第29讲 中心法则、基因表达与性状的关系

【学习目标】

1、通过比较遗传信息在生物体的流动过程（中心法则）的差异，体会生命是物质、能量和信息的统一体。

2、通过碱基的甲基化影响基因表达的分析，理解表观遗传产生的机制，拓展可遗传变异的类型。

【基础反馈】

1、所有的RNA都是由DNA的一条链转录形成的。（     ）

2、噬菌体在自身RNA聚合酶作用下转录出RNA。（     ）

3、逆转录发生在病毒体内。 (　 　)

4、细胞中以DNA的一条单链为模板转录出的RNA均可编码多肽。（     ）

5、没有一个正常细胞能发生中心法则内容中的所有反应。  (　  　)

6、人体大部分细胞能发生DNA复制、转录和翻译。 (　  　)

7、基因控制生物性状时指导合成的终产物一定都是蛋白质。（      ）

8、表观遗传引起了表型的变化，又是可以遗传的，所以属于可遗传变异。 (      )

9、基因的甲基化修饰通过抑制基因复制来影响该基因的表达。（       ）

10、表观遗传可以通过有丝分裂和减数分裂传递被修饰的基因。  (        )

【学习过程】

任务一：中心法则

（2）请写出洋葱表皮细胞和洋葱根尖分生区细胞内遗传信息流动过程？总结真核细胞分裂间期和分裂期发生的过程。

 

（3）能进行A-U，G-C配对的是哪些过程？

（4）逆转录过程在基因工程中有何应用？

资料1：下图是RNA病毒的遗传信息流动方向：

HIV的遗传信息的传递过程         新冠病毒的遗传信息传递过程

问题1：转录形成HIV的＋RNA时，模板由谁提供？进行逆转录时，首先合成的是前病毒的－DNA，但其不能直接与寄主DNA整合的原因是？要想成功整合，还需要完成什么过程？

 

问题2：可与新冠病毒＋RNA发生碱基互补配对的核酸有？图中RDRP的作用是参与过程③④，推测它最可能是什么？      

 

问题3：分别写出这两种病毒的遗传信息流动方向。

典例1. （多选）如图为某同学绘制的中心法则示意图，图中序号表示过程。下列相关叙述正确的是

A．正常细胞内的RNA均来源于过程③，不同RNA在细胞内的功能不同

B．能在病毒体内进行的过程有⑤⑦，需要RNA复制酶、逆转录酶参与

C．造血干细胞可进行的过程有①③⑥，说明该细胞可进行分裂和分化

D．细胞内合成不同种类RNA的过程中一定会发生氢键的断裂和形成

典例2. 如图甲、乙、丙表示细胞内正在进行的新陈代谢过程，据图分析下列表述中不恰当的是

  A．正常人体细胞内不会进行4、6、7过程

  B．1、4、6、8、10过程均需要核糖核苷酸作为原料

  C．1过程需要RNA聚合酶参与，3过程需要DNA聚合酶参与

  D．病毒体内不能单独进行图甲、乙或丙所代表的新陈代谢过程

任务二：理解基因、基因产物和性状的关系

（1）根据右图，从分子水平再到个体水平分析镰状细胞贫血和白化病产生的原因分别是什么？

（2）基因表达的直接产物是什么？

资料2：“牝鸡司晨”是我国古代人民早就发现的性反转现象，即原来下过蛋的母鸡后来变成公鸡，长出公鸡的羽毛，发出公鸡的啼声。

问题4：资料中的公鸡与正常母鸡进行交配，后代的性别怎样？

资料3：遗传学家发现：果蝇幼虫正常的培养温度为25℃，如果刚孵化的残翅幼虫（隐性性状）在31℃环境中培养，能得到翅长接近正常果蝇的成虫。

问题5：资料中果蝇长翅的出现可能原因有哪些？如何设计实验证明你的假说？（写出简要实验思路）

问题6：综合上述两个资料，阐述遗传物质（基因）、环境和性状的关系。

典例3. 如图示基因的作用与性状的表现之间的关系。下列相关的叙述，正确的是

 

A．①过程与DNA复制的共同点，都是以DNA单链为模板，在DNA聚合酶的作用下进行

B．③过程直接需要的物质或结构有mRNA、氨基酸、tRNA、核糖体、酶、ATP

C．人的镰刀型细胞贫血症是通过蛋白质间接表现，苯丙酮尿症是通过蛋白质直接表现

D．HIV和T₂噬菌体都可独自进行①③这两个基本过程

典例4.根据下图表述基因和性状的数量对应关系：

①由图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号基因分别控制性状A、B、C可判断，多数情况下，                                。

②由图中Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ号基因共同控制性状D看出，                                 。

③由图中基因Ⅷ控制性状E、F、G、H可知，

 。

任务3：表观遗传

（1）柳穿鱼花的形态结构的差异和小鼠毛色的变化，都是碱基的甲基化影响了基因表达的什么过程，从而导致性状改变？

（2）根据下图分析，碱基的甲基化是否改变了基因的碱基序列？碱基的甲基化是否能改变基因的表达和性状呢？甲基化导致的性状改变是否可以遗传？甲基化导致的性状的改变是否可逆？

典例5. （多选）表观遗传普遍存在于生物体的生命活动过程中。实验人员将纯合黄毛（AA）小鼠与纯合黑毛（a）小鼠进行杂交，A/a为一对等位基因，F₁小鼠均表现为黑毛，经过研究发现，出现这种现象的原因是A基因所在的核苷酸序列发生了DNA甲基化，抑制了A基因的表达，从而使后代均表现为黑毛。下列相关叙述错误的是

A．被甲基化的基因序列中遗传信息发生了改变

B．F₁基因型为Aa的小鼠和基因型为aa的小鼠表型相同

C．基因A、a不遵循分离定律，F₁小鼠的基因型可能会出现多种

D．基因的甲基化修饰通过抑制基因复制来影响该基因的表达

典例6.染色质由DNA、组蛋白等组成。组蛋白乙酰化引起染色质结构松散，有关基因表达；组蛋白去乙酰化，有关基因表达受到抑制（如图）。相关叙述错误的是

A.组蛋白乙酰化可能发生在细胞分化过程中

B.一个DNA分子可控制合成多种RNA

C.过程c需要解旋酶先催化DNA双链解旋

D.过程d还需要核糖体、tRNA、氨基酸、ATP等参与