高中生物 第四章 遗传的分子基础 第15课时 基因对性状的控制及人类基因组计划学案 苏教版必修

我带领班子成员及全体职工，积极参加县委、政府和农牧局组织的政治理论学习，同时认真学习业务知识，全面提高了自身素质，增强职工工作积极性，杜绝了纪律松散第15课时基因对性状的控制及人类基因组计划学习目标1阐明中心法则的内容。2.了解基因对性状的控制方式。3.了解人类基因组计划。|基础知识|一、基因对性状的控制1性状生物体表现出来的形态特征和生理生化特性。2基因的主要功能通过转录和翻译过程，把遗传信息转变为由特定的氨基酸按一定的顺序构成的多肽和蛋白质，从而决定生物体的性状。3中心法则的提出及其发展(1)图示(2)含义过程名称遗传信息流向基本内容aDNA复制DNADNAb转录DNARNAc翻译_RNA蛋白质发展完善d逆转录RNADNAeRNA复制RNARNA4.基因对性状的控制(1)直接途径：基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。(2)间接途径：基因通过控制酶的合成来控制细胞中的代谢过程，进而控制生物体的性状。二、人类基因组计划1内容完成人体24条染色体上的全部基因的遗传图、物理图和全部碱基的序列测定。2意义是人类认识自身遗传组成的重大事件。|自查自纠|(1)中心法则没有体现遗传信息的表达功能()(2)线粒体和叶绿体中遗传信息的传递遵循中心法则()(3)逆转录和RNA复制普遍存在()(4)基因可以通过控制蛋白质的结构间接控制生物体的性状()(5)基因与性状的关系是一对一的线性关系()(6)生物的表现型受基因型与环境条件共同作用()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)|图解图说|_上图体现了基因控制性状的哪些途径？提示：左部分体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状；右部分体现了基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状。探究点一中心法则根据中心法则示意图，回答下列问题：1人体内存在图中的a、b、c过程，其中神经细胞中存在b、c过程，精原细胞中存在a、b、c过程。2T2噬菌体在大肠杆菌内增殖时，会发生图中的a、b、c过程。3劳氏肉瘤病毒在寄主细胞中增殖时，会发生图中的a、b、c、d过程。4为什么中心法则中的遗传信息可以准确地流动？提示因为有精确的模板并严格遵守碱基互补配对原则。(1)不同生物体的信息流生物种类信息流细胞生物DNA病毒逆转录型RNA病毒复制型RNA病毒(2)中心法则体现了DNA的两大功能遗传信息的传递功能：通过DNA复制完成遗传信息的传递，发生在细胞增殖的过程中。遗传信息的表达功能：通过转录和翻译完成遗传信息的表达，发生在个体发育的过程中。【典例1】 遗传信息从RNARNA途径是对中心法则的补充，下列能够发生该传递途径的生物是()A烟草B烟草花叶病毒C噬菌体D大肠杆菌尝试解答_解析由RNARNA说明发生了RNA的复制，该过程只发生在RNA病毒中。烟草、噬菌体以及大肠杆菌都是以DNA为遗传物质的生物，不存在RNARNA途径。答案B不同的生物信息流可能不同，同一生物的不同细胞信息流也可能不同。做题时注意生物的种类和细胞的类型，同时注意个别细胞的特殊性。【跟踪训练】1下图所示，能在造血干细胞和唾液腺细胞内发生的过程是()A前者有，后者有B两者都有C两者都有D两者都有解析造血干细胞可分裂，其内可发生DNA复制和基因的表达；而唾液腺细胞不能分裂，只能进行基因表达。答案A探究点二基因与性状的关系牵牛花的颜色主要是由花青素决定的，下图是花青素的合成与颜色变化途径示意图，图中反映了基因与性状具有怎样的关系？提示一种性状可能由几个基因决定；生物的性状受基因决定，还受环境影响；基因可通过控制酶的合成来控制细胞代谢过程，进而控制生物的性状。基因与性状的关系(1)基因对性状控制的两种途径(2)基因与性状的三种对应关系一个基因决定一种性状，一个基因决定多种性状，多个基因决定一种性状。(3)性状是基因与环境共同作用的结果。性状由基因决定，同时受环境的影响。【典例2】 如图为脉孢霉体内精氨酸的合成途径示意图。从图中不可得出的是()A精氨酸的合成是由多个基因决定B基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程C若基因a不表达，则基因b和c也不表达D基因表达的产物是蛋白质尝试解答_解析基因是相对独立的遗传物质的结构和功能单位，基因a不表达，不影响基因b和c的表达；基因表达的产物是蛋白质。答案C【跟踪训练】2豌豆的红花基因不只与一种性状有关，这个基因还控制叶腋的红色斑点，以及种皮的褐色或灰色。该事实说明()A基因与性状是一一对应关系B一个基因可决定多种性状C一种性状可由多个基因决定D环境决定性状解析由题意可知该红花基因可以决定多个性状。答案B知识脉络要点晨背1.逆转录和RNA的自我复制是RNA病毒所特有的信息流。2.性状与基因不是简单的一一对应的线性关系。3.性状是基因与环境共同作用的结果。4.基因可通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。5.基因可通过控制酶的合成来控制细胞中的代谢过程，进而控制生物体的性状。6.人类基因组的DNA序列主要分布在22条常染色体和X、Y 2条性染色体上。1下图为中心法则的示意图。下列叙述错误的是()A表示DNA复制，需要解旋酶、DNA聚合酶参与B表示转录，需要RNA聚合酶参与C表示翻译，需要蛋白酶参与D表示逆转录，需要逆转录酶参与解析表示翻译，需要蛋白质合成酶参与。答案C2如下图所示，正常情况下在细胞中都不可能发生的是()ABCD解析正常情况下，细胞内的信息流是DNA复制、转录和翻译。答案B3人类白化病和苯丙酮尿症是由于代谢异常引起的，下图表示在人体代谢中产生这两类疾病的过程。由图不能得出的结论是()A基因可以通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状B基因可以通过控制酶的合成来控制生物的性状C一个基因可以控制多种性状D一个性状可以由多个基因控制解析苯丙酮酸、多巴胺和黑色素的异常与酶的合成有密切的关系，而酶的合成是由基因控制的；若基因1发生变化，则多巴胺和黑色素的合成都受影响；多巴胺和黑色素的合成也都受多个基因的控制。答案A4如图所示，给以适宜的条件各试管均有产物生成，则能生成DNA的试管是()Aa和dBb和cC只有bD只有c解析根据试管中所提供的模板和原料，可以推知a、b、c、d、e试管中分别可发生DNA复制、转录、RNA复制、逆转录、翻译，其产物分别为DNA、RNA、RNA、DNA、多肽。答案A课后跟踪分层训练(时间：35分钟)1揭示生物体内遗传信息传递一般规律的是()A基因的遗传定律B碱基互补配对原则C中心法则D自然选择学说解析中心法则揭示了生物体内遗传信息传递的一般规律，在遗传信息传递过程中严格遵循碱基互补配对原则，基因的遗传定律则揭示了基因的传递规律。答案C2遗传信息从RNADNA途径是对中心法则的补充，下列能够发生该传递途径的生物是()A噬菌体B烟草花叶病毒C劳氏肉瘤病毒D肺炎双球菌解析由RNADNA说明发生了逆转录，劳氏肉瘤病毒是逆转录病毒。答案C3在烟草和烟草花叶病毒中，遗传信息的传递情况分别是()A和B和C和D和解析烟草属于高等植物，遗传信息的传递情况是通过DNA的复制在上下代之间传递；通过转录把遗传信息先传递给RNA，然后通过翻译再传递给具有一定氨基酸顺序的蛋白质。烟草花叶病毒是遗传物质为RNA的病毒，通过RNA的复制实现遗传物质的复制，通过翻译控制蛋白质的合成。答案B4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病毒的反转录过程D抑制该病毒RNA的自我复制过程解析RNA病毒的遗传物质需要经逆转录形成DNA，然后整合到真核宿主的基因组中，Y物质与脱氧核苷酸结构相似，应抑制该病毒的逆转录过程。答案C5转录和逆转录是生物遗传信息传递过程中的两个步骤，相关叙述错误的是()A都需要模板B都需要能量C所有生物都可以进行转录和逆转录D都需要核苷酸作为原料解析逆转录是某些RNA病毒特有的，细胞生物不能进行逆转录。答案C6植物的根尖分生区能进行DNA的复制及蛋白质的合成从而进行细胞的增殖。有关说法正确的是()A植物分生区细胞DNA的复制发生在有丝分裂间期及减数分裂的间期B蛋白质的合成只发生在细胞分裂期C根尖的成熟区遗传信息只能从DNA到RNA再到蛋白质D植物细胞遗传信息也能从RNA到RNA解析植物分生区细胞进行有丝分裂；蛋白质的合成发生在生长发育的整个过程中；遗传信息从RNA到RNA是某些RNA病毒特有的。答案C7对下图中心法则相关叙述错误的是()A过程需要RNA聚合酶B能进行或过程的生物不含DNAC和过程均具有半保留复制的特点D过程需要mRNA、tRNA和rRNA的直接参与解析表示DNA分子的复制，过程表示转录需要RNA聚合酶；RNA的复制不是半保留复制。答案C8下列关于基因、性状、环境的表述，最准确的是()A性状表现相同，则基因型一定相同B基因与性状之间是一一对应关系C基因型相同，则性状表现一定相同D性状由基因决定，同时受环境影响解析生物性状表现相同，基因型不一定相同，如AA、Aa都控制显性性状；一个基因可决定一个性状，一个性状也可由多个基因决定；基因型相同，性状表现不一定相同，因为生物体的性状还受环境影响。答案D9下列关于人类基因组计划的叙述，合理的是()A该计划的实施将有助于人类对自身疾病的诊治和预防B该计划是人类从细胞水平研究自身遗传物质的系统工程C该计划的目的是测定人类一个染色体组中全部DNA序列D该计划的实施不可能产生种族歧视、侵犯个人隐私等负面影响解析A项是人类基因组计划的正面意义；人类基因组计划是从DNA分子水平上研究自身遗传物质；该计划的目的是测定人类基因组(22条常染色体和X、Y染色体)的全部DNA序列，而人类一个染色体组只含23条染色体；该计划的实施也可能产生种族歧视、侵犯个人隐私等负面影响。答案A10人类基因组序列图绘制完成后，我国生物科学工作者又完成了水稻等生物的基因组测定。已知水稻有24条染色体，那么一个基因组包含的染色体条数是()A24B12C13D48解析水稻没有性染色体且为二倍体，所以水稻一个基因组包含的染色体为12条，即一个染色体组的染色体。答案B11研究发现，人类免疫缺陷病毒(HIV)携带的RNA在宿主细胞内不能直接作为合成蛋白质的模板。依据中心法则(下图)，下列相关叙述错误的是()A合成子代病毒蛋白质外壳的完整过程至少要经过环节B侵染细胞时，病毒中的蛋白质不会进入宿主细胞C通过形成的DNA可以整合到宿主细胞的染色体DNA上D科学家可以研发特异性抑制逆转录酶的药物来治疗艾滋病解析宿主细胞无逆转录酶，因此HIV侵染过程中遗传物质RNA和逆转录酶一同进入宿主细胞，B错误。答案B12下列有关遗传信息传递的叙述，错误的是()A乳酸菌的遗传信息传递都发生在生物大分子之间BHIV的遗传信息传递中只有AU的配对，不存在AT的配对CDNA复制、转录及翻译过程都遵循碱基互补配对原则D核基因转录形成的mRNA穿过核孔进入细胞质中进行翻译解析乳酸菌的遗传信息传递过程为，DNA、mRNA和蛋白质都是生物大分子，A正确；HIV的遗传信息传递中存在逆转录过程，故存在AT的配对，B错误；核基因转录生成的mRNA是大分子，从核孔进入细胞质，D正确。答案B13人或动物PrP基因编码一种蛋白(PrPc)，该蛋白无致病性。PrPc的空间结构改变后成为PrPBc(朊粒)，就具有了致病性。PrPBc可以诱导更多的PrPc转变为PrPBc，实现朊粒的增殖，可以引起疯牛病。据此判断，下列叙述正确的是()A朊粒侵入机体后可整合到宿主的基因组中B朊粒的增殖方式与肺炎双球菌的增殖方式相同C蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生变化DPrPc转变为PrPBc的过程属于遗传信息的翻译过程解析朊粒本质是一种蛋白质，不可能整合到宿主的基因组中；肺炎双球菌通过二分裂来增殖，朊粒无细胞结构；PrPc转变为PrPBc是蛋白质空间结构的改变，信息流是从蛋白质到蛋白质，而翻译信息流是从RNA到蛋白质。答案C14中心法则揭示了生物遗传信息由DNA向蛋白质传递与表达的过程。请据图回答下列问题：(1)a、b、c、d所表示的四个过程依次分别是_、_、_和_。(2)需要tRNA和核糖体同时参与的过程是_(用图中的字母回答)。(3)a过程发生在真核细胞分裂的_期。(4)在真核细胞中，a和b两个过程发生的主要场所是_。(5)能特异性识别信使RNA上密码子的分子是_，后者所携带的分子是_。(6)RNA病毒的遗传信息传递与表达的途径有(用类似本题图中的形式表述)：_；_。解析在中心法则中，a、b、c、d分别代表DNA复制、转录、翻译和逆转录四个过程。需要tRNA和核糖体同时参与的是翻译过程c；真核细胞中a过程发生在分裂的间期；a和b过程主要发生在细胞核中；在翻译过程中，能特异性地与信使RNA分子上的密码子相结合的物质是转运RNA，其识别结构是反密码子，转运RNA上携带的分子是氨基酸。RNA病毒的遗传信息的传递方式有直接控制蛋白质的合成和自我复制过程以及逆转录出DNA再通过DNA控制蛋白质的合成两种过程。答案(1)DNA复制转录翻译逆转录(2)c(3)间(4)细胞核(5)tRNA(转运RNA)氨基酸(6)如下RNAmRNA蛋白质15如图为模拟中心法则信息传递过程的实验研究装置，据图回答：(1)若图示为模拟某种病毒的信息流动过程，装置加入的模板A为单链，其部分碱基序列为GAACACGUC，加入的原料B为脱氧核苷酸，则该过程所需的酶B为_，模拟的过程为_。(2)若图示为模拟人体淋巴细胞的信息流动过程，装置加入的模板A为双链，其部分碱基序列为GAACATGTT，加入的原料B为_，则该过程所需的酶B为RNA聚合酶，模拟的过程为_，该生理过程主要发生在该细胞的_中。解析(1)由模板的部分碱基序列“GAACACGUC”中含有U且为单链可知，该病毒为RNA病毒，且加入的原料B为脱氧核苷酸，所以可确定该过程需要逆转录酶的参与，模拟的过程为逆转录过程。(2)由“模板A为双链”和碱基序列为“GAACATGTT”中含T等信息可知，模板A为双链DNA分子，在RNA聚合酶的催化作用下可以合成RNA，利用的原料为核糖核苷酸，模拟的过程为转录，主要发生在该细胞的细胞核中。答案(1)逆转录酶逆转录(2)核糖核苷酸转录细胞核16乙肝被称为“中国第一病”。人们对乙肝病的机理研究较多。乙肝病毒的DNA有一条环状链和一条较短的半环链，侵染时先形成完整的环状，再把其中一条作