2014-2015学年高中生物人教版必修二课件：第4章 第2节　基因对性状的控制.ppt

1、生物必修2（人教版）第4章 基因的表达 第2节 基因对性状的控制核心点晴新知初探要点探究易错剖析实验专项栏目链接核 心点 晴1某些RNA病毒含有RNA复制酶，在宿主细胞内能对RNA进行复制。2某些RNA病毒中含有逆转录酶，它能以RNA为模板合成DNA。3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)。4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。核心点晴新知初探要点探究易错剖析实验专项栏目链接核心点晴新知初探要点探究易错剖析实验专项栏目链接一

2、、中心法则的提出及其发展新 知初 探u 自主学习1中心法则的提出。(1)提出者：_。(2)图解。(3)内容。DNA复制：遗传信息从DNA流向_。DNA转录：遗传信息从DNA流向_。RNA翻译：遗传信息从RNA流向_。克里克DNARNA蛋白质核心点晴新知初探要点探究易错剖析实验专项栏目链接新 知初 探2中心法则的发展。发展内容信息流动举例1965年，RNA自我复制遗传信息从RNA流向RNARNA病毒1970年，RNA逆转录合成DNA遗传信息从RNA流向DNAHIV、致癌的RNA病毒核心点晴新知初探要点探究易错剖析实验专项栏目链接二、基因、蛋白质和性状的关系新 知初 探1基因通过控制_来控制代谢过

3、程，进而控制生物体的_。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。酶的合成性状核心点晴新知初探要点探究易错剖析实验专项栏目链接三、细胞质基因新 知初 探1分布：_和_中。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。线粒体叶绿体复制转录翻译母本核心点晴新知初探要点探究易错剖析实验专项栏目链接新 知初 探u 合作交流1判断正误：(1)在人体细胞中，能进行DNA的复制、DNA的转录和翻译。()(2)RNA

4、病毒都能进行逆转录。()(3)生物体的基因型相同，表现型就一定相同。()核心点晴新知初探要点探究易错剖析实验专项栏目链接只有含逆转录酶的RNA病毒才能进行逆转录，如HIV。(3)生物的性状是由基因决定的，并受环境影响。基因型相同，表现型不一定相同，如同一株水毛茛，裸露在空气中的叶和浸在水中的叶，表现出两种不同的形态。分析新 知初 探核心点晴新知初探要点探究易错剖析实验专项栏目链接新 知初 探2问题思考：(1)大多数生物遗传信息的流动方向有哪些？(2)果蝇长翅对残翅为显性。用一定高温处理长翅基因纯合的幼虫，其发育为成虫后，翅表现为残翅，由此你能得出什么结论？大多数生物的遗传物质是DNA，所以有D

5、NA流向DNA、DNA流向RNA、RNA流向蛋白质。分析环境因素能影响生物的表现型。分析核心点晴新知初探要点探究易错剖析实验专项栏目链接新 知初 探(3)按照中心法则，从基因到蛋白质信息流的流动方向是怎样的？由DNA流向RNA，由RNA流向蛋白质。分析核心点晴新知初探要点探究易错剖析实验专项栏目链接核心点晴新知初探要点探究易错剖析实验专项栏目链接探究一 中心法则解读要 点探 究1中心法则图解。2中心法则五个过程的比较。模板原料碱基互补产物实例DNA复制(DNADNA)DNA两条链含A、T、G、C的四种脱氧核苷酸AT GCDNA绝大多数生物核心点晴新知初探要点探究易错剖析实验专项栏目链接要 点探

6、 究DNA转录(DNARNA)DNA一条链含A、U、G、C的四种核糖核苷酸AU TA GCRNA绝大多数生物RNA复制(RNARNA)RNA含A、U、G、C的四种核糖核苷酸AU GCRNA以RNA为遗传物质的生物，如烟草花叶病毒RNA逆转录(RNADNA)RNA含A、T、G、C的四种脱氧核苷酸AT UA GCDNA某些致癌病毒、艾滋病病毒翻译(RNA多肽)信使RNA20种氨基酸AU GC多肽所有生物核心点晴新知初探要点探究易错剖析实验专项栏目链接要 点探 究特别提醒：(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

7、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遗传信息传递。(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。核心点晴新知初探要点探究易错剖析实验专项栏目链接要 点探 究(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(

8、两条链都作模板)和转录(DNA一条链作模板)。核心点晴新知初探要点探究易错剖析实验专项栏目链接要 点探 究u 问题导学DNA产生途径有DNA的复制及逆转录；RNA的产生途径有RNA的复制及转录。提示1.(1)结合中心法则，思考DNA、RNA产生的途径有哪些？(2)线粒体和叶绿体中的DNA是否遵循中心法则？遵循。在线粒体和叶绿体中也有DNA的复制及基因的表达过程。提示核心点晴新知初探要点探究易错剖析实验专项栏目链接要 点探 究【例1】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()核心点晴新知初探要点探究易错剖析实验专项栏目链接要 点探 究技巧归纳：各

9、类生物遗传信息的传递过程生物种类遗传信息的传递过程DNA病毒RNA病毒原核生物真核生物核心点晴新知初探要点探究易错剖析实验专项栏目链接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。解析B答案要 点探 究核心点晴新知初探要点探究易错剖析实验专项栏目链接要 点探 究u 跟踪训练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)

10、核心点晴新知初探要点探究易错剖析实验专项栏目链接要 点探 究(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_。b、c解旋酶和DNA聚合酶甲硫氨酸丙氨酸丝氨酸苯丙氨酸28一个密码子由3个碱基(核糖核苷酸)组成 核心点晴新知初探要点探究易错剖析实验专项栏目链接要 点探 究(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

11、状的关系是_。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核心点晴新知初探要点探究易错剖析实验专项栏目链接探究二 基因、蛋白质与性状的关系要 点探 究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。核心点晴新知初探要点探究易错剖析实验专项栏目链接要 点探 究(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。基因酶细胞代谢性状结构蛋白细胞结构核心点晴新知初探要

12、点探究易错剖析实验专项栏目链接要 点探 究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。核心点晴新知初探要点探究易错剖析实验专项栏目链接要 点探 究5基因与性状的对应关系如图所示。6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。核心点晴新知初探要点探究易错剖析实验专项栏目链接要 点探 究(2)细胞质基

13、因与细胞核基因的比较。细胞质基因细胞核基因存在部位是否与蛋白质结合结构功能基因数量遗传方式联系叶绿体、线粒体细菌质粒细胞核否，DNA分子裸露与蛋白质结合为染色体双链DNA双链DNA复制和转录复制和转录少多母系遗传遵循孟德尔遗传规律线粒体和叶绿体是半自主细胞器，这些部位的基因的活动还要受核基因的控制、制约核心点晴新知初探要点探究易错剖析实验专项栏目链接要 点探 究特别提醒：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。核心点晴新知初探要点探究易错剖析实验专项栏目链接要 点探 究u 问题导学2.(1)基因的改变仅仅引起生物体单一性状的改变吗？(2)温度、pH是否影响生物性状？不一定。

14、一个基因可能控制多个性状。提示影响。有些生物的性状是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程间接控制的，酶活性受温度、pH的影响。提示核心点晴新知初探要点探究易错剖析实验专项栏目链接要 点探 究【例2】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即可完成核心点晴新知初探要点探究易错剖析实验专项栏目链接要 点探 究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技巧归纳：基因控制性状是

15、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，从而直接控制生物性状。核心点晴新知初探要点探究易错剖析实验专项栏目链接是转录，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。解析核心点晴新知初探要点探究易错剖析实验专项栏目链接要 点探 究C答案要 点探

16、 究u 跟踪训练2着色性干皮症是一种常染色体隐性遗传病，起因于DNA损伤。深入研究发现患者体内缺乏DNA修复酶，DNA损伤后不能修补从而引起突变。这说明一些基因()A通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状B通过控制蛋白质分子结构，从而直接控制生物的性状C通过控制酶的合成，从而直接控制生物的性状D可以直接控制生物的性状，发生突变后生物的性状随之改变A核心点晴新知初探要点探究易错剖析实验专项栏目链接基因控制生物的性状有两种方式：一是控制蛋白质(非酶)的结构从而直接控制性状，二是通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状。患者体内由于基因突变而缺乏DNA修复酶，从而使性状改变。解

17、析要 点探 究核心点晴新知初探要点探究易错剖析实验专项栏目链接探究三 与遗传有关的酶要 点探 究分类功能作用于产物用途解旋酶破坏氢键，解双螺旋形成寡核苷酸链(加温也可以达到同样的目的)图中b处DNA单链DNA复制和转录RNA聚合酶催化DNA转录形成RNADNARNADNA转录DNA聚合酶催化DNA复制形成子核苷酸链。连接的是单个核苷酸和核苷酸链。形成磷酸二酯键DNA(图中a处)DNADNA复制RNA逆转录酶催化RNA逆转录形成DNA，存在于病毒内RNADNARNA逆转录DNA酶催化DNA水解图中a处核苷酸水解DNA核心点晴新知初探要点探究易错剖析实验专项栏目链接要 点探 究注：a、b如图所示：

18、核心点晴新知初探要点探究易错剖析实验专项栏目链接要 点探 究特别提醒：(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、准确地进行。核心点晴新知初探要点探究易错剖析实验专项栏目链接要 点探 究u 问题导学3.(1)RNA聚合酶作用于什么过程？是在核糖体上完成的吗？RNA聚合酶作用于转录过程。

19、在RNA聚合酶的作用下，细胞中游离的核糖核苷酸与供转录用的DNA的一条链上的碱基互补配对，形成mRNA分子。主要在细胞核中完成。提示核心点晴新知初探要点探究易错剖析实验专项栏目链接(2)中心法则体现了DNA的哪些基本功能？要 点探 究传递遗传信息：它是通过DNA复制完成的，发生于亲代产生子代的生殖过程或细胞增殖过程中。表达遗传信息：它是通过转录和翻译完成的，发生在个体发育过程中。提示核心点晴新知初探要点探究易错剖析实验专项栏目链接要 点探 究【例3】1970年，Timore和H.M.Temin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DN

20、A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()核心点晴新知初探要点探究易错剖析实验专项栏目链接要 点探 究技巧归纳：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。核心点晴新知初探要点探究易错剖析实验专项栏目链接要 点探 究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。

21、(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。核心点晴新知初探要点探究易错剖析实验专项栏目链接由题中给出的信息，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。解析核心点晴新知初探要点探究易错剖析实验专项栏目链接要 点探 究D答案要 点探 究3如图表示有关遗传信息传递的模拟实验。相关叙述合理的是()u 跟踪

22、训练A核心点晴新知初探要点探究易错剖析实验专项栏目链接要 点探 究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酶核心点晴新知初探要点探究易错剖析实验专项栏目链接要 点探 究A项是翻译过程，原料是氨基酸，A正确；B项，Y含有U，说明为转录过程，原料是核糖核苷酸(4种)，B错误；C项为翻译，原料为氨基酸，C错误；D项模拟逆转录，需逆转录酶，D错误。提示核心点晴新知初探要点探究易错剖析实验专项栏目链接核心点晴新知初探要点探究易错剖析实验

23、专项栏目链接易 错剖 析【例】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核心点晴新知初探要点探究易错剖析实验专项栏目链接易 错剖 析易错选项错因分析B项b、c分别为转录和翻译过程，基因的表达具有选择性C项a、b、c、d、e均存在碱基互补配对原则D项d为逆转录，是致癌病毒中逆转录酶的作用，能以RNA为模板合成DNA；e表示RNA复制，发生在遗传物质为RNA的某种病毒体内核心点晴新知初探要点探究易错剖析实验专项栏目链接易 错剖 析选A。a为DNA复制

24、，发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂间期。正确答案核心点晴新知初探要点探究易错剖析实验专项栏目链接核心点晴新知初探要点探究易错剖析实验专项栏目链接课题：实验评价类题目的解题方法实 验专 项基础理论：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。核心点晴新知初探要点探究易错剖析实验专项栏目链接实 验专 项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

25、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。核心点晴新知初探要点探究易错剖析实验专项栏目链接u 典例剖析实 验专 项在克里克得出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

26、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，如下图请回答核心点晴新知初探要点探究易错剖析实验专项栏目链接实 验专 项(1)实验中多聚尿嘧啶核苷酸的作用是_。作为模板mRNA直接控制蛋白质(多肽)合成核心点晴新知初探要点探究易错剖析实验专项栏目链接实 验专 项(2)细胞提取液为该实验具体提供了_。(3)实验中所用的细胞提取液需除去DNA和mRNA的目的是_。能量、酶、核糖体、tRNA排除细胞中的DNA、mRNA对体外合成蛋白质的影响核心点晴新知初探要点探究易错剖析实验专项栏目链接实 验专 项(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；_；_。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离心、过滤，获取匀浆用DNA酶处理匀浆，除去DNA核心点晴新知初探要点探究易错剖析实验专项栏目链接经上述操作，得到了除去DNA和mRNA的细胞提取液。(大肠杆菌中mRNA在3060 min内自行分解，因此操作中可不考虑)实 验专 项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。解析核心点晴新知初探要点探究易错剖析实验专项栏目链接