2019-2020年高中生物《4.2 基因对性状的控制》学案 新人教版必修2.doc

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2019-2020年高中生物《4.2 基因对性状的控制》学案 新人教版必修2 教学目标　1.了解中心法则的提出及其发展过程。2.通过中心法则图解理解遗传信息的流动方向。3.举例说明基因、蛋白质与性状的关系。4.了解性状是基因与环境共同作用的结果。 一、中心法则的提出及发展 1．1957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．教材69页资料分析 资料1表明遗传信息可以由RNA流向RNA，即RNA→RNA； 资料2表明遗传信息可以由RNA流向DNA，即RNA→DNA； 资料3表明遗传信息可能由蛋白质流向蛋白质，即蛋白质→蛋白质。 3．历经考验后的中心法则，补充了遗传信息从RNA流向________以及从RNA流向________这两条途径，比以往更加完善。 4．中心法则图解 图解表示出遗传信息传递的5个途径： ①DNA→DNA(或基因到基因)：是DNA的复制过程，表示遗传信息的传递。②DNA→RNA：遗传信息的转录过程。③RNA→蛋白质：发生在细胞质核糖体上的翻译过程，②、③共同完成遗传信息的表达。④RNA→DNA：少数RNA病毒、HIV等在宿主细胞内的逆转录过程。⑤RNA→RNA：以RNA作为遗传物质的生物(如RNA病毒)的RNA自我复制过程。 实线表示的①、②、③途径在自然界普遍存在，发生在绝大多数的生物体中；虚线表示的④、⑤途径是后来发现的，这两种信息传递途径在少数生物体内存在，是对中心法则的补充。 二、基因、蛋白质与性状的关系 1．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。 2．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________。 (1)囊性纤维病 CFTR基因缺失3个碱基→CFTR蛋白结构异常，导致功能异常→患者支气管黏液增多→黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染 (2)镰刀型细胞贫血病(详见第5章) 正常基因　　　　　　　　　异常基因 　　 　 ↓　 　　　　 　　　　　↓ (谷氨酸)正常－血红蛋白结构－异常(缬氨酸) 3．DNA、基因、蛋白质与性状之间的关系 三、基因控制性状的影响因素 1．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。 2．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。 3．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。 4．生物的性状由基因决定，还受环境条件的影响，是生物的基因和环境共同作用的结果，即表现型＝基因型＋环境条件。如玉米白化苗的形成，在光照下长成白化苗，是由隐性基因控制的，是因为不能形成叶绿素的缘故；如果有显性基因的种子在光照下发育正常，却在黑暗条件下形成白化苗，则是由于光照是合成叶绿素的必要条件造成的。 课时训练 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RNA→蛋白质的翻译过程 D．从RNA→RNA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 6．在生物体内性状的表达一般遵循“DNA→RNA→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 (　　) A．E酶 B．B酶 C．C酶 D．A酶和D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 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： (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)： 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。 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—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________________。 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 一、1.克里克　DNA　DNA　RNA　蛋白质　蛋白质　RNA　DNA 3．RNA　DNA 二、1.酶　性状　酪氨酸酶 2．蛋白质　跨膜蛋白　缺失　结构 三、1.简单的线性　多个基因 2．基因　环境 3．叶绿体　线粒体　(1)核基因　(2)母系 课时训练 1．D　[从RNA→RNA及从RNA→DNA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酶不能确定。] 8．D　[线粒体和叶绿体中有少量的DNA，能够进行DNA的复制、转录和翻译过程，遵循中心法则，A正确；DNA能够通过转录将遗传信息传递给mRNA，进一步通过翻译完成蛋白质的合成，所以DNA中的遗传信息可决定蛋白质中氨基酸的排列顺序，故B、C正确；DNA病毒中只有DNA，能进行DNA复制、转录、翻译，故其遗传信息的传递遵循中心法则，D错误。] 9．(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 ①　 ②RNA→DNA→mRNA→蛋白质 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控制蛋白质的合成过程两种。 10．(1)①逆转录　②mRNA　转录　③多肽(或蛋白质)　(2)小鼠上皮细胞　病毒RNA　密码子　RNA→DNA→mRNA→蛋白质 解析　(1)A是单链且含有碱基U，所以为RNA；物质A加入试管甲中，反应后得到产物X中含T，说明X为DNA，因而甲试管中模拟的是逆转录过程；试管乙中的产物Y能与核糖体结合说明Y为mRNA，因而模拟的是转录过程；丙试管中能合成产物Z，是病毒外壳的成分，说明丙中是翻译过程，Z为蛋白质或多肽；(2)病毒感染小鼠上皮细胞后合成子代病毒外壳的原料来自小鼠上皮细胞，若还能感染其他哺乳动物，说明生物界共用一套密码子，蛋白质的合成方式相同。