北京市西城区重点中学2019届高三生物高考一轮复习课 基因控制性状学案

1、.基因对性状的控制学案【复习稳固】【深化学习】1.观察现象，提出问题资料1：大肠杆菌可以直接利用葡萄糖，也可以通过合成-半乳糖苷酶将乳糖分解为葡萄糖和半乳糖后加以利用。将大肠杆菌培养在含葡萄糖和乳糖的培养基中，测定其细胞总数及细胞内-半乳糖苷酶的活性变化，结果如下图。从结果可知，在对碳源的利用上，大肠杆菌优先利用_；在_情况下，大肠杆菌才开场利用乳糖。2.做出假设资料2：乳糖的作用是诱导-半乳糖苷酶的合成，还是将细胞内已存在的酶前体转化为有活性的酶？对此有两种假说。假说一：“适应学说在基因的控制下，细菌早已合成了无活性的-半乳糖苷酶的前体；在培养基中参加的乳糖与该前体结合，导致酶的空间构造逐渐

2、改变，有利于酶向活性形式转变，而这个过程需要经过一段足够长的时间。持此观点的代表人物是英国生理学家尤德金。假说二：“诱导学说50年代，莫诺发现，一些物质如IPTG并不能被细菌利用，但是也具有诱导产生半乳糖苷酶的效果。这种现象暗示，细菌中的乳糖可能不直接和酶接触，初步说明“适应学说在解释此现象上是错误的。3.演绎推理，实验验证资料3：实验一：为进一步证明乳糖的作用是诱导新的-半乳糖苷酶合成，而不是将细胞内已存在的酶前体转化为有活性的酶，科研人员设计了如下实验：将大肠杆菌放在含有35 s的培养基上培养多代，随后转向_培养基中培养，同时参加乳糖，别离、检测新合成的半乳糖苷酶。假设这些酶_有/无放射性

3、，那么证明是诱导合成的。实验结果如人们所料，证明了酶是诱导合成的。 实验二：能否更直观的看到乳糖的诱导作用呢？人们在大肠杆菌培养基中不含葡萄糖参加乳糖，一段时间后去掉乳糖，得到以下曲线。据图可知，基因对乳糖的响应是很灵敏的。乳糖作为信息分子，可以在短短几分钟内启动基因表达的_过程，从而诱导生成半乳糖苷酶。4.探究本质资料4：科学家提出“乳糖操纵子学说解释有关现象。乳糖既是半乳糖苷酶的诱导物，又是半乳糖苷酶作用的底物，这会产生很多复杂的动力学问题，研究起来很不方便。人们找到两种有用的物质：X-gal5-溴-4-氯-3-吲哚-D-半乳糖苷是半乳糖苷酶的底物无诱导作用，水解后呈蓝色；IPTG是乳糖的

4、类似物，能和阻遏物结合，从而启动基因转录，合成半乳糖苷酶，但不能被半乳糖苷酶分解“抚慰诱导物。野生型大肠杆菌：没有IPTG时，不合成半乳糖苷酶实际量定为1。这是因为阻遏蛋白和操纵基因的结合不是“牢不可破的，偶尔也会掉下来，合成极微量的酶，称为“本底程度；有了IPTG时，合成大量的半乳糖苷酶实际量定为1000。如今有种大肠杆菌突变体：即使没有IPTG，也会产生大量的半乳糖苷酶。1推测造成该现象的原因是_基因突变。2在?处填写有关信息。注：每个细胞中有5-10个阻遏蛋白，即有“充裕。表中“+表示此基因正常，“-表示此基因缺陷I:调节基因，编码阻遏蛋白O:操纵基因，结合阻遏蛋白Z:构造基因，编码半乳

5、糖苷酶组别类型无IPTG时产生的半乳糖苷酶量理论相对量有IPTG时产生的半乳糖苷酶量理论相对量第一组野生型I+O+Z+11000突变型I-O+Z+10001000“二倍体：野生型I+O+Z+突变型I-O+Z+?？第二组野生型I+O+Z+11000突变型I+O-Z+10001000“二倍体：野生型I+O+Z+突变型I+O-Z+？课后拓展：1.阅读资料1：乳糖的诱导作用实际上是“脱阻遏作用，即“负调控。那么，有没有正调控呢？乳糖操纵子的转录和细胞内的环腺苷酸cAMP的含量有很大关系，cAMP含量越高，乳糖操纵子的转录越旺盛，这就是“正调控。1965年，人们发现培养基中葡萄糖含量与大肠杆菌细胞内的c

6、AMP含量成反比。葡萄糖对乳糖操纵子的影响如以下图所示：我们再回过头来看大肠杆菌生长曲线。在曲线的第一部分，乳糖操纵子由于葡糖糖的存在而处于阻抑状态，当然，负控制体系也处于阻抑状态。在曲线第三部分，乳糖操纵子的负控制体系由于乳糖的被利用而脱阻抑松开刹车，正控制体系那么由于葡萄糖的耗尽而被诱导踩下油门。2.阅读资料2：考虑：小RNA主要影响基因表达的什么环节？是促进还是抑制？科学研究说明，小分子RNA可以干扰细胞中某些基因的表达过程，从而导致基因“沉默。2019年度诺贝尔生理学或医学奖授予了两名美国科学家，以表彰他们发现了这种RNA干扰现象。如图为小分子RNA干扰基因表达过程的示意图。人工合成的具特定序列的小分子RNA同样可用来阻断特定基因的表达，该技术可被用于基因治疗的研究，针对肿瘤、癌症、AIDS及一些遗传病等发挥作用。如：艾滋病病毒HIV能攻击人体免疫系统，特别是可以侵入T淋巴细胞，使用这种RNA干扰技术，可防止其对机体特异性免疫过程的破坏，使治疗该疾病的可行性大大增加。3.稳固练习：在?处填上有关数字。组别类型无IPTG时产生的半乳糖苷酶量有IPTG时产生的半乳糖苷酶量第三组野生型I+O+Z+1