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2019-2020年高中生物《4.2 基因?qū)π誀畹目刂啤穼W(xué)案 新人教版必修2 教學(xué)目標(biāo)　1.了解中心法則的提出及其發(fā)展過程。2.通過中心法則圖解理解遺傳信息的流動方向。3.舉例說明基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系。4.了解性狀是基因與環(huán)境共同作用的結(jié)果。 一、中心法則的提出及發(fā)展 1．1957年，____________提出中心法則，遺傳信息可以從________流向________，即自我復(fù)制；也可以從DNA流向________，進而流向____________，即遺傳物質(zhì)的轉(zhuǎn)錄和翻譯。但是，遺傳信息不能從蛋白質(zhì)傳遞到____________，也不能從蛋白質(zhì)流向________或________。 2．教材69頁資料分析 資料1表明遺傳信息可以由RNA流向RNA，即RNA→RNA； 資料2表明遺傳信息可以由RNA流向DNA，即RNA→DNA； 資料3表明遺傳信息可能由蛋白質(zhì)流向蛋白質(zhì)，即蛋白質(zhì)→蛋白質(zhì)。 3．歷經(jīng)考驗后的中心法則，補充了遺傳信息從RNA流向________以及從RNA流向________這兩條途徑，比以往更加完善。 4．中心法則圖解 圖解表示出遺傳信息傳遞的5個途徑： ①DNA→DNA(或基因到基因)：是DNA的復(fù)制過程，表示遺傳信息的傳遞。②DNA→RNA：遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過程。③RNA→蛋白質(zhì)：發(fā)生在細胞質(zhì)核糖體上的翻譯過程，②、③共同完成遺傳信息的表達。④RNA→DNA：少數(shù)RNA病毒、HIV等在宿主細胞內(nèi)的逆轉(zhuǎn)錄過程。⑤RNA→RNA：以RNA作為遺傳物質(zhì)的生物(如RNA病毒)的RNA自我復(fù)制過程。 實線表示的①、②、③途徑在自然界普遍存在，發(fā)生在絕大多數(shù)的生物體中；虛線表示的④、⑤途徑是后來發(fā)現(xiàn)的，這兩種信息傳遞途徑在少數(shù)生物體內(nèi)存在，是對中心法則的補充。 二、基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系 1．基因通過控制______的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的________，如：人的白化癥狀是由于控制________________的基因異常引起的。 2．基因還能通過控制____________的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀，如囊性纖維病是由于編碼一個____________(CFTR蛋白)的基因________了三個堿基，導(dǎo)致CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸，進而影響了CFTR蛋白的________。 (1)囊性纖維病 CFTR基因缺失3個堿基→CFTR蛋白結(jié)構(gòu)異常，導(dǎo)致功能異?！颊咧夤莛ひ涸龆唷ひ呵宄щy，細菌繁殖，肺部感染 (2)鐮刀型細胞貧血病(詳見第5章) 正?；颉　　　　　　　　‘惓；? 　　 　 ↓　 　　　　 　　　　　↓ (谷氨酸)正常－血紅蛋白結(jié)構(gòu)－異常(纈氨酸) 3．DNA、基因、蛋白質(zhì)與性狀之間的關(guān)系 三、基因控制性狀的影響因素 1．基因與性狀的關(guān)系并不都是________________關(guān)系。如人的身高可能是由________________決定的，同時，后天的營養(yǎng)和體育鍛煉等對身高也有重要作用。 2．基因與________、基因與基因產(chǎn)物、基因與________之間存在著復(fù)雜的相互作用，精細地調(diào)控著生物體的性狀。 3．細胞質(zhì)基因：存在于____________和____________中的基因。 (1)線粒體和葉綠體是半自主細胞器，這些部位的基因的活動還要受到____________的控制、制約。 (2)細胞質(zhì)基因不遵循孟德爾遺傳規(guī)律，表現(xiàn)為________遺傳。 4．生物的性狀由基因決定，還受環(huán)境條件的影響，是生物的基因和環(huán)境共同作用的結(jié)果，即表現(xiàn)型＝基因型＋環(huán)境條件。如玉米白化苗的形成，在光照下長成白化苗，是由隱性基因控制的，是因為不能形成葉綠素的緣故；如果有顯性基因的種子在光照下發(fā)育正常，卻在黑暗條件下形成白化苗，則是由于光照是合成葉綠素的必要條件造成的。 課時訓(xùn)練 1．在大豆體細胞內(nèi)，遺傳信息在生物大分子間轉(zhuǎn)移通常不發(fā)生 (　　) A．從DNA→DNA的復(fù)制過程 B．從DNA→RNA的轉(zhuǎn)錄過程 C．從RNA→蛋白質(zhì)的翻譯過程 D．從RNA→RNA及從RNA→DNA的過程 2．如圖所示為自然界中遺傳信息在三種生物大分子間的流動， 下列說法正確的是 (　　) A．1、2、4途徑常見，其他從未被認(rèn)識 B．2、4、9途徑常見，其他從未被認(rèn)識 C．2、3途徑常見，1、4很少見 D．1、2、4途徑常見，3、7較少見，6已在實驗室實現(xiàn) 3．基因?qū)π誀羁刂频膶崿F(xiàn)是通過 (　　) A．DNA的自我復(fù)制 B．DNA控制蛋白質(zhì)的合成 C．一個DNA上有多種基因 D．轉(zhuǎn)運RNA攜帶氨基酸 4．在豌豆粒中，由于控制合成淀粉分支酶的基因中插入外來的DNA片段而不能合成淀粉分支酶，使得豌豆粒不能合成淀粉而變得皺縮。此事實說明了 (　　) A．基因是生物體性狀的載體 B．基因能直接控制生物體的性狀 C．基因可以通過控制酶的合成來控制生物體的性狀 D．基因可以通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)來控制生物體的性狀 5．囊性纖維化病的實例可以說明 (　　) A．基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀 B．DNA中某個堿基發(fā)生改變，生物體合成的蛋白質(zhì)必然改變 C．基因通過控制激素的合成，控制生物體的性狀 D．基因通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀 6．在生物體內(nèi)性狀的表達一般遵循“DNA→RNA→蛋白質(zhì)”的原則，下面是幾種與此有關(guān)的說法，不正確的是 (　　) A．在細胞的不同階段，DNA一般是不變的，RNA和蛋白質(zhì)分子是變化的 B．在真核生物中，DNA→RNA是在細胞核中完成的，RNA→蛋白質(zhì)是在細胞質(zhì)中完成的 C．在同一個體不同的體細胞中，DNA相同，RNA和蛋白質(zhì)不一定相同 D．在細胞的不同階段，DNA、RNA和蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量是不變的 7．如圖是設(shè)想的一條生物合成途徑的示意圖。若將缺乏此途徑中必需的某種酶的微生物置于含X的培養(yǎng)基中生長，發(fā)現(xiàn)微生物體內(nèi)有大量的M和L，但沒有Z，試問基因突變影響到哪種酶 (　　) A．E酶 B．B酶 C．C酶 D．A酶和D酶 8．下列關(guān)于遺傳信息傳遞的敘述，錯誤的是 (　　) A．線粒體和葉綠體中遺傳信息的傳遞遵循中心法則 B．DNA中的遺傳信息是通過轉(zhuǎn)錄傳遞給mRNA的 C．DNA中的遺傳信息可決定蛋白質(zhì)中氨基酸的排列順序 D．DNA病毒中沒有RNA，其遺傳信息的傳遞不遵循中心法則 9.中心法則揭示了生物遺傳信息由DNA向蛋白質(zhì)傳遞與表達的過程。請據(jù)圖回答下列問題： (1)a、b、c、d所表示的四個過程依次分別是____________、__________、__________和______________。 (2)需要tRNA和核糖體同時參與的過程是___________________________________ (用圖中的字母回答)。 (3)a過程發(fā)生在真核細胞分裂的__________期。 (4)在真核細胞中，a和b兩個過程發(fā)生的主要場所是______________。 (5)能特異性識別信使RNA上密碼子的分子是__________，后者所攜帶的分子是________________________________________________________________________。 (6)RNA病毒的遺傳信息傳遞與表達的途徑有(用類似本題圖中的形式表述)： ①____________________________________________________________________； ②____________________________________________________________________。 10．請回答下列有關(guān)遺傳信息傳遞的問題： (1)為研究某病毒的致病過程，在實驗室中做了如圖所示的模擬實驗。 ①從病毒中分離得到物質(zhì)A。已知A是單鏈的生物大分子，其部分堿基序列為—GAACAUGUU—。將物質(zhì)A加入試管甲中，反應(yīng)后得到產(chǎn)物X。經(jīng)測定產(chǎn)物X的部分堿基序列是—CTTGTACAA—，則試管甲中模擬的是__________過程。 ②將提純的產(chǎn)物X加入試管乙，反應(yīng)后得到產(chǎn)物Y。產(chǎn)物Y是能與核糖體結(jié)合的單鏈大分子，則產(chǎn)物Y是______，試管乙中模擬的是________過程。 ③將提純的產(chǎn)物Y加入試管丙中，反應(yīng)后得到產(chǎn)物Z。產(chǎn)物Z是組成該病毒外殼的化合物，則產(chǎn)物Z是________。 (2)若該病毒感染了小鼠上皮細胞，則組成子代病毒外殼的化合物的原料來自________________，而決定該化合物合成的遺傳信息來自________________。 若該病毒除感染小鼠外，還能感染其他哺乳動物，則說明所有生物共用一套________。該病毒遺傳信息的表達過程為____________________________________________________。 答案 一、1.克里克　DNA　DNA　RNA　蛋白質(zhì)　蛋白質(zhì)　RNA　DNA 3．RNA　DNA 二、1.酶　性狀　酪氨酸酶 2．蛋白質(zhì)　跨膜蛋白　缺失　結(jié)構(gòu) 三、1.簡單的線性　多個基因 2．基因　環(huán)境 3．葉綠體　線粒體　(1)核基因　(2)母系 課時訓(xùn)練 1．D　[從RNA→RNA及從RNA→DNA的過程只發(fā)生在某些病毒的生命活動中。] 2．D　[DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯在自然界普遍存在，RNA的復(fù)制、RNA逆轉(zhuǎn)錄在某些病毒的遺傳信息傳遞中被發(fā)現(xiàn)，在實驗室條件下，可以直接以DNA的一條鏈為模板，合成蛋白質(zhì)(多肽)。] 3．B　[蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者。一方面，基因通過控制酶的合成來控制代謝的過程，進而控制生物體的性狀。另一方面，基因還能通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物的性狀。] 4．C　[基因可以通過控制酶的合成來控制生物性狀。由于豌豆控制合成淀粉分支酶的基因插入外來DNA片段，引起基因異常不能合成淀粉分支酶，進而影響了淀粉的合成，導(dǎo)致吸水能力弱而皺縮。] 5．D　[通過對囊性纖維化病的實例分析，說明基因通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀，故D項正確；A、C兩項說法雖正確，但與題意不符合；B項說法本身不正確，因為密碼子有簡并現(xiàn)象。] 6．D　[DNA是細胞中的遺傳物質(zhì)，一般是不變的；由于同一個體不同的體細胞中的基因存在著選擇性表達，因此不同細胞中的DNA相同，而RNA和蛋白質(zhì)卻不一定相同。] 7．C　[由題意可知，物質(zhì)合成的順序是：X→Y2→M→L，所以存在B酶、D酶、A酶。沒有Z物質(zhì)，則是由缺乏C酶引起的，而E酶不能確定。] 8．D　[線粒體和葉綠體中有少量的DNA，能夠進行DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯過程，遵循中心法則，A正確；DNA能夠通過轉(zhuǎn)錄將遺傳信息傳遞給mRNA，進一步通過翻譯完成蛋白質(zhì)的合成，所以DNA中的遺傳信息可決定蛋白質(zhì)中氨基酸的排列順序，故B、C正確；DNA病毒中只有DNA，能進行DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯，故其遺傳信息的傳遞遵循中心法則，D錯誤。] 9．(1)DNA復(fù)制　轉(zhuǎn)錄　翻譯　逆轉(zhuǎn)錄　(2)c (3)間　(4)細胞核　(5)tRNA(轉(zhuǎn)運RNA)　氨基酸 (6)如下 ①　 ②RNA→DNA→mRNA→蛋白質(zhì) 解析　在中心法則中，a、b、c、d分別代表DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯和逆轉(zhuǎn)錄四個過程。需要tRNA和核糖體同時參與的是翻譯過程c；真核細胞中a過程發(fā)生在分裂的間期；a和b過程主要發(fā)生在細胞核中；在翻譯過程中，能特異性地與信使RNA分子上的密碼子相結(jié)合的物質(zhì)是轉(zhuǎn)運RNA，其識別結(jié)構(gòu)是反密碼子，轉(zhuǎn)運RNA上攜帶的分子是氨基酸。RNA病毒的遺傳信息的傳遞方式有直接控制蛋白質(zhì)的合成和自我復(fù)制過程以及逆轉(zhuǎn)錄出DNA再通過DNA控制蛋白質(zhì)的合成過程兩種。 10．(1)①逆轉(zhuǎn)錄?、趍RNA　轉(zhuǎn)錄　③多肽(或蛋白質(zhì))　(2)小鼠上皮細胞　病毒RNA　密碼子　RNA→DNA→mRNA→蛋白質(zhì) 解析　(1)A是單鏈且含有堿基U，所以為RNA；物質(zhì)A加入試管甲中，反應(yīng)后得到產(chǎn)物X中含T，說明X為DNA，因而甲試管中模擬的是逆轉(zhuǎn)錄過程；試管乙中的產(chǎn)物Y能與核糖體結(jié)合說明Y為mRNA，因而模擬的是轉(zhuǎn)錄過程；丙試管中能合成產(chǎn)物Z，是病毒外殼的成分，說明丙中是翻譯過程，Z為蛋白質(zhì)或多肽；(2)病毒感染小鼠上皮細胞后合成子代病毒外殼的原料來自小鼠上皮細胞，若還能感染其他哺乳動物，說明生物界共用一套密碼子，蛋白質(zhì)的合成方式相同。