3.4 基因控制蛋白质的合成（第三课时）课件-【知识精研】高一下学期生物学浙科版（2019）必修2

第四节

基因控制蛋白质的合成（第三课时）第三章

遗传的分子基础素养目标通过对中心法则的理解记忆，认同遗传信息流动的观念。01生命观念通过对资料进行分析归纳，概括中心法则的提出及发展过程。02科学思维教学重难点0102基因控制生物性状中心法则课程导入叶呈扁平状叶呈丝状用概念图表示基因与性状之间可能的关系。性状基因表达受精卵有丝分裂叶呈扁平状与丝状（基因组成相同）环境可能影响不同蛋白质（不同）直接决定作出假设：基因通过蛋白质控制生物性状基因控制生物性状（基因—蛋白质—性状）基因控制生物性状的情况是复杂的，一方面，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作用；另一方面，基因的表达受到环境的影响，所以生物的性状

（或表型）

是基因（或基因型）

与环境共同作用的结果。生物的性状主要通过蛋白质来体现。基因酶细胞代谢生物性状结构蛋白生物性状蛋白质间接控制直接控制从基因角度解释囊性纤维化遗传病基因控制生物性状（基因—蛋白质—性状）囊性纤维化（CF）是一种遗传病，该病的病因是位于7号染色体上基因的碱基序列缺失了3个碱基，使得所编码的氯离子载体蛋白（CTFR）中少了一个氨基酸，导致细胞对氯离子的转运发生异常，造成黏液分泌过多，堵塞呼吸道，诱发感染。红色面包霉基因控制生物性状（基因—蛋白质—性状）美国遗传学家比德尔和塔特姆以红色面包霉为材料，进行一系列的生化遗传学实验，发现在红色面包霉的生物合成中，每一阶段都有相应的基因控制，当某个基因发生突变而不显示活性时，相应的生物合成即中断。红色面包霉尿黑症基因控制生物性状（基因—蛋白质—性状）尿黑症患者的基因型为双隐性aa，这是由相对应的显性基因A结构发生变化所致。患者的肝细胞里不能合成有活性的尿黑酸氧化酶，酪氨酸分解代谢产生的尿黑酸不能被分解，便从血液里运送到排泄器官随尿液排出，含有尿黑酸的尿液在空气中放置一段时间就会变黑。尿黑酸在体内积累会引起色素沉着，并引发多关节炎，引起剧痛。基因控制生物性状（基因—蛋白质—性状）尿黑症控制酶形成的基因正常控制酶形成的基因异常尿黑酸氧化酶正常合成尿黑酸被分解表现正常尿黑酸氧化酶不能合成尿黑酸不能被分解随尿液排出，尿液呈黑色基因性状酶代谢过程镰刀型细胞贫血症基因控制生物性状（基因—蛋白质—性状）人的正常红细胞呈圆饼状，当血红蛋白基因的结构发生改变时，红细胞变为镰刀形，影响运输氧的功能，出现贫血症状。正常红细胞镰刀形红细胞基因控制生物性状（基因—蛋白质—性状）镰刀型细胞贫血症编码血红蛋白的基因正常编码血红蛋白的基因中一个碱基对变化红细胞呈镰刀状血红蛋白结构改变性状正常血红蛋白结构正常红细胞呈圆饼状出现贫血症状基因性状蛋白质结构果蝇无眼在果蝇的眼睛发育中有一个无眼基因，这个基因一旦变化，就会使幼虫的有关眼细胞不能发育成眼球组织，造成果蝇成虫没有眼睛。基因控制生物性状（基因—蛋白质—性状）有眼果蝇基因控制生物性状（基因—蛋白质—性状）基因控制生物性状的复杂性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。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。基因控制生物性状（基因—蛋白质—性状）多种功能性RNA分子参与性状的表现tRNA、rRNA直接参与蛋白质的合成。一些RNA具有调控基因表达的功能。一些RNA具有催化功能,即核酶。中心法则遗传信息流从DNA—RNA—蛋白质1957年，克里克首先预见了遗传信息的传递规律，并将这一规律命名为中心法则。转录DNARNA翻译蛋白质复制中心法则及其发展遗传信息流从DNA—RNA—蛋白质1965年，科学家在某种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。RNARNARNA复制酶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。RNADNA逆转录酶目前完整的中心法则遗传信息流从DNA—RNA—蛋白质逆转录DNARNA翻译蛋白质复制转录生命是物质、能量和信息的统一体。各种生物的遗传信息传递过程遗传信息流从DNA—RNA—蛋白质生物种类遗传信息的传递过程以DNA作为遗传物质的生物原核生物真核生物DNA病毒以RNA作为遗传物质的生物某些RNA病毒逆转录病毒（如劳氏肉瘤病毒）翻译蛋白质复制DNA转录RNA复制RNA蛋白质翻译蛋白质翻译转录DNARNA逆转录RNA复制课外读·特定的双链RNA可以抑制基因的表达遗传信息流从DNA—RNA—蛋白质RNA干扰现象最早是在1990年由美国科学家乔根森研究组意外发现的。矮牵牛花花瓣的深紫色是由花青素决定的。为了研究植物类黄酮合成的关键酶——查尔酮合成酶，是否决定花青素的合成速度，乔根森和其研究组的成员在矮牵牛花中过量表达查尔酮合成酶，以期得到颜色更深的矮牵牛花。但是，他们却意外地得到了具有白色和白紫杂色的矮牵牛花，并且在过量表达查尔酮合成酶的矮牵牛花中，查尔酮合成酶的浓度远低于正常矮牵牛花中的浓度。这种现象让乔根森等人推测，外源转入的编码查尔酮合成酶的基因同时也抑制了矮牵牛花中内源查尔酮合成酶基因的表达。课外读·特定的双链RNA可以抑制基因的表达遗传信息流从DNA—RNA—蛋白质1998年，美国生物学家安德鲁·菲尔和美国医学家克雷格·梅洛通过一系列设计精巧的实验,证明双链RNA是引起上述基因表达抑制现象的根源。他们认为，以往观察到的外源导入的与mRNA序列相同的RNA引起内源RNA降解的现象是因为在制备单链RNA的过程中混入了双链RNA，并且证明外源导入的单链RNA只有在与mRNA序列互补的RNA存在的条件下才能引起RNA降解。安德鲁·菲尔和克雷格·梅洛将这一发现发表在1998年2月19日的Nature杂志上。在这篇文章中,他们首次将这种双链RNA引起的基因表达抑制现象称为RNA干扰现象。RNA干扰现象的发现不仅解释了许多在转基因实验中出乎意料甚至自相矛盾的结果，而且首次揭示了一种由RNA介导的全新的基因表达调控机制。更为重要的是，RNA干扰技术的发现及其普遍应用引起了生命科学研究和基因治疗等领域的一系列变革，极大地推动了上述两个领域的发展。这也是两位科学家获得2006年诺贝尔生理学或医学奖的主要原因之一。课堂练习解析：中心法则适用于真核生物和原核生物，A错误；乳酸菌体内的遗传信息的传递发生在DNA、RNA和蛋白质之间，即发生在生物大分子之间，B正确；DNA在复制过程中可能会发生差错，但是由于密码子的简并性，这种差错不一定改变生物的性状，C错误；致癌的RNA病毒在遗传信息的传递中，可发生逆转录，可存在A—T的配对，D错误。1.下列有关遗传信息传递的叙述，正确的是（

）A.中心法则适用于真核生物而不适用于原核生物B.乳酸菌体内的遗传信息传递发生在生物大分子之间C.DNA在复制过程中若发生差错，一定会使生物的性状发生改变D.致癌的RNA病毒在遗传信息的传递中，只有A—U的配对，不存在A—T的配对B课堂练习2.下列关于中心法则相关概念的理解，正确的是（

）A.转录和翻译过程中的碱基互补配对方式不完全相同B.噬菌体壳体蛋白的合成原料来自细菌，由细菌基因编码C.ATP的水解产物可作为转录和逆转录过程所需的原料之一D.中心法则揭示了生物界共用同一套遗传密码解析：本题考查中心法则的相关知识。转录过程中，碱基互补配对方式有A—U、C—G、T—A、G—C，翻译过程中，碱基互补配对方式有A—U、U—A、C—G、G—C，A正确；合成噬菌体的蛋白质外壳需要以细菌中的氨基酸为原料，由噬菌体自身遗传物质指导，B错误；ATP水解掉两个磷酸基团后的产物是腺嘌呤核糖核苷酸，是转录所需要的原料之一，但不是逆转录过程所需的原料，逆转录是由RNA指导合成DNA的过程，需要脱氧核糖核苷酸作为原料，C错误；中心法侧揭示了遗传信息的流动方向或传递规律，并没有揭示生物界共用同一套遗传密码，D错误。A课堂练习3.某种RNA病毒在增殖过程中，其遗传物质需要经过某种转变后整合到真核宿主的基因组中。物质Y与脱氧核苷酸结构相似，可抑制该病毒的增殖，但不抑制宿主细胞的增殖，那么Y抑制该病毒增殖的机制是（

）A.抑制该病毒RNA的转录过程

B.抑制该病毒蛋白质的翻译过程C.抑制该RNA病毒的逆转录过程

D.抑制该病毒RNA的自我复制过程解析：RNA病毒的遗传物质为RNA，真核宿主的遗传物质为DNA，病毒的遗传物质需要经过逆转录过程才能整合到真核宿主的基因组中，又知Y物质结构与脱氧核苷酸相似，可抑制病毒的增殖，不抑制宿主细胞的增殖，所以Y物质不抑制DNA的复制，抑制的是逆转录过程。C课堂练习4.下面关于基因、蛋白质和性状三者之间关系的叙述不正确的是（

）A.生物体的表现型是由基因型和环境共同控制B.基因与性状之间都是一一对应的关系C.基因通过控制结构蛋白的合成，进而直接控制生物体的性状D.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解析：A、生物体的性状是基因与环境共同作