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2019-2020年高中生物《4.2 基因?qū)π誀畹目刂啤穼W(xué)案 新人教版必修2 教學(xué)目標(biāo)　1.了解中心法則的提出及其發(fā)展過(guò)程。2.通過(guò)中心法則圖解理解遺傳信息的流動(dòng)方向。3.舉例說(shuō)明基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系。4.了解性狀是基因與環(huán)境共同作用的結(jié)果。 一、中心法則的提出及發(fā)展 1．1957年，____________提出中心法則，遺傳信息可以從________流向________，即自我復(fù)制；也可以從DNA流向________，進(jìn)而流向____________，即遺傳物質(zhì)的轉(zhuǎn)錄和翻譯。但是，遺傳信息不能從蛋白質(zhì)傳遞到____________，也不能從蛋白質(zhì)流向________或________。 2．教材69頁(yè)資料分析 資料1表明遺傳信息可以由RNA流向RNA，即RNA→RNA； 資料2表明遺傳信息可以由RNA流向DNA，即RNA→DNA； 資料3表明遺傳信息可能由蛋白質(zhì)流向蛋白質(zhì)，即蛋白質(zhì)→蛋白質(zhì)。 3．歷經(jīng)考驗(yàn)后的中心法則，補(bǔ)充了遺傳信息從RNA流向________以及從RNA流向________這兩條途徑，比以往更加完善。 4．中心法則圖解 圖解表示出遺傳信息傳遞的5個(gè)途徑： ①DNA→DNA(或基因到基因)：是DNA的復(fù)制過(guò)程，表示遺傳信息的傳遞。②DNA→RNA：遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過(guò)程。③RNA→蛋白質(zhì)：發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)核糖體上的翻譯過(guò)程，②、③共同完成遺傳信息的表達(dá)。④RNA→DNA：少數(shù)RNA病毒、HIV等在宿主細(xì)胞內(nèi)的逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程。⑤RNA→RNA：以RNA作為遺傳物質(zhì)的生物(如RNA病毒)的RNA自我復(fù)制過(guò)程。 實(shí)線表示的①、②、③途徑在自然界普遍存在，發(fā)生在絕大多數(shù)的生物體中；虛線表示的④、⑤途徑是后來(lái)發(fā)現(xiàn)的，這兩種信息傳遞途徑在少數(shù)生物體內(nèi)存在，是對(duì)中心法則的補(bǔ)充。 二、基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系 1．基因通過(guò)控制______的合成來(lái)控制代謝過(guò)程，進(jìn)而控制生物體的________，如：人的白化癥狀是由于控制________________的基因異常引起的。 2．基因還能通過(guò)控制____________的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀，如囊性纖維病是由于編碼一個(gè)____________(CFTR蛋白)的基因________了三個(gè)堿基，導(dǎo)致CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸，進(jìn)而影響了CFTR蛋白的________。 (1)囊性纖維病 CFTR基因缺失3個(gè)堿基→CFTR蛋白結(jié)構(gòu)異常，導(dǎo)致功能異?！颊咧夤莛ひ涸龆唷ひ呵宄щy，細(xì)菌繁殖，肺部感染 (2)鐮刀型細(xì)胞貧血病(詳見(jiàn)第5章) 正?；颉　　　　　　　　‘惓；? 　　 　 ↓　 　　　　 　　　　　↓ (谷氨酸)正常－血紅蛋白結(jié)構(gòu)－異常(纈氨酸) 3．DNA、基因、蛋白質(zhì)與性狀之間的關(guān)系 三、基因控制性狀的影響因素 1．基因與性狀的關(guān)系并不都是________________關(guān)系。如人的身高可能是由________________決定的，同時(shí)，后天的營(yíng)養(yǎng)和體育鍛煉等對(duì)身高也有重要作用。 2．基因與________、基因與基因產(chǎn)物、基因與________之間存在著復(fù)雜的相互作用，精細(xì)地調(diào)控著生物體的性狀。 3．細(xì)胞質(zhì)基因：存在于____________和____________中的基因。 (1)線粒體和葉綠體是半自主細(xì)胞器，這些部位的基因的活動(dòng)還要受到____________的控制、制約。 (2)細(xì)胞質(zhì)基因不遵循孟德?tīng)栠z傳規(guī)律，表現(xiàn)為_(kāi)_______遺傳。 4．生物的性狀由基因決定，還受環(huán)境條件的影響，是生物的基因和環(huán)境共同作用的結(jié)果，即表現(xiàn)型＝基因型＋環(huán)境條件。如玉米白化苗的形成，在光照下長(zhǎng)成白化苗，是由隱性基因控制的，是因?yàn)椴荒苄纬扇~綠素的緣故；如果有顯性基因的種子在光照下發(fā)育正常，卻在黑暗條件下形成白化苗，則是由于光照是合成葉綠素的必要條件造成的。 課時(shí)訓(xùn)練 1．在大豆體細(xì)胞內(nèi)，遺傳信息在生物大分子間轉(zhuǎn)移通常不發(fā)生 (　　) A．從DNA→DNA的復(fù)制過(guò)程 B．從DNA→RNA的轉(zhuǎn)錄過(guò)程 C．從RNA→蛋白質(zhì)的翻譯過(guò)程 D．從RNA→RNA及從RNA→DNA的過(guò)程 2．如圖所示為自然界中遺傳信息在三種生物大分子間的流動(dòng)， 下列說(shuō)法正確的是 (　　) A．1、2、4途徑常見(jiàn)，其他從未被認(rèn)識(shí) B．2、4、9途徑常見(jiàn)，其他從未被認(rèn)識(shí) C．2、3途徑常見(jiàn)，1、4很少見(jiàn) D．1、2、4途徑常見(jiàn)，3、7較少見(jiàn)，6已在實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn) 3．基因?qū)π誀羁刂频膶?shí)現(xiàn)是通過(guò) (　　) A．DNA的自我復(fù)制 B．DNA控制蛋白質(zhì)的合成 C．一個(gè)DNA上有多種基因 D．轉(zhuǎn)運(yùn)RNA攜帶氨基酸 4．在豌豆粒中，由于控制合成淀粉分支酶的基因中插入外來(lái)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變得皺縮。此事實(shí)說(shuō)明了 (　　) A．基因是生物體性狀的載體 B．基因能直接控制生物體的性狀 C．基因可以通過(guò)控制酶的合成來(lái)控制生物體的性狀 D．基因可以通過(guò)控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)來(lái)控制生物體的性狀 5．囊性纖維化病的實(shí)例可以說(shuō)明 (　　) A．基因通過(guò)控制酶的合成來(lái)控制代謝過(guò)程，進(jìn)而控制生物體的性狀 B．DNA中某個(gè)堿基發(fā)生改變，生物體合成的蛋白質(zhì)必然改變 C．基因通過(guò)控制激素的合成，控制生物體的性狀 D．基因通過(guò)控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀 6．在生物體內(nèi)性狀的表達(dá)一般遵循“DNA→RNA→蛋白質(zhì)”的原則，下面是幾種與此有關(guān)的說(shuō)法，不正確的是 (　　) A．在細(xì)胞的不同階段，DNA一般是不變的，RNA和蛋白質(zhì)分子是變化的 B．在真核生物中，DNA→RNA是在細(xì)胞核中完成的，RNA→蛋白質(zhì)是在細(xì)胞質(zhì)中完成的 C．在同一個(gè)體不同的體細(xì)胞中，DNA相同，RNA和蛋白質(zhì)不一定相同 D．在細(xì)胞的不同階段，DNA、RNA和蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量是不變的 7．如圖是設(shè)想的一條生物合成途徑的示意圖。若將缺乏此途徑中必需的某種酶的微生物置于含X的培養(yǎng)基中生長(zhǎng)，發(fā)現(xiàn)微生物體內(nèi)有大量的M和L，但沒(méi)有Z，試問(wèn)基因突變影響到哪種酶 (　　) A．E酶 B．B酶 C．C酶 D．A酶和D酶 8．下列關(guān)于遺傳信息傳遞的敘述，錯(cuò)誤的是 (　　) A．線粒體和葉綠體中遺傳信息的傳遞遵循中心法則 B．DNA中的遺傳信息是通過(guò)轉(zhuǎn)錄傳遞給mRNA的 C．DNA中的遺傳信息可決定蛋白質(zhì)中氨基酸的排列順序 D．DNA病毒中沒(méi)有RNA，其遺傳信息的傳遞不遵循中心法則 9.中心法則揭示了生物遺傳信息由DNA向蛋白質(zhì)傳遞與表達(dá)的過(guò)程。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題： (1)a、b、c、d所表示的四個(gè)過(guò)程依次分別是____________、__________、__________和______________。 (2)需要tRNA和核糖體同時(shí)參與的過(guò)程是___________________________________ (用圖中的字母回答)。 (3)a過(guò)程發(fā)生在真核細(xì)胞分裂的__________期。 (4)在真核細(xì)胞中，a和b兩個(gè)過(guò)程發(fā)生的主要場(chǎng)所是______________。 (5)能特異性識(shí)別信使RNA上密碼子的分子是__________，后者所攜帶的分子是________________________________________________________________________。 (6)RNA病毒的遺傳信息傳遞與表達(dá)的途徑有(用類似本題圖中的形式表述)： ①____________________________________________________________________； ②____________________________________________________________________。 10．請(qǐng)回答下列有關(guān)遺傳信息傳遞的問(wèn)題： (1)為研究某病毒的致病過(guò)程，在實(shí)驗(yàn)室中做了如圖所示的模擬實(shí)驗(yàn)。 ①?gòu)牟《局蟹蛛x得到物質(zhì)A。已知A是單鏈的生物大分子，其部分堿基序列為—GAACAUGUU—。將物質(zhì)A加入試管甲中，反應(yīng)后得到產(chǎn)物X。經(jīng)測(cè)定產(chǎn)物X的部分堿基序列是—CTTGTACAA—，則試管甲中模擬的是__________過(guò)程。 ②將提純的產(chǎn)物X加入試管乙，反應(yīng)后得到產(chǎn)物Y。產(chǎn)物Y是能與核糖體結(jié)合的單鏈大分子，則產(chǎn)物Y是______，試管乙中模擬的是________過(guò)程。 ③將提純的產(chǎn)物Y加入試管丙中，反應(yīng)后得到產(chǎn)物Z。產(chǎn)物Z是組成該病毒外殼的化合物，則產(chǎn)物Z是________。 (2)若該病毒感染了小鼠上皮細(xì)胞，則組成子代病毒外殼的化合物的原料來(lái)自________________，而決定該化合物合成的遺傳信息來(lái)自________________。 若該病毒除感染小鼠外，還能感染其他哺乳動(dòng)物，則說(shuō)明所有生物共用一套________。該病毒遺傳信息的表達(dá)過(guò)程為_(kāi)___________________________________________________。 答案 一、1.克里克　DNA　DNA　RNA　蛋白質(zhì)　蛋白質(zhì)　RNA　DNA 3．RNA　DNA 二、1.酶　性狀　酪氨酸酶 2．蛋白質(zhì)　跨膜蛋白　缺失　結(jié)構(gòu) 三、1.簡(jiǎn)單的線性　多個(gè)基因 2．基因　環(huán)境 3．葉綠體　線粒體　(1)核基因　(2)母系 課時(shí)訓(xùn)練 1．D　[從RNA→RNA及從RNA→DNA的過(guò)程只發(fā)生在某些病毒的生命活動(dòng)中。] 2．D　[DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯在自然界普遍存在，RNA的復(fù)制、RNA逆轉(zhuǎn)錄在某些病毒的遺傳信息傳遞中被發(fā)現(xiàn)，在實(shí)驗(yàn)室條件下，可以直接以DNA的一條鏈為模板，合成蛋白質(zhì)(多肽)。] 3．B　[蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者。一方面，基因通過(guò)控制酶的合成來(lái)控制代謝的過(guò)程，進(jìn)而控制生物體的性狀。另一方面，基因還能通過(guò)控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物的性狀。] 4．C　[基因可以通過(guò)控制酶的合成來(lái)控制生物性狀。由于豌豆控制合成淀粉分支酶的基因插入外來(lái)DNA片段，引起基因異常不能合成淀粉分支酶，進(jìn)而影響了淀粉的合成，導(dǎo)致吸水能力弱而皺縮。] 5．D　[通過(guò)對(duì)囊性纖維化病的實(shí)例分析，說(shuō)明基因通過(guò)控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀，故D項(xiàng)正確；A、C兩項(xiàng)說(shuō)法雖正確，但與題意不符合；B項(xiàng)說(shuō)法本身不正確，因?yàn)槊艽a子有簡(jiǎn)并現(xiàn)象。] 6．D　[DNA是細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)，一般是不變的；由于同一個(gè)體不同的體細(xì)胞中的基因存在著選擇性表達(dá)，因此不同細(xì)胞中的DNA相同，而RNA和蛋白質(zhì)卻不一定相同。] 7．C　[由題意可知，物質(zhì)合成的順序是：X→Y2→M→L，所以存在B酶、D酶、A酶。沒(méi)有Z物質(zhì)，則是由缺乏C酶引起的，而E酶不能確定。] 8．D　[線粒體和葉綠體中有少量的DNA，能夠進(jìn)行DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程，遵循中心法則，A正確；DNA能夠通過(guò)轉(zhuǎn)錄將遺傳信息傳遞給mRNA，進(jìn)一步通過(guò)翻譯完成蛋白質(zhì)的合成，所以DNA中的遺傳信息可決定蛋白質(zhì)中氨基酸的排列順序，故B、C正確；DNA病毒中只有DNA，能進(jìn)行DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯，故其遺傳信息的傳遞遵循中心法則，D錯(cuò)誤。] 9．(1)DNA復(fù)制　轉(zhuǎn)錄　翻譯　逆轉(zhuǎn)錄　(2)c (3)間　(4)細(xì)胞核　(5)tRNA(轉(zhuǎn)運(yùn)RNA)　氨基酸 (6)如下 ①　 ②RNA→DNA→mRNA→蛋白質(zhì) 解析　在中心法則中，a、b、c、d分別代表DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯和逆轉(zhuǎn)錄四個(gè)過(guò)程。需要tRNA和核糖體同時(shí)參與的是翻譯過(guò)程c；真核細(xì)胞中a過(guò)程發(fā)生在分裂的間期；a和b過(guò)程主要發(fā)生在細(xì)胞核中；在翻譯過(guò)程中，能特異性地與信使RNA分子上的密碼子相結(jié)合的物質(zhì)是轉(zhuǎn)運(yùn)RNA，其識(shí)別結(jié)構(gòu)是反密碼子，轉(zhuǎn)運(yùn)RNA上攜帶的分子是氨基酸。RNA病毒的遺傳信息的傳遞方式有直接控制蛋白質(zhì)的合成和自我復(fù)制過(guò)程以及逆轉(zhuǎn)錄出DNA再通過(guò)DNA控制蛋白質(zhì)的合成過(guò)程兩種。 10．(1)①逆轉(zhuǎn)錄?、趍RNA　轉(zhuǎn)錄?、鄱嚯?或蛋白質(zhì))　(2)小鼠上皮細(xì)胞　病毒RNA　密碼子　RNA→DNA→mRNA→蛋白質(zhì) 解析　(1)A是單鏈且含有堿基U，所以為RNA；物質(zhì)A加入試管甲中，反應(yīng)后得到產(chǎn)物X中含T，說(shuō)明X為DNA，因而甲試管中模擬的是逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程；試管乙中的產(chǎn)物Y能與核糖體結(jié)合說(shuō)明Y為mRNA，因而模擬的是轉(zhuǎn)錄過(guò)程；丙試管中能合成產(chǎn)物Z，是病毒外殼的成分，說(shuō)明丙中是翻譯過(guò)程，Z為蛋白質(zhì)或多肽；(2)病毒感染小鼠上皮細(xì)胞后合成子代病毒外殼的原料來(lái)自小鼠上皮細(xì)胞，若還能感染其他哺乳動(dòng)物，說(shuō)明生物界共用一套密碼子，蛋白質(zhì)的合成方式相同。