人教版(2019)高中生物必修二学案4. 2 基因表达与性状的关系

4.2基因表达与性状的关系

【学习目标】

1.理解中心法则的内容及应用。（重、难点）

2.阐述基因、蛋白质与性状的关系。（重点）

3.了解细胞质遗传及其特点。

【课前预习案】

1.中心法则的提出及发展：1957年，提出中心法则，遗传信息可以从

―流向—，即自我复制；也可以从DNA流向_进而流向,

即遗传物质的转录和翻译。但是，遗传信息不能从蛋白质传递到,也不能从蛋

白质流向或________=

2.基因通过控制的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的,如：人

的白化症状是由于控制的基因异常引起的。

3.基因还能通过控制的结构直接控制生物体的性状，如囊性纤维病是由

于编码一个（CFTR蛋白）的基因________了三个碱基，导致CFTR蛋白在第508

位缺少苯丙氨酸，进而影响了CFTR蛋白的。

4.基因与性状的关系并不都是关系。如人的身高可能是由

决定的，同时，后天的营养和体育锻炼等对身高也有重要作用。

5.基因与、基因与基因产物、基因与之间存在着复杂的相互作用，

精细地调控着生物体的性状。

6.细胞质基因：存在于和中的基因。

（1）线粒体和叶绿体是半自主细胞器，这些部位的基因的活动还要受到

的控制、制约。

（2）细胞质基因不遵循孟德尔遗传规律，表现为遗传。

【课堂探究案】

探讨1：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。观察下图分

析：

①（基因1RNA蛋白质（性状）

（1）在真核生物细胞中，过程①发生的场所和过程②的原料分别是什么？

（2）正常的细胞中能发生哪些过程？

提示：（1）过程①发生的场所有细胞核、线粒体、叶绿体；过程②的原料是4种核糖核

甘酸。

⑵①@③。

探讨2：下图为一组模拟实验，假设实验能正常进行且五支试管中都有产物生成，请将

此图解中A-E试管所模拟的过程与上图①〜⑤过程对应起来。

DAu

DNA5NARNP

a((WRNA「、RNp

一

一fATP

一

TP核

醉

酶

,ATPAT醉

醉

糖

核

糖施

侬

核

核

一

一

氨

-酸

脱氧核糖三

酸

三

在

酸

甘脱氧核糖

！

三h:-]

核甘酸二!

D

〕核甘酸

L--D1

ABCDE

提示：A―(D；B—②；C―@；D—④；E_@o

［思维升华］

1.中心法则的内容及应用

复GA一找楚一复翻译一正.住

制U•瓦布彳制'JNA---------蛋白质

(1)细胞生物及噬菌体等DNA病毒的中心法则：

转录.RNA翻译.蛋白质

(2)烟草花叶病毒等大部分RNA病毒的中心法则：

篇&A翻译-蛋白质

(3)HIV等逆转录病毒的中心法则：

RNA四丝^©A鲤RNA蚂蛋白质

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DNA复制完成的，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：它是通过转录和翻译完成的，发生在个体发育过程中。

3.中心法则与基因表达的关系

控制蛋白质合成(表达遗传信息)

传

递

遗

传

信

息

脱氧核甘酸序列f核糖核甘酸序列--------^氨基酸序列

遗传信息一^遗传密码(密码子)-------------

1.结合下图分析，下列叙述错误的是()

复制

A.生物的遗传信息储存在DNA或RNA的核甘酸序列中

B.核甘酸序列不同的基因可表达出相同的蛋白质

C.遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础

D.编码蛋白质的基因含遗传信息相同的两条单链

【解析】生物的遗传物质是DNA或RNA,即遗传信息储存在DNA或RNA的核甘酸序列

中，故A项正确。因为密码子的简并性，转录形成的mRNA碱基序列不同，最终翻译出的蛋

白质可能相同，故B项正确。蛋白质是生命活动的主要承担者，即生物的表现型是通过蛋白

质体现的，故C项正确。遗传信息是由碱基序列决定的，DNA两条单链的碱基互补配对，含

遗传信息不同，故D项错误。

【答案】D

探讨3：基因型相同的不同个体，其表现型是否相同？基因型不同的个体表现型能否相

同？

提示：①不一定，若环境不同，则表现型可能不同。②可能相同。

探讨4：细胞质遗传又称为母系遗传，在遗传方式上有什么特点？是否遵循孟德尔遗传

规律？

提示：①子代性状总是与母亲相同，杂交后代无一定的性状分离比。②不遵循。

［思维升华］

1.基因对性状控制的两种途径

,A八Z间接控制

细胞代谢---------._______.

I»■蛋白质的结构—细胞结构工^3

直接控制rf

2.基因与性状的关系

廿L一个基因决定一种性状

(1)基因与性I

才夫的关系.多个基因决定一种性状

I一个基因会影响到多种性状

(2)基因控制性状还受到环境的影响，生物性状是基因型和环境条件共同作用的结果。

生物体发育

内因外因结果

III

基因型+环境=表现型

(3)基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，共同调控

着生物体的性状。

1.下列关于基因与性状之间关系的叙述，错误的是（）

A.很多情况下一对基因决定一个性状

B.有的情况下多对基因决定一个性状

C.有的情况下一对基因决定多个性状

I）.生物体的性状不会受到环境的影响

【解析】生物体的性状是基因型和外界环境共同作用的结果，生物体的性状受到环境

的影响。

【答案】D

【课后巩固案】

1.在大豆体细胞内，遗传信息在生物大分子间转移通常不发生()

A.从DNA-DNA的复制过程

B.从DNA-RNA的转录过程

C.从RNAf蛋白质的翻译过程

D.从RNAfRNA及从RNA-DNA的过程

2.如图所示为自然界中遗传信息在三种生物大分子间的流动，

下列说法正确的是（）

A.1、2、4途径常见，其他从未被认识

B.2、4、9途径常见，其他从未被认识

C.2、3途径常见，1、4很少见

D.1、2,4途径常见，3、7较少见，6已在实验室实现

3.基因对性状控制的实现是通过（）

A.DNA的自我复制

B.DNA控制蛋白质的合成

C.一个DNA上有多种基因

D.转运RNA携带氨基酸

4.在豌豆粒中，由于控制合成淀粉分支酶的基因中插入外来的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变得皱缩。此事实说明了（）

A.基因是生物体性状的载体

B.基因能直接控制生物体的性状

C.基因可以通过控制酶的合成来控制生物体的性状

D.基因可以通过控制蛋白质的结构来控制生物体的性状

5.囊性纤维化病的实例可以说明()

A.基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状

B.DNA中某个碱基发生改变，生物体合成的蛋白质必然改变

C.基因通过控制激素的合成，控制生物体的性状

D.基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状

能力提升

6.在生物体内性状的表达一般遵循“DNA-RNAf蛋白质”的原则，下面是几种与此有

关的说法，不正确的是（）

A.在细胞的不同阶段，DNA一般是不变的，RNA和蛋白质分子是变化的

B.在真核生物中，DNA-RNA是在细胞核中完成的，RNA-蛋白质是在细胞质中完

成的

C.在同一个体不同的体细胞中，DNA相同，RNA和蛋白质不一定相同

D.在细胞的不同阶段，DNA、RNA和蛋白质的种类和数量是不变的

7.如图是设想的一条生物合成途径的示意图。若将缺乏此途径中必需的某种酶的微生

物置于含X的培养基中生长，发现微生物体内有大量的M和L,但没有Z,试问基因突变影

响到哪种酶（）

C.C®D.A酶和1）酶

8.下列关于遗传信息传递的叙述，错误的是（）

A.线粒体和叶绿体中遗传信息的传递遵循中心法则

B.DNA中的遗传信息是通过转录传递给mRNA的

C.DNA中的遗传信息可决定蛋白质中氨基酸的排列顺序

D.DNA病毒中没有RNA,其遗传信息的传递不遵循中心法则

题号12345678

答案

9.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：

OqZ：c

1DNA一『二；、RNA——f蛋白质

ae

（l）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)：

①_______________________________________________________________________

②_______________________________________________________________________

10.请回答下列有关遗传信息传递的问题：

(1)为研究某病毒的致病过程，在实验室中做了如图所示的模拟实验。

其他

必

其他必_

耍

物其他必

质要物质奇

及要物质~上三

条

件一及条件岸中及的罩

产物XJ产物Y入一产物Z

甲乙丙

①从病毒中分离得到物质A。已知A是单链的生物大分子，其部分碱基序列为

—GAACAUGUU—«将物质A加入试管甲中，反应后得到产物X。经测定产物X的部分碱

基序列是一CTTGTACAA-,则试管甲中模拟的是过程。

②将提纯的产物X加入试管乙，反应后得到产物Y。产物Y是能与核糖体结合的单

链大分子，则产物Y是，试管乙中模拟的是过程。

③将提纯的产物Y加入试管丙中，反应后得到产物Z。产物Z是组成该病毒外壳的

化合物，则产物Z是。

(2)若该病毒感染了小鼠上皮细胞，则组成子代病毒外壳的化合物的原料来自

而决定该化合物合成的遗传信息来自一

若该病毒除感染小鼠外，还能感染其他哺乳动物，则说明所有生物共用一套。

该病毒遗传信息的表达过程为。

答案

【课前预习案】

1.克里克DNADNARNA蛋白质蛋白质RNADNA

2.酶性状酪氨酸酶

3.蛋白质跨膜蛋白缺失结构

4.简单的线性多个基因

5.基因环境

6.叶绿体线粒体（1）核基因（2）母系

对点训练

【课堂探究案】

【课后巩固案】

1.D［从RNAfRNA及从RNAfDNA的过程只发生在某些病毒的生命活动中。］

2.D［DNA复制、转录、翻译在自然界普遍存在，RNA的复制、RNA逆转录在某些病毒

的遗传信息传递中被发现，在实验室条件下，可以直接以DNA的一条链为模板，合成蛋白质

（多肽）。］

3.B［蛋白质是生命活动的主要承担者。一方面，基因通过控制酶的合成来控制代谢

的过程，进而控制生物体的性状。另一方面，基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物

的性状。］

4.C［基因可以通过控制酶的合成来控制生物性状。由于豌豆控制合成淀粉分支酶的

基因插入外来DNA片段，引起基因异常不能合成淀粉分支酶，进而影响了淀粉的合成，导致

吸水能力弱而皱缩。］

5.D［通过对囊性纤维化病的实例分析，说明基因通过控制蛋白质的结构直接控制生

物体的性状，故D项正确；A、C两项说法虽正确，但与题意不符合；B项说法本身不正确，

因为密码子有简并现象。］

6.D［DNA是细胞中的遗传物质，一般是不变的；由于同一个体不同的体细胞中的基

因存在着选择性表达，因此不同细胞中的DNA相同，而RNA和蛋白质却不一定相同。］

7.C［由题意可知，物质合成的顺序是：X-Y2-M-L,所以存在B酶、D酶、A酶。

没有Z物质，则是由缺乏C酶引起的，而E醐不能确定。］

8.D［线粒体和叶绿体中有少量