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基因的表达
第16讲
2、中心法则及基因表达与性状的关系
【判断】中心法则就是基因表达的过程。（ ）
【复习导航】3min
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①提出人： 。
②最初提出的内容包括 、转录和 ，
补充完善的内容为RNA复制和 。
DNA复制
翻译
逆转录
克里克
一、基础梳理
2、中心法则及基因表达与性状的关系
(1)中心法则
③完善的中心法则内容（用简式表示）
过程 模板 原料 酶 碱基配对 产物 遗传信
息流动
DNA 复制
DNA 转录
翻 译
RNA 复制
RNA 逆转录
DNA的2条链
DNA的1条链
mRNA
RNA
RNA
4种脱氧核苷酸
4种核糖核苷酸
氨基酸
4种核糖核苷酸
4种脱氧核苷酸
解旋酶、DNA聚合酶
RNA聚合酶
多种酶
RNA复制酶
逆转录酶
A-T.C-G
T-A.G-C
A-U.T-A.
G-C.C-G
A-U.U-A.
G-C.C-G
A-U.U-A.
G-C.C-G
A-T.U-A.
G-C.C-G
DNA
mRNA
多肽
RNA
DNA
DNA DNA
DNA mRNA
mRNA 多肽
RNA RNA
RNA DNA
1.对比分析DNA复制、转录、翻译的差异
二、重难点突破
2.不同生物的中心法则表达式
二、重难点突破
DNA病毒（例：T2噬菌体）
细胞生物
逆转录病毒（例： HIV）
RNA病毒（例：烟草花叶病毒）
【动动手】画出人的浆细胞和HIV病毒分别可以发生的过程简图。
三.典例分析
1、分析图中1-10中哪些代过程表示转录、逆转录、复制：
图示中1、8为转录过程；
2、5、9为翻译过程；
3、10为DNA复制过程；
4、6为RNA复制过程；
7为逆转录过程。
2、中心法则体现了DNA的两大基本功能
①传递遗传信息：它是通过 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。
②表达遗传信息：它是通过 完成的，发生在个体发育过程中。
DNA复制
转录和翻译
3、据图分析生物体内遗传信息的传递和表达过程
(1)在人体细胞中发生的过程是_______。
(2)遵循碱基互补配对的过程是_____________。
①②③
①②③④⑤⑥
三.典例分析
(3)①和②过程，碱基配对方式完全相同吗？
(4)HIV可发生上述什么过程？其“遗传信息流”的模板及原料分别由谁提供？
HIV可发生的过程是①②③④，
其“遗传信息流”的模板由病毒自身提供，原料由宿主细胞提供。
不完全相同。①中是G—C，C—G，A—T，T—A；
②中是G—C，C—G，A—U，T—A。
[易错易混]
(1)明确不同细胞中的中心法则途径：
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遗传信息的传递过程。
(2)RNA复制和逆转录只发生在被RNA病毒寄生的细胞中。
(3)逆转录酶在基因工程中是一种很重要的酶，它能以已知的mRNA为模板合成目的基因。 RNA复制酶、逆转录酶均来自病毒自身，但是该酶起初应在寄主细胞核糖体上，由寄主细胞提供原料合成。
四.作业讲评
4.新冠病毒为RNA病毒，包膜上的S蛋白能与人体细胞表面的ACE2受体特异性结合，从而使病毒的RNA进入细胞。新冠病毒的RNA进入细胞后可直接作为模板进行翻译。下图为新冠病毒RNA的部分序列(其中包含S蛋白基因的起始部分)和S蛋白的起始氨基酸序列，AUG既是起始密码子也编码甲硫氨酸。下列说法正确的是
A.S蛋白的氨基酸数与S蛋白基因的核苷酸数目之比为1∶6
B.图中箭头所指的碱基A突变为G不影响S蛋白的结构
C.新冠病毒的RNA在核糖体上从左向右移动进行翻译
D.由S蛋白制备的疫苗可与病毒的S蛋白结合，抑制病毒侵染
解析：图中箭头所指的碱基A突变为G，密码子由原来的UUA变成了UUG，不改变氨基酸的编码顺序，同时UUA和UUG都编码同一种氨基酸，即亮氨酸，因此不影响S蛋白的结构，B正确；在翻译过程中，是核糖体沿着mRNA移动，C错误；由S蛋白制备的疫苗注射机体后产生的特异性抗体可与病毒的S蛋白结合，抑制病毒侵染，而不是S蛋白制备的疫苗直接与病毒的S蛋白结合，D错误。
四.作业讲评
5.SARS病毒是一种单链＋RNA病毒。该＋RNA既能作为mRNA翻译出蛋白质，又能作为模板合成－RNA。如图表示SARS病毒的增殖过程，相关叙述正确的是
A.过程①所需的嘌呤比例与过程②所需的嘌呤比例相同
B.过程③所需的模板、原料、核糖体均由宿主细胞提供
C.单链－RNA在SARS病毒的生命活动过程中必不可少
D.参与①②过程的酶是RNA聚合酶，作用于磷酸二酯键
解析：由题意可知，＋RNA在SARS病毒生命活动中必不可缺，－RNA为＋RNA复制过程中的中间产物，C错误；过程①②为RNA复制，需要RNA聚合酶，用于连接核糖核苷酸之间的磷酸二酯键，D正确。
7.(2022·北京海淀区人大附中高三模拟)新高考地区，新教材题目
果蝇F基因在成体头部细胞中转录时存在可变剪接的现象，即相同的mRNA前体可通过剪接将不同外显子对应的mRNA序列组合成不同的成熟mRNA。下图是雌雄成体头部细胞中剪接形成的五种成熟mRNA序列示意图。方框代表外显子对应的mRNA序列，c1～c5表示引物，箭头方向代表5′→3′。为验证F基因的转录存在性别差异，研究者分别提取分离成体果蝇头部细胞的基因组DNA(gDNA)和成熟mRNA，后者反转录成cDNA。选取不同模板和引物的组合，雌雄个体扩增结果不同的一组是
四.作业讲评
A.gDNA　c2＋c5 B.cDNA　c1＋c5
C.gDNA　c1＋c3 D.cDNA　c2＋c4
如果F基因的转录存在性别差异，则雌雄个体形成的mRNA就存在
差异，以mRNA为模板逆转录的cDNA就不同。由图可知，c2和c4
引物箭头方向相反，则会导致雌雄个体扩增结果不同，D正确。
11.(2021·辽宁)脱氧核酶是人工合成的具有催化活性的单链DNA分子。下图为10－23型脱氧核酶与靶RNA结合并进行定点切割的示意图。切割位点在一个未配对的嘌呤核苷酸(图中R所示)和一个配对的嘧啶核苷酸(图中Y所示)之间，图中字母均代表由相应碱基构成的核苷酸。下列有关叙述正确的是
A.脱氧核酶的作用过程受温度的影响
B.图中Y与两个R之间通过氢键相连
C.脱氧核酶与靶RNA之间的碱基配对方式有两种
D.利用脱氧核酶切割mRNA可以抑制基因的转录过程
四.作业讲评
脱氧核酶的化学本质是DNA，温度会影响脱氧核酶的结构，从而影响脱氧核酶的作用，A正确；图中Y与同一条链上的R之间通过磷酸二酯键相连，B错误；脱氧核酶本质是DNA，与靶RNA之间的碱基配对方式有A－U、T－A、C－G、G－C四种，C错误；利用脱氧核酶切割mRNA可以抑制基因的翻译过程，D错误。
14.(2022·大连高三质检)RNA
病毒分为单链RNA和双链RNA，
其中病毒RNA合成mRNA的方
式可表示如图，据图回答有关
问题：
(1)脊髓灰质炎病毒属于正链RNA(＋RNA)病毒，RNA进入寄主细胞，就直接作为mRNA，翻译出所编码的蛋白质，其中蛋白质的合成场所是___
_______________。该病毒重新合成＋RNA的过程可用图中_____(填序号)过程表示。
宿
①②
主细胞的核糖体
(2)流感病毒含负链RNA单链(－RNA)，进入寄主细胞后不能直接作为mRNA，而是先以负链RNA为模板合成_______________________，再以这个新合成的RNA作为mRNA翻译出相关的蛋白质，并且可以以_______
______为模板从而合成更多的负链RNA，负链RNA与蛋白质组装成新的子代病毒。
RNA
与负链RNA互补的＋RNA
正链
(3)HIV是逆转录RNA单链病毒，其中逆转录过程可用图中______(填序号)表示，此过程是以RNA为模板，在_______酶的作用下合成______，此过程所需原料为______________________。若病毒RNA某片段碱基序列为AACCGU，则经此过程形成的产物对应片段中含胞嘧啶脱氧核苷酸____个，含嘌呤碱基___个。
⑥⑦
逆转录
DNA
游离的四种脱氧核苷酸
3
6
缺
失3个
A//T
T//A
CFTR蛋
白结构
缬氨酸
镰刀状
溶血性盆血
（2）基因表达产物与性状的关系
一、基础梳理
（2）基因表达产物与性状的关系
一、基础梳理
2、中心法则及基因表达与性状的关系
基因―――→ ____________________________ ――――――→ 生物体的性状(完善实例分析如下)
控制
直接控制
蛋白质的结构
【判断】体现某性状的物质一定是“蛋白质”（ ）
×
如甲状腺激素、黑色素、淀粉等，该类性状往往是通过基因控制性状的间接途径实现
例1、白化病致病机理图解
酪氨酸酶
黑色素
酪氨酸酶
不能将酪氨酸转化为黑色素
例2、豌豆的圆粒和皱粒的形成机理图解
DNA序列
淀粉分支酶
淀粉降低
蔗糖
皱粒
淀粉分支酶
圆粒
淀粉分支酶
圆粒
（2）基因表达产物与性状的关系
一、基础梳理
2、中心法则及基因表达与性状的关系
基因―――→ ____________________________ ――――――→ 生物体的性状
控制
直接控制
蛋白质的结构
基因―――→ ________________ ___ ―――→ ____________________ ――――――→ 生物体的性状
控制
控制
间接控制
酶的合成
代谢过程
（3）基因与性状的关系
一、基础梳理
2、中心法则及基因表达与性状的关系
一个基因控制一种性状(多数性状受单基因控制)。
一个基因控制多种性状(如基因间相互作用)。
多个基因控制一种性状(如身高、体重等)。
生物的性状是基因和环境共同作用的结果。基因型相同，表型可能不同，基因型不同，表型也可能相同。
(1)基因1和基因2一般不会出现在人体内的同一个细胞中(　　)
(2)图中①过程需RNA聚合酶的催化，②过程需tRNA的协助(　　)
(3)④⑤过程的结果存在差异的直接原因是血红蛋白结构的不同(　　)
(4)图中①②过程发生的场所分别是细胞核、细胞质中的核糖体(　　)
(5)人体衰老引起白发的原因是图中酪氨酸酶不能合成(　　)
(6)基因控制囊性纤维病与基因2控制性状的方式相同(　　)
1.下图为人体内基因对性状的控制过程，判断如下分析：
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√
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√
√
二.典例分析
写出人体效应B细胞的中心法则环节

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