2019_2020學(xué)年高中生物第4章第2節(jié)基因?qū)π誀畹目刂平贪感氯私贪姹匦?20190927190

1、第2節(jié)基因?qū)π誀畹目刂茖W(xué) 習(xí) 目 標(biāo)核 心 素 養(yǎng)1理解中心法則的內(nèi)容及應(yīng)用。(重、難點(diǎn))2.闡述基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系。(重點(diǎn))3.了解細(xì)胞質(zhì)遺傳及其特點(diǎn)。1通過(guò)對(duì)資料進(jìn)行分析歸納，概括中心法則的提出及發(fā)展過(guò)程。2.結(jié)合實(shí)例，闡述基因控制性狀的兩種方式。3.通過(guò)與細(xì)胞核遺傳比較，了解細(xì)胞質(zhì)遺傳及特點(diǎn)。一、中心法則的提出及其發(fā)展1中心法則的提出及內(nèi)容(1)提出者：克里克。(2)中心法則內(nèi)容(3)圖解：2中心法則的發(fā)展發(fā)展內(nèi)容信息流動(dòng)舉例RNA自我復(fù)制遺傳信息從RNA流向RNARNA病毒RNA逆轉(zhuǎn)錄合成DNA遺傳信息從RNA流向DNAHIV病毒、致癌的RNA病毒3.完善后的中心法則圖解。二、基

2、因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系1基因控制生物性狀的兩條途徑(1)基因?qū)ι镄誀畹拈g接控制實(shí)質(zhì)：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。舉例：皺粒豌豆的形成人的白化病的形成皺粒豌豆的DNA中插入了一段外來(lái)DNA序列，使編碼淀粉分支酶的基因被打亂不能合成淀粉分支酶細(xì)胞內(nèi)淀粉含量下降，游離蔗糖含量升高豌豆成熟時(shí)因失水而皺縮控制酪氨酸酶的基因異常不能合成酪氨酸酶酪氨酸不能轉(zhuǎn)變?yōu)楹谏乇憩F(xiàn)出白化癥狀(2)基因?qū)ι镄誀畹闹苯涌刂茖?shí)質(zhì)：基因通過(guò)控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體性狀。舉例：囊性纖維病鐮刀型細(xì)胞貧血癥編碼CFTR蛋白的基因缺失3個(gè)堿基CFTR蛋白缺少苯丙氨酸CFTR蛋白結(jié)構(gòu)異常，導(dǎo)致功

3、能異?；颊咧夤苤叙ひ涸龆?，管腔受阻，細(xì)菌在肺部大量生長(zhǎng)繁殖，使肺功能嚴(yán)重受損編碼血紅蛋白的基因發(fā)生改變血紅蛋白組成的紅細(xì)胞結(jié)構(gòu)異常，功能受損2.基因與性狀的關(guān)系基因與性狀的關(guān)系并不都是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系。生物的性狀是基因型與環(huán)境共同作用的結(jié)果。3細(xì)胞質(zhì)基因(1)分布：線粒體和葉綠體中。(2)功能：進(jìn)行半自主自我復(fù)制。通過(guò)轉(zhuǎn)錄和翻譯控制某些蛋白質(zhì)的合成。(3)遺傳方式：人的細(xì)胞質(zhì)基因只能通過(guò)母親遺傳給后代。判斷對(duì)錯(cuò)(正確的打“”，錯(cuò)誤的打“×”)1DNA病毒中沒(méi)有RNA，其遺傳信息的傳遞不遵循中心法則。()2正常情況下，真核生物細(xì)胞內(nèi)可發(fā)生中心法則的每個(gè)過(guò)程。()3RNA病毒都能進(jìn)行逆轉(zhuǎn)

4、錄。()4基因與性狀的關(guān)系是一對(duì)一的線性關(guān)系。()5生物性狀是由基因型和環(huán)境共同控制的。()6基因與基因、基因與基因產(chǎn)物、基因與環(huán)境之間存在著復(fù)雜的相互作用。()提示：1×DNA病毒中沒(méi)有RNA，但其遺傳信息的傳遞仍遵循中心法則，包括DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯三個(gè)過(guò)程。2×正常情況下，真核細(xì)胞內(nèi)只發(fā)生DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程，RNA復(fù)制和逆轉(zhuǎn)錄的過(guò)程發(fā)生在某些被病毒侵染后的細(xì)胞內(nèi)。3×不是所有RNA病毒都能進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄，只有含逆轉(zhuǎn)錄酶的RNA病毒才能進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄，如HIV。4×生物體的一種性狀有時(shí)受多個(gè)基因的影響，有些基因可以影響多種性狀。56中心法則及其

5、發(fā)展問(wèn)題探究下圖為一組模擬實(shí)驗(yàn)，假設(shè)實(shí)驗(yàn)?zāi)苷＿M(jìn)行且五支試管中都有產(chǎn)物生成，請(qǐng)分析此圖解中AE試管所模擬的過(guò)程分別是什么？提示：ADNA復(fù)制；B轉(zhuǎn)錄；CRNA復(fù)制；D逆轉(zhuǎn)錄；E翻譯。歸納總結(jié) 1中心法則的內(nèi)容及應(yīng)用(1)細(xì)胞生物及噬菌體等DNA病毒的中心法則(2)煙草花葉病毒等大部分RNA病毒的中心法則(3)HIV等逆轉(zhuǎn)錄病毒的中心法則(4)高度分化的細(xì)胞內(nèi)中心法則的表達(dá)式DNARNA蛋白質(zhì)(5)能分裂的細(xì)胞內(nèi)中心法則的表達(dá)式特別提醒：(1)逆轉(zhuǎn)錄需要逆轉(zhuǎn)錄酶。(2)逆轉(zhuǎn)錄和RNA復(fù)制只有在某些病毒復(fù)制時(shí)才能進(jìn)行。(3)哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞中無(wú)遺傳信息的傳遞。2中心法則體現(xiàn)了DNA的兩大基本功

6、能(1)傳遞遺傳信息：通過(guò)DNA復(fù)制完成的，發(fā)生于親代產(chǎn)生子代的生殖過(guò)程或細(xì)胞增殖過(guò)程中。(2)表達(dá)遺傳信息：通過(guò)轉(zhuǎn)錄和翻譯完成的，發(fā)生在個(gè)體發(fā)育過(guò)程中。1人或動(dòng)物PrP基因編碼一種蛋白(PrPc)，該蛋白無(wú)致病性。PrPc的空間結(jié)構(gòu)改變后成為PrPsc(朊粒)，就具有了致病性。PrPsc可以誘導(dǎo)更多的PrPc轉(zhuǎn)變?yōu)镻rPsc，實(shí)現(xiàn)朊粒的增殖，可以引起瘋牛病。據(jù)此判斷，下列敘述正確的是()A朊粒侵入機(jī)體后可整合到宿主的基因組中B朊粒的增殖方式與肺炎雙球菌的增殖方式相同C蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的改變可以使其功能發(fā)生變化DPrPc轉(zhuǎn)變?yōu)镻rPsc的過(guò)程屬于遺傳信息的翻譯過(guò)程C據(jù)題中信息可知朊粒是PrP基因

7、所編碼的蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)變化后形成的，因此還屬于蛋白質(zhì)，不可能整合到宿主細(xì)胞的基因組中，A錯(cuò)誤。細(xì)菌增殖方式為二分裂，與朊粒不相同，B錯(cuò)誤。由題中信息可知，PrP基因編碼的蛋白質(zhì)與朊粒的功能因空間結(jié)構(gòu)的不同而不同，C正確。PrPc轉(zhuǎn)變?yōu)镻rPsc只是蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，D錯(cuò)誤。2下圖表示生物界的中心法則，有關(guān)敘述正確的是()A健康的人體內(nèi)可以發(fā)生圖中所有過(guò)程B煙草花葉病毒侵入宿主細(xì)胞后發(fā)生的過(guò)程C過(guò)程需要逆轉(zhuǎn)錄酶的參與D該圖揭示了遺傳信息傳遞的一般規(guī)律D分析圖形可知，健康的人體內(nèi)可以發(fā)生圖中DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程，A項(xiàng)錯(cuò)誤。煙草花葉病毒是RNA病毒，侵入宿主細(xì)胞后發(fā)生RNA復(fù)制和翻譯過(guò)

8、程，B項(xiàng)錯(cuò)誤。過(guò)程需要逆轉(zhuǎn)錄酶的參與，C項(xiàng)錯(cuò)誤?；?、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系1基因控制性狀的方式直接途徑間接途徑方式基因通過(guò)控制“蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)”直接控制生物性狀基因通過(guò)控制“酶”的合成來(lái)控制代謝過(guò)程進(jìn)而控制生物性狀圖解2.基因、蛋白質(zhì)與性狀之間的關(guān)系基因與性狀的關(guān)系并非簡(jiǎn)單的線性關(guān)系，可以是多個(gè)基因決定一個(gè)性狀，也可以是一個(gè)基因與多個(gè)性狀有關(guān)。3細(xì)胞質(zhì)基因與細(xì)胞核基因的比較項(xiàng)目細(xì)胞質(zhì)基因細(xì)胞核基因存在部位葉綠體、線粒體細(xì)胞核是否與蛋白質(zhì)結(jié)合否，DNA分子裸露與蛋白質(zhì)結(jié)合為染色體結(jié)構(gòu)雙鏈DNA雙鏈DNA功能復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯基因數(shù)量少多遺傳方式母系遺傳遵循孟德?tīng)栠z傳定律聯(lián)系線粒體和葉綠

9、體是半自主性細(xì)胞器，這些部位的基因活動(dòng)還要受核基因的控制1人類白化病和苯丙酮尿癥是由代謝異常引起的疾病，下圖表示在人體代謝中產(chǎn)生這兩類疾病的過(guò)程。由圖中不能得出的結(jié)論是()A基因可以通過(guò)控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)來(lái)控制生物的性狀B基因可以通過(guò)控制酶的合成來(lái)控制生物的性狀C一個(gè)基因可以控制多種性狀D一種性狀可以由多個(gè)基因控制A苯丙酮酸、多巴胺和黑色素的異常與酶的合成有密切的關(guān)系，而酶的合成是由基因控制的；若基因1發(fā)生變化，則多巴胺和黑色素的合成都受影響；多巴胺和黑色素的合成也都受多個(gè)基因的控制。2下圖表示基因的作用與性狀的表現(xiàn)之間的關(guān)系，下列相關(guān)敘述正確的是()A過(guò)程與DNA復(fù)制的共同點(diǎn)是都以DNA的一條

10、鏈為模板，在DNA聚合酶的作用下進(jìn)行B過(guò)程直接需要的物質(zhì)或結(jié)構(gòu)有mRNA、氨基酸、tRNA、核糖體、酶、ATPC人的鐮刀型細(xì)胞貧血癥是通過(guò)蛋白質(zhì)間接表現(xiàn)性狀的，苯丙酮尿癥是通過(guò)蛋白質(zhì)直接表現(xiàn)性狀的DHIV、大腸桿菌及T2噬菌體都可以在人體細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行這兩個(gè)基本過(guò)程B過(guò)程是轉(zhuǎn)錄，是以DNA的一條鏈為模板，在RNA聚合酶的作用下進(jìn)行的；苯丙酮尿癥是患者體內(nèi)某種酶的合成受阻導(dǎo)致的，是基因通過(guò)控制酶的合成來(lái)控制代謝過(guò)程進(jìn)而控制生物性狀的；T2噬菌體的宿主細(xì)胞是大腸桿菌細(xì)胞，不能侵染人體細(xì)胞。課堂小結(jié)知 識(shí) 網(wǎng) 絡(luò) 構(gòu) 建核 心 語(yǔ) 句 歸 納1中心法則圖解2.基因控制生物性狀的兩條途徑(1)通過(guò)控制酶的

11、合成來(lái)控制代謝過(guò)程，進(jìn)而控制生物體的性狀。(2)通過(guò)控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀。3.一個(gè)基因可能控制多種性狀，一種性狀也可能由多個(gè)基因控制。4.線粒體DNA和葉綠體DNA也能進(jìn)行復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯，并控制生物體的性狀。1結(jié)合下圖分析，下列敘述錯(cuò)誤的是()A生物的遺傳信息儲(chǔ)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達(dá)出相同的蛋白質(zhì)C遺傳信息傳遞到蛋白質(zhì)是表現(xiàn)型實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)D編碼蛋白質(zhì)的基因含遺傳信息相同的兩條單鏈D生物的遺傳物質(zhì)是DNA或RNA，即遺傳信息儲(chǔ)存在DNA或RNA的核苷酸序列中，故A項(xiàng)正確。因?yàn)槊艽a子的簡(jiǎn)并性，轉(zhuǎn)錄形成的mRNA堿基序列不同，最終翻譯出的蛋白質(zhì)可

12、能相同，故B項(xiàng)正確。蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者，即生物的表現(xiàn)型是通過(guò)蛋白質(zhì)體現(xiàn)的，故C項(xiàng)正確。遺傳信息是由堿基序列決定的，DNA兩條單鏈的堿基互補(bǔ)配對(duì)，所含遺傳信息不同，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。2某種RNA病毒在增殖過(guò)程中，其遺傳物質(zhì)需要經(jīng)過(guò)某種轉(zhuǎn)變后整合到真核宿主的基因組中。物質(zhì)Y與脫氧核苷酸結(jié)構(gòu)相似，可抑制該病毒的增殖，但不抑制宿主細(xì)胞的增殖，那么物質(zhì)Y抑制該病毒增殖的機(jī)制是()A抑制該病毒RNA的轉(zhuǎn)錄過(guò)程B抑制該病毒蛋白質(zhì)的翻譯過(guò)程C抑制該RNA病毒的反(逆)轉(zhuǎn)錄過(guò)程D抑制該病毒RNA的自我復(fù)制過(guò)程C本題主要考查中心法則。RNA病毒逆轉(zhuǎn)錄生成DNA，需要的原料是4種脫氧核苷酸，物質(zhì)Y與脫氧核苷酸結(jié)

13、構(gòu)相似，會(huì)混入逆轉(zhuǎn)錄生成的DNA中，致使逆轉(zhuǎn)錄生成的DNA不能整合到真核宿主的基因組中，影響病毒RNA及蛋白質(zhì)的合成，從而抑制該病毒增殖，故只有C項(xiàng)正確。3下圖為脈孢霉體內(nèi)精氨酸的合成途徑示意圖，從圖中可得出() 基因基因基因 基因 酶 酶酶 酶 N乙酸鳥氨酸鳥氨酸瓜氨酸精氨酸琥珀酸精氨酸A一種物質(zhì)的合成只受一個(gè)基因的控制B基因可通過(guò)控制酶的合成來(lái)控制代謝過(guò)程C若基因不表達(dá)，則基因和也不表達(dá)D若基因不存在，則瓜氨酸仍可合成精氨酸琥珀酸B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。由示意圖可知，精氨酸的合成需要酶的參與，而它們分別受基因的控制?；蚓哂幸欢ǖ莫?dú)立性，基因不表達(dá)時(shí)，基

14、因和仍可表達(dá)，只是無(wú)法合成精氨酸。若基因不存在，酶不能合成，則瓜氨酸精氨酸琥珀酸的途徑不能進(jìn)行。4下面是關(guān)于基因、蛋白質(zhì)和性狀之間關(guān)系的敘述，其中不正確的是()A基因可以決定性狀B蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)可以直接影響性狀C基因控制性狀是通過(guò)控制蛋白質(zhì)的合成來(lái)實(shí)現(xiàn)的D蛋白質(zhì)的功能可以控制性狀D蛋白質(zhì)是生物體性狀的直接體現(xiàn)者，但蛋白質(zhì)是通過(guò)基因控制合成的，因此基因才是性狀的控制者?；蚩赏ㄟ^(guò)控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接影響性狀，也可通過(guò)控制酶的合成來(lái)控制代謝過(guò)程，進(jìn)而控制生物的性狀。5中心法則反映了生物體內(nèi)遺傳信息的傳遞過(guò)程，請(qǐng)結(jié)合圖示回答問(wèn)題：(1)圖示遺傳信息傳遞過(guò)程中能發(fā)生堿基AU(或UA)配對(duì)的過(guò)程有_；其中

15、需要核糖核苷酸作為原料的過(guò)程有_。(填序號(hào))(2)一個(gè)細(xì)胞周期中，細(xì)胞核中一個(gè)DNA分子可發(fā)生圖中過(guò)程_次，此過(guò)程中，模板鏈和子鏈中(AT)/的(GC)值的關(guān)系是_。(3)圖中過(guò)程必需的物質(zhì)有_；若某DNA經(jīng)過(guò)圖中過(guò)程產(chǎn)生的蛋白質(zhì)中部分氨基酸序列為“甘氨酸亮氨酸谷氨酸半胱氨酸纈氨酸”，根據(jù)此序列及密碼子表能否推測(cè)出此DNA中相關(guān)的堿基對(duì)序列？_，說(shuō)明理由：_。(4)腸道病毒EV71是不能進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程的RNA病毒，則其在宿主細(xì)胞中增殖過(guò)程的會(huì)發(fā)生圖中的_(填數(shù)字序號(hào))過(guò)程。解析據(jù)圖分析，圖示中心法則反映了生物體內(nèi)遺傳信息的傳遞過(guò)程，其中表示DNA的自我復(fù)制，表示轉(zhuǎn)錄，表示翻譯，表示逆轉(zhuǎn)錄，表示

16、RNA的自我復(fù)制。(1)能發(fā)生堿基AU(或UA)配對(duì)的過(guò)程必須有RNA(可以是模板或產(chǎn)物)的參與，因此圖中符合要求的過(guò)程有，其中以RNA為產(chǎn)物的過(guò)程需要的原料是核糖核苷酸。(2)一個(gè)細(xì)胞周期中，細(xì)胞核中的DNA分子只復(fù)制一次；根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則可知，(AT)/(GC)的值在兩條單鏈以及整個(gè)DNA分子中是相等的。(3)表示翻譯，需要的物質(zhì)有mRNA(作為模板)、氨基酸(作為原料)、tRNA(作為運(yùn)輸氨基酸的工具)，還需要酶和ATP。由于密碼子具有簡(jiǎn)并性，因此根據(jù)氨基酸序列不能確定mRNA中堿基序列，進(jìn)而不能推測(cè)基因組相應(yīng)的堿基對(duì)序列。(4)根據(jù)題意分析，腸道病毒EV71是不能進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程的RNA病毒，則其不能進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程，但是可以進(jìn)行RNA的復(fù)制和翻譯過(guò)程。答案(1)(2)一相等(3)mRNA、氨基酸、tRNA、酶、ATP不能密碼子具有簡(jiǎn)并性，根據(jù)氨基酸序列不能確定mRNA中堿基序列，進(jìn)而不能推測(cè)基因組相應(yīng)的堿基對(duì)序列(4)教材課后習(xí)題(教師用書獨(dú)具)一、基礎(chǔ)題1A2.(1)×(2)×(3)二、拓展題1提示：紅眼基因正常是形成紅眼的必要條件，而非充分條件。紅眼基因正常，并且其他涉及紅眼形成的基因也正常時(shí)，果蠅的紅眼才能形成；如果紅眼基因不正常，即使所有其他涉及紅眼形成的基因都正常