北師大版必修2 第3章第11課時　遺傳信息的表達(Ⅲ) 學案.docx

第11課時遺傳信息的表達()目標導讀1.閱讀教材，結(jié)合實例概述基因表達的調(diào)控機理。2.分析圖312，歸納“中心法則”的主要內(nèi)容。重難點擊1.原核生物基因表達的調(diào)控。2.中心法則的主要內(nèi)容。一基因表達的調(diào)控在生命活動中，基因表達是嚴格有序的，它受調(diào)節(jié)基因和其他調(diào)節(jié)因素的控制與影響。閱讀教材p4042內(nèi)容，結(jié)合材料，試歸納基因表達調(diào)控的規(guī)律。1基因表達調(diào)控的概念及意義(1)概念：對基因表達過程的調(diào)節(jié)作用就稱為基因表達的調(diào)控。(2)意義：每個細胞都有復雜的基因調(diào)控系統(tǒng)，使各種蛋白質(zhì)只有在需要時才被合成，這樣就能使生物適應多變的環(huán)境，防止生命活動中的浪費現(xiàn)象和有害后果的發(fā)生，保持體內(nèi)代謝過程的正常狀態(tài)。(3)不同的生物或同一種生物細胞分化發(fā)育的不同時期，其調(diào)控機制是不同的。2原核生物基因表達的調(diào)控閱讀教材p4041內(nèi)容，以乳糖分解代謝基因表達調(diào)控(如圖)為例，探討原核生物基因表達的調(diào)控原理。(1)發(fā)生時間：主要發(fā)生在轉(zhuǎn)錄過程中。(2)調(diào)控原理：大腸桿菌染色體上存在著乳糖操縱子，它由一個操縱基因(o)、三個結(jié)構(gòu)基因、啟動子(p)和調(diào)節(jié)基因(i)組成，三個結(jié)構(gòu)基因分別是lacz(編碼半乳糖苷酶)、lacy(編碼半乳糖苷透過酶)和laca(編碼半乳糖苷轉(zhuǎn)乙酰酶)。培養(yǎng)基中乳糖的存在與否，直接影響三個結(jié)構(gòu)基因的表達。(3)調(diào)控過程當培養(yǎng)基中沒有乳糖時，調(diào)節(jié)基因的產(chǎn)物調(diào)節(jié)蛋白會與操縱基因結(jié)合，從而阻礙rna聚合酶與啟動子的結(jié)合，使三個結(jié)構(gòu)基因無法轉(zhuǎn)錄，也就不能合成分解乳糖的半乳糖苷酶。當培養(yǎng)基中只有乳糖存在時，乳糖可以與調(diào)節(jié)基因的產(chǎn)物調(diào)節(jié)蛋白結(jié)合，使調(diào)節(jié)蛋白不能(能，不能)與操縱基因結(jié)合，從而使rna聚合酶順利地與啟動子結(jié)合，促進三個結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄，也就促進了半乳糖苷酶的合成，使乳糖被分解為葡萄糖和半乳糖，供給大腸桿菌生長的需要。3真核生物基因的表達調(diào)控閱讀教材p4142內(nèi)容，歸納真核生物基因表達調(diào)控的特點：(1)真核生物基因表達的調(diào)控機制與原核生物有相似之處，但比原核生物的調(diào)控機制復雜得多。(2)調(diào)控特點：真核生物的受精卵含有發(fā)育成一個成熟個體的全部遺傳信息。在調(diào)節(jié)因素的作用下，隨著生物體的生長發(fā)育，遺傳信息有序地表達。一般在胚胎時期，基因表達的數(shù)量最多，但在以后的生長發(fā)育過程中，有些基因表達增強，有些基因表達減弱或被抑制，即真核生物的基因表達具有選擇性。歸納提煉基因表達的調(diào)控是生物體生存必不可少的。尤其是當周圍的營養(yǎng)、溫度、濕度及ph等條件發(fā)生變化時，生物體就要在調(diào)節(jié)因素的作用下，調(diào)整自身的基因表達，產(chǎn)生相應功能的蛋白質(zhì)，通過改變生物體自身的代謝以適應環(huán)境。活學活用1下列關(guān)于基因表達調(diào)控的敘述中，錯誤的是()a基因表達的調(diào)控是生物體必不可少的b原核生物的基因表達調(diào)控機制和真核生物的完全一樣c乳糖操縱子由操縱基因、結(jié)構(gòu)基因、啟動子和調(diào)節(jié)基因組成d當調(diào)節(jié)基因的表達產(chǎn)物與操縱基因結(jié)合以后，結(jié)構(gòu)基因無法表達答案b解析基因表達的調(diào)控對生物體的生長和發(fā)育非常重要，使生物體能適應復雜多變的環(huán)境。乳糖能否被利用與乳糖操縱子關(guān)系密切，乳糖操縱子由操縱基因、結(jié)構(gòu)基因、啟動子和調(diào)節(jié)基因四部分組成。只要調(diào)節(jié)基因的表達產(chǎn)物不與操縱基因結(jié)合，則結(jié)構(gòu)基因可以表達。原核生物的基因表達調(diào)控機制與真核生物的相似，但真核生物的基因表達調(diào)控機制比原核生物的復雜得多。二中心法則1對中心法則的早期認識中心法則表示的是生物體內(nèi)遺傳信息的主要流動方向，是由克里克首先提出來的，當時對中心法則的認識如圖所示，據(jù)圖回答：由中心法則可以看出，遺傳信息可以由dna流向dna，完成dna的自我復制；也可以由dna流向rna，完成遺傳信息的轉(zhuǎn)錄，然后由rna流向蛋白質(zhì)，完成遺傳信息的翻譯過程。2中心法則的發(fā)展伴隨著科學的發(fā)展，中心法則得到了補充和發(fā)展。結(jié)合材料，完成下面的思考：材料11965年，科學家發(fā)現(xiàn)，很多rna病毒在感染宿主細胞后，它們的rna在宿主細胞內(nèi)進行復制，這種復制是以導入的rna為模板，而不是通過dna。材料21970年，巴爾的摩和梯明在致癌的rna病毒中，發(fā)現(xiàn)一種酶，能以rna為模板合成dna。他們稱這種酶為依賴rna的dna多聚酶，現(xiàn)在一般稱為逆轉(zhuǎn)錄酶。這說明，遺傳信息流也可以反過來，即從rnadna。這是一項重要的發(fā)現(xiàn)。巴爾的摩和梯明于1975年榮獲諾貝爾獎。(1)材料1說明遺傳信息還可以從rna流向rna。(2)材料2說明遺傳信息還可以從rna流向dna。(3)結(jié)合以上內(nèi)容試著完善下面的中心法則，并思考遺傳信息傳遞的5個途徑：dnadna(或基因到基因)：是dna的復制過程，表示遺傳信息的傳遞。dnarna：遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過程。rna蛋白質(zhì)：發(fā)生在細胞質(zhì)核糖體上的翻譯過程，其中共同完成遺傳信息的表達。rnadna：少數(shù)rna病毒(如hiv)等在宿主細胞內(nèi)的逆轉(zhuǎn)錄過程。rnarna：大多數(shù)以rna作為遺傳物質(zhì)的生物的rna自我復制過程。小貼士(1)實線表示的、途徑在自然界中普遍存在，發(fā)生在以dna為遺傳物質(zhì)的生物體內(nèi)；虛線表示的、途徑是后來發(fā)現(xiàn)的，是對中心法則的補充，發(fā)生在以rna為遺傳物質(zhì)的生物體內(nèi)。(2)逆轉(zhuǎn)錄需要逆轉(zhuǎn)錄酶催化。逆轉(zhuǎn)錄酶在基因工程中是一種很重要的酶，它能以已知的mrna為模板合成目的基因。這是獲得目的基因的重要手段。(3)中心法則的5條信息傳遞途徑都遵循堿基互補配對原則。(4)中心法則體現(xiàn)了dna的兩大基本功能,傳遞功能：圖中體現(xiàn)了遺傳信息的傳遞功能，通過dna復制完成，發(fā)生在細胞增殖過程或親代產(chǎn)生子代的生殖過程中。表達功能：圖中共同體現(xiàn)了遺傳信息的表達功能，通過轉(zhuǎn)錄和翻譯完成，發(fā)生在個體發(fā)育過程中。歸納提煉中心法則中幾個過程的比較項目模板原料堿基互補產(chǎn)物實例dna復制(dnadna)dna兩條鏈含a、t、g、c的四種脫氧核糖核苷酸atgcdna絕大多數(shù)生物dna轉(zhuǎn)錄(dnarna)dna一條鏈含a、u、g、c的四種核糖核苷酸autagcrna絕大多數(shù)生物rna復制(rnarna)rna含a、u、g、c的四種核糖核苷酸augcrnarna逆轉(zhuǎn)錄(rnadna)rna含a、t、g、c的四種脫氧核糖核苷酸atuagcdna翻譯(rna多肽)信使rna20種氨基酸augc多肽所有生物活學活用2中心法則揭示了生物遺傳信息由dna向蛋白質(zhì)傳遞與表達的過程。下列說法不正確的是()aa、b、c、d所表示的四個過程依次分別是dna復制、轉(zhuǎn)錄、翻譯、逆轉(zhuǎn)錄b需要trna和核糖體同時參與的過程是c，需要逆轉(zhuǎn)錄酶參與的過程是dca、b、c過程只發(fā)生在真核細胞中，d、e過程只發(fā)生在原核細胞和一些病毒中d在真核細胞中，a和b兩個過程發(fā)生的主要場所相同，但需要的關(guān)鍵酶種類不同問題導析(1)中心法則中涉及的生理過程有dna的復制、轉(zhuǎn)錄、翻譯、rna的逆轉(zhuǎn)錄、rna的復制。(2)翻譯過程中三種rna都用到，逆轉(zhuǎn)錄過程會用到逆轉(zhuǎn)錄酶。(3)細胞生物的遺傳物質(zhì)為dna，這樣的生物能夠發(fā)生dna復制、轉(zhuǎn)錄和翻譯。(4)真核生物中能夠進行dna復制的場所為細胞核、線粒體、葉綠體。答案c解析圖解中a、b、c、d、e分別表示dna的復制、轉(zhuǎn)錄、翻譯、逆轉(zhuǎn)錄、rna的復制，其中c過程進行的場所是核糖體，在合成蛋白質(zhì)時需要trna運載氨基酸，a、b、c在細胞生物中均能發(fā)生，d、e只發(fā)生在rna病毒中。在真核細胞中，a和b兩個過程發(fā)生的主要場所都是細胞核，但所需的關(guān)鍵酶不同，前者需要dna聚合酶，而后者需要rna聚合酶，兩者都需要解旋酶。 當堂檢測1下列關(guān)于中心法則的敘述中，不正確的是()a它是指遺傳信息在生物大分子間的傳遞過程b它首先由英國科學家克里克提出c遺傳信息的傳遞方向不可能從rna傳向dnad遺傳信息最終要流向蛋白質(zhì)，使其表達答案c解析遺傳信息可以從rna傳遞給dna，故此題的答案為c。2某種rna病毒在增殖過程中，其遺傳物質(zhì)需要經(jīng)過某種轉(zhuǎn)變后整合到真核宿主的基因組中。物質(zhì)y與脫氧核糖核苷酸結(jié)構(gòu)相似，可抑制該病毒的增殖，但不抑制宿主細胞的增殖，那么y抑制該病毒增殖的機制是()a抑制該病毒rna的轉(zhuǎn)錄過程b抑制該病毒蛋白質(zhì)的翻譯過程c抑制該rna病毒的逆轉(zhuǎn)錄過程d抑制該病毒rna的自我復制過程答案c解析rna病毒的遺傳物質(zhì)需要經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄過程形成dna，然后整合到真核宿主的基因組中，y物質(zhì)與脫氧核糖核苷酸結(jié)構(gòu)相似，應抑制該病毒的逆轉(zhuǎn)錄過程。3下列不是真核生物基因表達調(diào)控結(jié)果的是()a使生物更好地適應變化的環(huán)境b使細胞分裂，數(shù)量增加c使細胞分化d使開花植物先營養(yǎng)生長后生殖生長答案b4如圖所示，在a、b試管內(nèi)加入的dna都含有30對堿基。四支試管內(nèi)都有產(chǎn)物生成，請據(jù)圖回答下列問題：(1)a、d兩試管內(nèi)的產(chǎn)物是相同的，但a試管內(nèi)模擬的是_過程，d試管內(nèi)模擬的是_過程。(2)b、c兩試管內(nèi)的產(chǎn)物都是_，但b試管內(nèi)模擬的是_過程，c試管內(nèi)模擬的是_過程；b試管的產(chǎn)物中最多含有_個堿基，有_個密碼子。(3)d試管中加入的酶比a試管中加入的酶多了_。(4)若要在b試管中繼續(xù)獲得多肽鏈，則至少還應加入_。答案(1)dna復制逆轉(zhuǎn)錄 (2)rna轉(zhuǎn)錄rna復制3010(3)逆轉(zhuǎn)錄酶 (4)各種氨基酸、trna、有關(guān)的酶解析(1)因為a與d兩試管中加入的原料都是脫氧核糖核苷酸，所以其產(chǎn)物相同，該產(chǎn)物是dna，而a試管中加入的模板是dna，故模擬的是dna復制過程；d試管內(nèi)加入的模板是rna，故模擬的是逆轉(zhuǎn)錄過程。(2)因為b與c兩試管中加入的原料都是核糖核苷酸，所以兩試管中的產(chǎn)物都是rna。而b與c試管