2024高中生物第4章基因的表达第2节基因对性状的控制教案新人教版必修2

PAGE8-第2节基因对性状的限制[学习目标]1.结合“中心法则的提出及其发展”，归纳并理解中心法则。2.概述基因限制生物体性状的两种方式，进一步理解基因、蛋白质与性状的关系。学问点一中心法则的提出和发展学问梳理1.克里克提出的中心法则过程名称遗传信息流向①eq\o(□,\s\up3(01))复制DNA→DNA②转录eq\o(□,\s\up3(02))DNA→RNA③eq\o(□,\s\up3(03))翻译eq\o(□,\s\up3(04))RNA→蛋白质2．中心法则的发展(1)阅读教材P69“资料分析”①材料1说明遗传信息还可以从eq\o(□,\s\up3(05))RNA流向eq\o(□,\s\up3(06))RNA。②材料2说明遗传信息还可以从eq\o(□,\s\up3(07))RNA流向eq\o(□,\s\up3(08))DNA。③材料3说明遗传信息还可能从eq\o(□,\s\up3(09))蛋白质流向eq\o(□,\s\up3(10))蛋白质。(该过程只是可能存在)④发展：历经考验后的中心法则，补充了遗传信息从RNA流向eq\o(□,\s\up3(11))RNA以及从RNA流向eq\o(□,\s\up3(12))DNA这两条途径，比以往更加完善。(2)图解(3)适用范围①以eq\o(□,\s\up3(13))DNA作为遗传物质的生物(包括原核生物、真核生物和DNA病毒)②以eq\o(□,\s\up3(16))RNA作为遗传物质的生物RNA病毒(烟草花叶病毒、SARS病毒)逆转录病毒(HIV)3.总结：中心法则几个过程分析1.DNA病毒内不含RNA，其遗传信息的传递是否遵循中心法则的内容？为什么？提示：遵循，因为DNA病毒是把自身的遗传物质注入宿主细胞中，然后利用宿主细胞供应原料进行DNA的复制和基因的表达。2．神经细胞中能发生哪些遗传信息的传递？提示：转录、翻译。典题精析[例1]遗传信息的流淌方向可用下图表示，图中序号表示复制等过程。下列叙述中错误的是()A．过程①②③④⑤均存在碱基互补配对B．原核细胞中过程②⑤可以同时进行C．⑤过程涉及的RNA只有mRNA和tRNAD．过程②④的碱基配对方式有所不同解题分析图中①是DNA的复制、②是转录、③是逆转录、④是RNA的复制、⑤是翻译过程，这些过程均存在碱基互补配对，A正确；真核细胞中转录主要在细胞核中进行，翻译在细胞质中进行，mRNA要出细胞核后才能进行翻译，而原核细胞不存在核膜，转录和翻译可以同时进行，B正确；翻译过程模板为mRNA，须要转运工具tRNA，还要有核糖体，故还要涉及rRNA，C错误；过程②的碱基配对方式为A—U、T—A、C—G、G—C，过程④的碱基配对方式为A—U、U—A、C—G、G—C，D正确。答案C[例2]如图所示，能在造血干细胞和唾液腺细胞内发生的过程分别是()A．前者有①②③，后者有②③B．两者都有①C．两者都有①②③D．两者都有①②解题分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[例3]在其他条件具备的状况下，在试管中加入物质X和物质Z，可得到相应产物Y。下列叙述正确的是()A．若X是DNA，Y是RNA，则Z是逆转录酶B．若X是DNA，Y是mRNA，则Z是脱氧核苷酸C．若X是RNA，Y是DNA，则Z是限制酶D．若X是mRNA，Y是在核糖体上合成的大分子，则Z是氨基酸解题分析若X是DNA，Y是RNA，则Z是RNA聚合酶，A错误；若X是DNA，Y是mRNA，则Z是核糖核苷酸，B错误；若X是RNA，Y是DNA，则Z是逆转录酶，C错误；若X是mRNA，Y是在核糖体上合成的大分子，即蛋白质，则Z是氨基酸，D正确。答案D学问点二基因、蛋白质与性状的关系学问梳理1.基因限制生物性状的两条途径(1)基因对生物性状的间接限制①实质：基因通过限制eq\o(□,\s\up3(01))酶的合成来限制eq\o(□,\s\up3(02))代谢过程，进而限制eq\o(□,\s\up3(03))生物体的性状。②举例(2)基因对生物性状的干脆限制①实质：基因通过限制eq\o(□,\s\up3(10))蛋白质的结构干脆限制生物体的性状。②举例：eq\o(□,\s\up3(11))囊性纤维病。编码CFTR蛋白(跨膜蛋白)的基因缺失了eq\o(□,\s\up3(12))3个碱基→CFTR蛋白在第508位缺少eq\o(□,\s\up3(13))苯丙氨酸→CFTR蛋白eq\o(□,\s\up3(14))结构异样→使CFTR转运氯离子的功能异样，支气管中黏液增多，管腔受阻，细菌在肺部大量繁殖，使人患囊性纤维病。2．基因与性状的关系eq\a\vs4\al(1基因与性状,的数量关系)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(一个基因确定一种性状,\o(□,\s\up3(15))多个基因确定一种性状,一个基因会影响到多种性状))(2)基因与性状的对应关系(3)影响基因限制性状的因素生物性状是由eq\o(□,\s\up3(19))基因和eq\o(□,\s\up3(20))环境条件共同作用的结果，其关系如图所示：3．细胞质基因细胞质基因指的是细胞核以外的eq\o(□,\s\up3(22))细胞质中的基因。eq\o(□,\s\up3(23))叶绿体和eq\o(□,\s\up3(24))线粒体中的DNA都能够进行半自主自我复制，并通过eq\o(□,\s\up3(25))转录和eq\o(□,\s\up3(26))翻译限制某些蛋白质的合成。如线粒体疾病是由线粒体eq\o(□,\s\up3(27))DNA缺陷引起的，这些遗传病都只能通过eq\o(□,\s\up3(28))母亲遗传给后代。1.一个基因的变更仅仅引起生物体单一性状的变更吗？并说明缘由？提示：不是，基因与生物的性状之间并非简洁的一一对应关系，因此一个基因变更可能会影响多种性状。2．白化病与老人头发变白的缘由相同吗？提示：不相同。白化病是由于限制酪氨酸酶的基因异样导致细胞不能合成酪氨酸酶而缺乏黑色素，而老年人头发变白是由于细胞苍老时酪氨酸酶活性下降而缺乏黑色素。典题精析[例1]下面关于基因、蛋白质、性状之间关系的叙述中，错误的是()A．生物体的一切性状完全由基因限制，与环境因素无关B．基因可通过限制蛋白质的结构干脆限制生物体的性状C．基因可通过限制酶的合成来限制代谢过程，进而限制生物体的性状D．基因的遗传信息可通过转录和翻译传递到蛋白质得以表达解题分析生物体的性状由基因限制，同时受环境因素的影响，A错误。答案A[例2]Leber遗传性视神经病是一种遗传病，此病由线粒体DNA上的基因限制。某女士的母亲患有此病，假如该女士结婚生育，下列预料正确的是()A．假如生男孩，孩子不会携带致病基因B．假如生女孩，孩子不会携带致病基因C．不管生男或生女，孩子都会携带致病基因D．必需经过基因检测，才能确定解题分析Leber遗传性视神经病是由线粒体DNA基因突变所致，属于细胞质遗传。已知女士的母亲患有Leber，则该女士确定患有该病，所以当该女士结婚生育时，其子女也必定患病。答案C学问拓展1生物体的性状受细胞核基因和细胞质基因的共同限制。2细胞质基因的复制、转录和翻译均在线粒体或叶绿体内完成，这两类细胞器是半自主性细胞器；细胞核基因的复制、转录在细胞核内进行，翻译在细胞质的核糖体上进行。3细胞质遗传遵循中心法则，但不遵循孟德尔遗传定律。母系遗传子女的性状与母本保持一样的机理是卵细胞内含有大量的细胞质，精子内只含有极少量的细胞质。受精卵中的细胞质基因几乎全部来自卵细胞。当堂检测——查漏补缺巩固提升1．尿嘧啶核糖核苷(简称尿苷)在细胞内可以转化为尿嘧啶核糖核苷酸。假如选用含有3H－尿嘧啶核糖核苷的养分液，处理活的小肠黏膜层，几小时后检测小肠绒毛，发觉整个小肠黏膜层上均有放射性出现。推想与之亲密相关的过程是图中的()A．①B．②C．③D．①和②答案B解析小肠黏膜层上均有放射性出现是因为3H－尿嘧啶核糖核苷被利用，说明合成了RNA，发生了转录过程。2．下列过程中，由逆转录酶催化的是()A．DNA→RNA B．RNA→DNAC．蛋白质→蛋白质 D．RNA→蛋白质答案B解析RNA→DNA属于逆转录过程，须要逆转录酶催化，B正确。3．同一株水毛茛，浸在水中的叶与袒露在空气中的叶形态不同，缘由是()A．基因发生了变更B．环境确定生物的性状C．基因未发生变更，性状还受环境的影响D．水中叶片脱落了答案C解析同一株水毛茛，浸在水中的叶与袒露在空气中的叶形态不同，该株水毛茛的基因型没有发生变更，是环境影响了性状表现，说明生物性状是由遗传物质确定的同时，还受环境影响。4．如图为人体内基因对性状的限制过程，分析可知()A．基因1和基因2一般不会出现在人体内的同一个细胞中B．图中①过程需RNA聚合酶的催化，②过程不需tRNA的帮助C．④⑤过程的结果存在差异的根本缘由是血红蛋白结构的不同D．过程①②③表明基因通过限制酶的合成来限制代谢过程，进而限制生物体的性状答案D解析人体的体细胞均由同一个受精卵分裂、分化而形成的，因此基因1和基因2在人体的几乎全部细胞中都同时存在，A错误；①是转录过程，须要RNA聚合酶的催化，②是翻译过程，须要tRNA携带氨基酸，B错误；④⑤过程的结果存在差异的干脆缘由是血红蛋白结构不同，C错误；过程①②③表明基因通过限制酶的合成来限制代谢过程，进而限制生物体的性状，D正确。5．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。请回答下列问题。(1)图中a、b、c、d所表示的四个过程分别是________、________、________和________。(2)须要tRNA和核糖体同时参加的过程是________(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____________________________________________________________。答案(1)DNA复制转录翻译逆转录(2)c(3)间(4)细胞核(5)tR