的合成来控制生物体内的生物化学反应。(√)(2)生物的性状大多情况下是单个基因共同决定生物体的性状。(×)(3)尿黑症是由于人体内没有控制合成有活性的尿黑酸氧化酶的基因。(√)(4)肥胖是由多个基因控制的,与环境无关。(×)(5)RNA不仅能直接参与蛋白质的合成,也能调控表达。(√)2.下列关于基因对性状控制的叙述,错误的是(

)A.白化病患者缺乏酪氨酸酶,体现基因通过控制酶的合成间接控制生物性状B.同一株水毛茛在空气和水中的叶形不同,体现性状是由基因和环境共同作用的结果C.原发性高血压与多对基因表达产物有关,体现基因与基因相互作用控制同一性状D.抗生素阻止细菌内RNA和mRNA的结合,体现抗生素可通过影响转录而影响性状解析:白化病患者缺乏酪氨酸酶,体现基因通过控制酶的合成来控制代谢,进而间接控制生物性状,A项正确;同一株水毛茛在空气和水中的叶形不同,说明生物性状受基因控制,同时还受环境影响,B项正确;原发性高血压为多基因遗传病,体现了基因与基因相互作用控制同一性状,C项正确;抗生素阻止细菌内RNA和mRNA的结合,体现抗生素可通过影响翻译而影响性状,D项错误。答案:D二、遗传信息流从DNA—RNA—蛋白质1.中心法则要点:遗传信息通过复制从DNA传递到DNA,由DNA通过转录传递到RNA,然后由RNA通过翻译合成蛋白质,决定蛋白质的特异性。有些病毒能够自我复制,也能由RNA通过逆转录产生DNA。2.内容图解3.遗传信息不能由蛋白质传向蛋白质,也不能由蛋白质传向DNA或RNA。4.蛋白质是生物体性状的体现者。预习反馈1.判断正误(1)遗传信息不能由蛋白质传向蛋白质,但可以由蛋白质传向DNA。(×)(2)RNA能够自我复制,也能由RNA通过逆转录产生DNA。(√)(3)劳氏肉瘤病毒是一种逆转录病毒,以DNA为遗传物质。(×)(4)RNA病毒中没有DNA,其遗传信息传递不遵循中心法则。(×)(5)当生物体的内外因素引起DNA损伤或者某些碱基改变时,就可能产生异常的性状或病变,这是人们必须关注环境中导致突变的因素对人类健康带来威胁的原因。(√)2.(2020嘉兴高二上学期期末)遗传信息的传递方向如下图所示,下列叙述错误的是(

)A.①过程需要模板、原料、酶和能量B.②过程需要RNA聚合酶催化C.③过程与rRNA的作用相关D.④过程发生于病菌的宿主细胞中解析:①表示DNA的自我复制过程,需要模板、原料、酶和能量,A项正确;②表示转录形成RNA的过程,需要RNA聚合酶催化,B项正确;③表示翻译形成蛋白质的过程,场所在核糖体上,核糖体由rRNA和蛋白质构成,C项正确;④过程只能发生在被少数病毒侵染的细胞中,D项错误。答案:D探究点一探究点二中心法则解读问题情境下图表示生物界完整的中心法则,思考回答下列问题。探究点一探究点二1.①②③过程均可在乳酸菌、酵母菌、线粒体、叶绿体中进行吗?提示:可以。2.④⑤过程发生在某些病毒体内吗?提示:不是。④⑤过程是某些病毒具备的遗传信息传递途径,但该途径必须发生于寄主细胞而不是病毒体内。3.在蓝细菌中,②③过程可在细胞同一区域同时发生吗?提示:蓝细菌是原核生物,②③过程可在细胞同一区域同时发生。探究点一探究点二典例剖析(2020温州高二上学期期末B)下列关于中心法则图解的叙述,正确的是(

)A.过程①②③均可发生于真核细胞的细胞质中B.过程①②③均属于遗传信息的表达C.过程④中碱基配对方式为U—A、C—GD.过程⑤的模板是细胞中DNA转录的产物探究点一探究点二解析:分析图示,①是DNA复制,②是转录,③是翻译,④是逆转录,⑤是RNA复制,据此可知,线粒体和叶绿体也有少量DNA,故过程①②③均可发生于真核细胞的细胞质中,A项正确;遗传信息的表达是指基因的转录和翻译过程,不包括DNA复制过程,B项错误;过程④为逆转录过程,碱基配对方式为U—A、A—T、G—C、C—G,C项错误;过程⑤为RNA复制,其模板是侵入细胞中的RNA病毒的遗传物质RNA,D项错误。答案:A探究点一探究点二归纳提升1.不同生物遗传信息传递探究点一探究点二2.中心法则阐释(1)DNA复制过程体现了遗传信息的传递功能,发生于亲代产生子代的生殖过程或细胞增殖过程中。(2)转录、翻译过程共同体现了遗传信息的表达功能,发生在个体发育过程中。(3)RNA复制过程体现了部分以RNA作为遗传物质的生物亲代与子代之间遗传信息的传递功能。(4)逆转录过程表示部分以RNA作为遗传物质的生物,RNA中遗传信息表达的首要步骤。此类生物专营寄生生活,必须在宿主细胞中完成其遗传信息的表达,其先通过逆转录过程形成DNA,整合在宿主DNA中,再进行转录、翻译过程。探究点一探究点二3.中心法则中几个生理过程准确进行的原因精确的模板和严格有序的碱基互补配对关系保证了遗传信息的正常传递和表达,进而保证了物种的相对稳定性。4.“三步法”判断中心法则各过程“一看”模板“二看”原料“三看”产物生理过程DNA脱氧核苷酸DNADNA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RNARNA复制氨基酸多肽链翻译探究点一探究点二活学活练1.(2020浙江1月选考)遗传信息传递方向可用中心法则表示。下列叙述正确的是(

)A.劳氏肉瘤病毒的RNA可通过逆转录合成单链DNAB.烟草花叶病毒的RNA可通过复制将遗传密码传递给子代C.果蝇体细胞中核DNA分子通过转录将遗传信息传递给子代D.洋葱根尖细胞中DNA聚合酶主要在G2期通过转录和翻译合成解析:劳氏肉瘤病毒是逆转录病毒,其RNA可通过逆转录合成单链DNA,A项正确;烟草花叶病毒的RNA可通过复制将遗传信息传递给子代,B项错误;果蝇体细胞中核DNA分子通过复制将遗传信息传递给子代,C项错误;洋葱根尖细胞中DNA聚合酶主要在G1期通过转录和翻译合成,D项错误。答案:A探究点一探究点二2.(2020浙江名校协作体高三3月第二次联考)下列与“中心法则”有关的叙述,错误的是(

)A.核苷酸序列不同的基因可表达出相同的蛋白质B.基因转录形成的RNA产物中,可能存在氢键C.RNA聚合酶具有解开DNA双螺旋结构功能D.HIV的遗传物质可直接整合到宿主细胞的遗传物质中解析:由于同一氨基酸可以对应多种密码子,因此核苷酸序列不同的基因可表达出相同的蛋白质,A项正确;基因转录形成的tRNA中存在双链区,含有氢键,B项正确;转录时RNA聚合酶具有解开DNA双螺旋结构的功能,并以DNA的一条链为模板合成RNA,C项正确;HIV的遗传物质为RNA,故需通过逆转录形成DNA后才能整合到宿主细胞的染色体中,D项错误。答案:D探究点一探究点二基因与性状的关系问题情境下图为基因控制性状的过程,思考回答下列问题。探究点一探究点二1.基因的本质是什么?基因有何功能?提示:基因在大多数生物中是一段DNA,RNA病毒中是一段RNA。基因通过控制蛋白质的合成来控制细胞的生命活动,即性状的表现。2.基因1和基因2可以出现在同一细胞中吗?提示:可以。3.③④说明了什么问题?提示:说明基因是通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状。4.说明人体白发的原因是什么?提示:人体内酪氨酸酶的活性下降,黑色素含量减少。探究点一探究点二典例剖析下图为脉胞霉体内精氨酸的合成途径示意图。从图中不能得出(

)A.精氨酸的合成是由多对基因共同控制的B.基因可通过控制酶的合成来控制代谢C.若基因②不表达,则基因③和④也不表达D.若基因①的结构发生改变,则酶①也可能合成探究点一探究点二解析:基因②不表达,不能合成瓜氨酸,酶③和④没有作用的物质,最终不能合成精氨酸,不影响基因③和④的表达。答案:C探究点一探究点二归纳提升基因与性状的关系探究点一探究点二图解如下:探究点一探究点二易错提醒(1)生物的性状还受环境条件的影响,生物性状是基因和环境条件共同作用的结果。(2)若涉及的物质并非蛋白质,则基因对其控制往往是通过“控制酶的合成来控制代谢过程进而控制生物性状”这一间接途径实现的。(3)细胞内有多种功能性RNA分子也参与性状表现。探究点一探究点二活学活练1.同一株水毛茛,漂浮在水面的叶呈扁平状,淹没在水中的叶呈丝状,下述对该现象解释正确的是(

)A.该生物的性状不是基因作用的结果B.该生物的性状是环境作用的结果C.该生物性状仅是基因作用的结果D.该生物性状是基因和环境共同作用的结果解析:同一株水毛茛,不同部位细胞中的遗传物质是相同的,但是漂浮在水面的叶呈扁平状,而淹没在水中的叶呈丝状,说明其性状不仅仅受遗传物质控制,还受环境影响,即该生物性状是基因和环境共同作用的结果。答案:D探究点一探究点二2.下列关于细胞中基因表达的叙述,正确的是(

)A.细胞凋亡过程中没有氢键的形成和断裂B.水稻的糯性和非糯性的根本区别在于不同的基因含有不同的密码子C.环境因子的变化会影响植物细胞内基因的表达D.细