人教版必修2 第4章 第2节　基因对性状的控制 学案.doc

第2节基因对性状的控制学习目标知识概览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。自 主 预 习探 新 知一、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)中心法则内容连线(3)图解：2中心法则的发展填表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。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。举例：填表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，使编码淀粉分支酶的基因被打乱不能合成淀粉分支酶细胞内淀粉含量下降，游离蔗糖含量升高豌豆成熟时因失水而皱缩控制酪氨酸酶的基因异常不能合成酪氨酸酶酪氨酸不能转变为黑色素表现出白化症状(2)基因对生物性状的直接控制实质：基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状。举例：填表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cftr蛋白缺少苯丙氨酸cftr蛋白结构异常，导致功能异常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，使肺功能严重受损编码血红蛋白的基因发生改变血红蛋白组成的红细胞结构异常，功能受损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：进行半自主自我复制。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母亲遗传给后代。基础自测1判断对错(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)基因可通过指导蛋白质的合成来控制生物体的性状。()(5)生物体的基因型相同，表现型就一定相同。()提示：(1)dna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)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病毒侵染后的细胞内。(3)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hiv。(4)(5)生物体的性状由基因决定，并受环境影响。基因型相同，表现型不一定相同，如同一株水毛茛，裸露在空气中的叶和浸在水中的叶，表现出两种不同的形态。2下列不属于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实例是() 【导学号：77782101】a豌豆的皱粒b人的白化症状c人的囊性纤维病d果蝇的白眼c豌豆的皱粒、人的白化症状和果蝇的白眼都是基因的异常导致相关酶不能合成，进而导致生物性状的改变；而人的囊性纤维病是由于缺失了3个碱基，导致不能合成正常的跨膜结构蛋白而引起的疾病。合 作 探 究攻 重 难中心法则及其发展背景材料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：思考交流1在真核生物细胞中，过程发生的场所和过程的原料分别是什么？提示：过程发生的场所有细胞核、线粒体、叶绿体；过程的原料是4种核糖核苷酸。2正常的细胞中能发生哪些过程？提示：3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ae试管所模拟的过程与上图过程对应起来。提示：a；b；c；d；e。归纳总结 1中心法则的内容及应用(1)细胞生物及噬菌体等dna病毒的中心法则：(2)烟草花叶病毒等大部分rna病毒的中心法则：(3)hiv等逆转录病毒的中心法则：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易错提醒：关于中心法则的三点提醒(1)并不是所有的生物均能发生中心法则的所有过程，但是均能发生一部分过程。(2)dna合成过程并不只发生在dna复制过程中，dna也可以在逆转录酶的作用下以rna为模板合成。(3)中心法则的5条信息传递途径都遵循碱基互补配对原则，但是配对的碱基是有差别的。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与脱氧核苷酸结构相似，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【技巧点拨】(1)抓准题眼：该病毒为_病毒；y的作用是抑制病毒的增殖，但不影响宿主细胞增殖。(2)扫清障碍：rna病毒的遗传物质要整合到dna上需要经过_过程，真核宿主细胞本身没有_过程。【技巧点拨】提示：(1)rna(2)逆转录逆转录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种脱氧核苷酸，物质y与脱氧核苷酸结构相似，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。活学活用1结合下图分析，下列叙述错误的是()a生物的遗传信息储存在dna或rna的核苷酸序列中b核苷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的核苷酸序列中，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。2中心法则揭示了生物遗传信息的传递和表达的过程。据图分析下列说法不正确的是() 【导学号：77782102】ab过程所需原料为核糖核苷酸，d过程所需原料为脱氧核苷酸be过程是rna复制，只发生在某些病毒增殖过程中c科学家在致癌的rna病毒中发现了逆转录酶，可催化图中的d过程da、b、c所表示过程依次是dna复制、转录、翻译，只能发生在真核细胞中db过程合成rna，原料是核糖核苷酸，d过程合成dna，原料是脱氧核苷酸，a正确；e是rna复制，只发生在某些rna病毒增殖过程中，b正确；d为逆转录过程，是由逆转录酶催化的，c正确；dna的复制、转录和翻译也可以发生在原核生物中，d错误。基因、蛋白质与性状的关系背景材料牵牛花的颜色主要是由花青素决定的，如图为花青素的合成与颜色变化途径示意图：思考交流1图中反映了基因控制生物体性状的哪条途径？除此之外，另一条途径是什么？提示：图中反映出基因可以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；另一条途径是基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。2牵牛花的颜色是只由一对基因控制的吗？提示：不是。牵牛花的颜色由多对基因共同控制。3牵牛花的颜色还与细胞中的ph有关，这说明什么？提示：生物体的性状也受环境影响。4牵牛花的叶肉细胞中是否也含有基因？也能全部表达吗？提示：牵牛花的叶肉细胞中也含有基因，但是由于细胞分化，基因的选择性表达，这3个基因不一定能够表达。归纳总结 1基因控制生物性状的实例分析(1)通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状苯丙酮尿症及白化病(2)通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状镰刀型细胞贫血症正常基因 异常基因 (谷氨酸)正常血红蛋白结构异常(缬氨酸)囊性纤维病 2基因与生物性状的关系(1)基因是控制生物性状的基本单位。(2)一般一个基因只决定一种性状。(3)有时多个基因控制、表达同一性状。(4)有时一个基因能决定多种性状。3影响基因控制性状的因素基因能决定性状，但基因在控制性状的过程中还要受环境的影响，如温度、射线、营养物质等，即生物性状是由基因和环境条件共同作用的结果。易错提醒：性状与基因、环境的关系的三点提醒(1)生物的大多数性状是受单基因控制的。这里的“单基因”是指一对等位基因，并不是单个基因。(2)生物的性状是基因和环境共同作用的结果。基因型相同，表现型可能不同；基因型不同，表现型可能相同。(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，共同控制着生物的性状。活学活用1人类白化病和苯丙酮尿症是由于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()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，下列相关的叙述正确的是() 【导学号：77782103】 a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过程直接需要的物质或结构有mrna、氨基酸、trna、核糖体、酶、atpc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dhiv、大肠杆菌及t2噬菌体都可以在人体细胞内进行、这两个基本过程b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；t2噬菌体的宿主细胞是大肠杆菌细胞，不能侵染人体细胞。当 堂 达 标固 双 基1如图所示，下列有关叙述中，不正确的是()a甲是dna，乙为rna，此过程要以甲为模板，酶为rna聚合酶b甲是dna，乙为dna，此过程要以甲为模板，酶为dna聚合酶c甲是rna，乙为dna，此过程为转录，原料为脱氧核苷酸d甲是rna，乙为蛋白质，此过程为翻译，原料为氨基酸c甲是rna、乙为dna时，图示过程表示逆转录，模板为rna，原料为脱氧核苷酸，酶为逆转录酶。2艾滋病病毒是一种rna病毒，而天花病毒是一种dna病毒，下列有关两种病毒实现遗传信息传递的叙述错误的是() 【导学号：77782104】a所需的酶的种类都相同b所需的原料中碱基的种类都相同c两种病毒在遗传信息传递过程中都会出现au配对的现象d两种病毒在遗传信息传递过程中都会出现at配对的现象a在遗传信息传递过程中，艾滋病病毒首先在逆转录酶的作用下形成dna的一条链，然后在转录酶的作用下形成mrna，而天花病毒在转录酶的作用下形成mrna。两者都会出现au，at配对的现象，所需碱基的种类都是a、g、c、u、t五种。3下面为脉孢霉体内精氨酸的合成途径示意图，从图中可得出()基因基因基因基因 酶 酶酶 酶 n乙酸鸟氨酸鸟氨酸瓜氨酸精氨酸琥珀酸精氨酸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c若基因不表达，则基因和也不表达d若基因不存在，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的参与，而它们分别受基因的控制。基因具有一定的独立性，基因不表达时，基因、仍可表达，只是无法合成精氨酸。若基因不存在，酶不能合成，则瓜氨酸精氨酸琥珀酸的途径不能进行。4如图为人体内基因对性状的控制过程，下列叙述不正确的是() 【导学号：77782105】a图中过程发生的场所分别是细胞核、细胞质中的核糖体b镰刀型细胞贫血症致病的根本原因是基因发生了改变c人体衰老引起白发增多的主要原因是图中的酪氨酸酶的活性下降d该图反映了基因对性状的控制是通过控制酶的合成，进而控制代谢活动来进行的d正常基因编码的血红蛋白组成的红细胞结构是正常的，而异常基因编码的血红蛋白组成的红细胞结构异常，说明基因通过控制血红蛋白的结构直接控制生物性状；缺乏酪氨酸酶会导致黑色素无法合成，说明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。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)需要trna和核糖体同时参与的过程是_(用图中的字母回答)。(2)a过程发生在真核细胞分裂的_期。(3)在真核细胞中，a和b两个过程发生的主要场所是_。(4)能特异性识别mrna上的密码子的分子是_，后者所携带的分子是_。解析(1)需要trna和核糖体同时参与的过程是翻译。(2)a过程为dna的复制，发生在真核细胞有丝分裂间期