高中生物 第4章 第2节 基因对性状的控制教案 新人教版必修2

第2节基因对性状的控制

学习目标核心素养

1.通过对资料进行分析归纳，概括中心法则

1.理解中心法则的内容及应用。(重、难点)的提出及发展过程。

2.阐述基因、蛋白质与性状的关系。(重点)2.结合实例，阐述基因控制性状的两种方式。

3.了解细胞质遗传及其特点。3.通过与细胞核遗传比较，了解细胞质遗传及

特点。

自主预习。揣新加

NINHLJYLJXI丁AZXIZNHI

一、中心法则的提出及其发展

1.中心法则的提出及内容

(1)提出者：克里克。

(2)中心法则内容

|生理过程|I遗传信息的传圜

①DNA复制、a.从DNA流向RNA

②转录b.从RNA流向蛋白质

③翻译c.从DNA流向DNA

复厂'转录翻译

⑶图解：

2.中心法则的发展

发展内容信息流动举例

RNA自我复制遗传信息从RNA流向RNARNA病毒

RNA逆转录合成DNA遗传信息从RNA流向DNAHIV病毒、致癌的RNA病毒

3.完善后的中心法则图解

复转录'复「翻译

制DNA*-制•RNA------------蛋白质

逆转录

二、基因、蛋白质与性状的关系

1.基因控制生物性状的两条途径

(1)基因对生物性状的间接控制扫

码

看

①实质：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。微

课

回!

②举例:

皱粒豌豆的形成人的白化病的形成

皱粒豌豆的DNA中插入了一段外来DNA序列，使编码逐

控制酪氨酸酶的基因异常

粉分支酶的基因被打乱

3

不能合成酪氨酸酶

不能合成淀粉分支酶

酪氨酸不能转变为黑色素

细胞内淀粉含量下降,游离蔗糖含量升高

表现出白化症状

豌豆成熟时因失水而皱缩

(2)基因对生物性状的直接控制

①实质：基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体性状。

②举例:

囊性纤维病镰刀型细胞贫血症

编码CFTR蛋白的基因缺失3个碱基

3

CFTR蛋白缺少苯丙氨酸编码血红蛋白的基因发生改变

CFTR蛋白结构异常，导致功能异常血红蛋白组成的红细胞结构异常，

3功能受损

患者支气管中黏液增多，管腔受阻，细菌在肺部大量生长

繁殖，使肺功能严重受损

2.基因与性状的关系

基因与性状的关系并不都是简单的线性关系。生物的性状是基因型与环境共同作用的结

果。

3.细胞质基因

(1)分布：线粒体和叶绿体中。

(2)功能：

①进行半自主自我复制。

②通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成。

(3)遗传方式：人的细胞质基因只能通过曼亲遗传给后代。

基础诊断G

判断对错(正确的打“J”，错误的打“X”)

1.DNA病毒中没有RNA,其遗传信息的传递不遵循中心法则。

2.正常情况下，真核生物细胞内可发生中心法则的每个过程。

（）

3.RNA病毒都能进行逆转录。（）

4.基因与性状的关系是一对一的线性关系。（）

5.生物性状是由基因型和环境共同控制的。（）

6.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。

提示：1.XDNA病毒中没有RNA,但其遗传信息的传递仍遵循中心法则，包括DNA的

复制、转录和翻译三个过程。

2.X正常情况下，真核细胞内只发生DNA的复制、转录和翻译过程，RNA复制和逆转

录的过程发生在某些被病毒侵染后的细胞内。

3.X不是所有RNA病毒都能进行逆转录，只有含逆转录酶的RNA病毒才能进行逆转录,

如HIVo

4.X生物体的一种性状有时受多个基因的影响，有些基因可以影响多种性状。

5.V

6.V

合作探究。及重避

HEZUOTANJIUGONGZHCNGNAN；

义究就幺_____________________________中心法则及其发展

［问题探究］

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，请分析此图解

中A〜E试管所模拟的过程分别是什么？

D

DNA

一

士(RNRNA

-c5NAFr(RNSIPA

一B<_^ATPAT

TPl酶

酶核

核

糖酶

二

核

一r

-巡

三

氨

二

脱氧核糖酸

三

三

核

酸

一

三

首三脱氧核糖

三

三

核甘酸3三

))二核甘酸二

ABCDE

提小：A—DNA复制；B—转录；C—RNA复制；D一逆转录；E一翻译。

［归纳总结］

1.中心法则的内容及应用

、转录一复/

复'翻译

制DNA--------制；、RNA---------------蛋白质

/逆转录、

（1）细胞生物及噬菌体等DNA病毒的中心法则

翻译

RNA一”蛋白质

(2)烟草花叶病毒等大部分RNA病毒的中心法则

4.A翻译》蛋白质

(3)HIV等逆转录病毒的中心法则

逆转录复f转录翻译诃八华

RNA------俞IDNA-----，RNA-----蛋白质

(4)高度分化的细胞内中心法则的表达式

转录翻译

DNA——»RNA——►蛋白质

(5)能分裂的细胞内中心法则的表达式

翻译

RNA»蛋白质

特别提醒：

(1)逆转录需要逆转录酶。

(2)逆转录和RNA复制只有在某些病毒复制时才能进行。

(3)哺乳动物成熟的红细胞中无遗传信息的传递。

2.中心法则体现了DNA的两大基本功能

(1)传递遗传信息：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：通过转录和翻译完成的，发生在个体发育过程中。

金对1江练国■

1.人或动物a户基因编码一种蛋白(PrP°),该蛋白无致病性。PrP°的空间结构改变后成

为PrP”(肮粒)，就具有了致病性。Prpsc可以诱导更多的PrP,转变为PrP*实现肮粒的增殖，

可以引起疯牛病。据此判断，下列叙述正确的是()

A.肮粒侵入机体后可整合到宿主的基因组中

B.肮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

D.prp。转变为PrP'c的过程属于遗传信息的翻译过程

C［据题中信息可知肮粒是基因所编码的蛋白质空间结构变化后形成的，因此还属

于蛋白质，不可能整合到宿主细胞的基因组中，A错误。细菌增殖方式为二分裂，与肮粒不相

同，B错误。由题中信息可知，在?基因编码的蛋白质与肮粒的功能因空间结构的不同而不同，

C正确。PrP0转变为PrP"只是蛋白质空间结构发生了改变，D错误。］

2.下图表示生物界的中心法则，有关叙述正确的是()

⑤:RNA-------®_蛋白质

A.健康的人体内可以发生图中所有过程

B.烟草花叶病毒侵入宿主细胞后发生①一②一③一④的过程

C.⑤过程需要逆转录酶的参与

D.该图揭示了遗传信息传递的一般规律

D［分析图形可知，健康的人体内可以发生图中①DNA复制、②转录和③翻译过程，A项

错误。烟草花叶病毒是RNA病毒，侵入宿主细胞后发生⑤RNA复制和⑥翻译过程，B项错误。

④过程需要逆转录酶的参与，C项错误。］

忱畛_______________________基因、蛋白质与性状的关系

1.基因控制性状的方式

直接途径间接途径

基因通过控制“蛋白质的结构”直接控基因通过控制“酶”的合成来控制代谢

方式

制生物性状过程进而控制生物性状

厂蛋白质--

;（间接途径）

酶-4细胞代谢f性状

图解基因:

1劣结构蛋白-;细胞结构—性状

［直接途径）

2.基因、蛋白质与性状之间的关系

DNA---更垩---------►RNA---吧►蛋白质

/因--------------------整制-----------------'状

控制|

等位基因型《隐性基因姐隐性屈表现型•相产状

等位%因分离-------------导邕--------------相对性状分离

基因与性状的关系并非简单的线性关系，可以是多个基因决定一个性状，也可以是一个

基因与多个性状有关。

3.细胞质基因与细胞核基因的比较

项目细胞质基因细胞核基因

存在部位叶绿体、线粒体细胞核

是否与蛋

否，DNA分子裸露与蛋白质结合为染色体

白质结合

结构双链DNA双链DNA

功能复制、转录和翻译复制、转录和翻译

基因数量少多

遗传方式母系遗传遵循孟德尔遗传定律

线粒体和叶绿体是半自主性细胞器，这些部位的基因活动还要受核

联系

基因的控制

渐点!练国・

1.人类白化病和苯丙酮尿症是由代谢异常引起的疾病，下图表示在人体代谢中产生这两

类疾病的过程。由图中不能得出的结论是（）

基因1基因2

II

IW1薛2

食物蛋白质—笨丙氮酸二一BSS®t•黑色素

SB93-j#3—1J-—梅4―基因4

笨丙南酸多巴胺

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.一种性状可以由多个基因控制

A［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。］

2.下图表示基因的作用与性状的表现之间的关系，下列相关叙述正确的是（）

A.①过程与DNA复制的共同点是都以DNA的一条链为模板，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性状的，苯丙酮尿症是通过蛋白质直接

表现性状的

D.HIV、大肠杆菌及4噬菌体都可以在人体细胞内进行①③这两个基本过程

B［①过程是转录，是以DNA的一条链为模板，在RNA聚合酶的作用下进行的；苯丙酮

尿症是患者体内某种酶的合成受阻导致的，是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程进而控

制生物性状的；T,噬菌体的宿主细胞是大肠杆菌细胞，不能侵染人体细胞。］

［课堂小结］

知识网络构建核心语句归纳

1.中心法则图解

厂、转录_厂飞翻译

(RNA---►蛋白质

、/逆转录

复制复制

复制2.基因控制生物性状的两条途径

复C转录L厂\翻译

制(•RNA------蛋白质(1)通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而

Vy逆转录'、」

控制生物体的性状。

基因厂［晦的合成卜|细胞代谢卜

(2)通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的

,_____________________,一性状

T蛋白质的结构卜」性状。

3.一个基因可能控制多种性状，一种性状也可

能由多个基因控制。

4.线粒体DNA和叶绿体DNA也能进行复制、转

录和翻译，并控制生物体的性状。

当堂达标。固以基

；TANCDABIAOGUSHI

1.结合下图分析，下列叙述错误的是()

复制

iCDNA-录(JRNA翻译》蛋白质

逆转录Jy

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

D［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，所含遗传信息不

同，故D项错误。］

2.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与脱氧核甘酸结构相似，可抑制该病毒的增殖，但不抑制宿主细胞的增殖，那

么物质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（逆）转录过程

D.抑制该病毒RNA的自我复制过程

C［本题主要考查中心法则。RNA病毒逆转录生成DNA,需要的原料是4种脱氧核甘酸，

物质Y与脱氧核昔酸结构相似，会混入逆转录生成的DNA中，致使逆转录生成的DNA不能整

合到真核宿主的基因组中，影响病毒RNA及蛋白质的合成，从而抑制该病毒增殖，故只有C

项正确。］

3.下图为脉抱霉体内精氨酸的合成途径示意图，从图中可得出（）

基因①基因②基因③基因④

J（（J

酶①酶②酶③酶④

331I

N一乙酸鸟氨酸一鸟氨酸一瓜氨酸一精氨酸琥珀酸一精氨酸

A.一种物质的合成只受一个基因的控制

B.基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程

C.若基因②不表达，则基因③和④也不表达

D.若基因③不存在，则瓜氨酸仍可合成精氨酸琥珀酸

B［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。由示意图可知，

精氨酸的合成需要酶①②③④的参与，而它们分别受基因①②③④的控制。基因具有一定的

独立性，基因②不表达时，基因③和④仍可表达，只是无法合成精氨酸。若基因③不存在，

酶③不能合成，则瓜氨酸一精氨酸琥珀酸的途径不能进行。］

4.下面是关于基因、蛋白质和性状之间关系的叙述，其中不正确的是（）

A.基因可以决定性状

B.蛋白质的结构可以直接影响性状

C.基因控制性状是通过控制蛋白质的合成来实现的

D.蛋白质的功能可以控制性状

D［蛋白质是生物体性状的直接体现者，但蛋白质是通过基因控制合成的，因此基因才

是性状的控制者。基因可通过控制蛋白质的结构直接影响性状，也可通过控制酶的合成来控

制代谢过程，进而控制生物的性状。］

5.中心法则反映了生物体内遗传信息的传递过程，请结合图示回答问题：

（1）图示遗传信息传递过程中能发生碱基A—U（或U—A）配对的过程有；其中需

要核糖核昔酸作为原料的过程有o（填序号）

（2）一个细胞周期中，细胞核中一个DNA分子可发生图中①过程次，此过程中，

模板链和子链中(A+T)/的(G+C)值的关系是。

(3)图中③过程