高中生物 第4章 第2节 基因对性状的控制教案 新人教版必修2

第2节基因对性状的控制一、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(3)图解：2．中心法则的发展。

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①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。

②举例：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①实质：基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体性状。

②举例：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，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：①进行半自主自我复制。

②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。

判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)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．基因与性状的关系是一对一的线性关系。

( ) 5．生物性状是由基因型和环境共同控制的。

( ) 6．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。

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被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．×生物体的一种性状有时受多个基因的影响，有些基因可以影响多种性状。

5．√6．√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，请分析此图解中A～E试管所模拟的过程分别是什么？提示：A—DNA复制；B—转录；C—RNA复制；D—逆转录；E—翻译。

[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(4)高度分化的细胞内中心法则的表达式 DNA ――→转录RNA ――→翻译蛋白质(5)能分裂的细胞内中心法则的表达式(1)传递遗传信息：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：通过转录和翻译完成的，发生在个体发育过程中。

1．人或动物PrP基因编码一种蛋白(PrP c)，该蛋白无致病性。

PrP c的空间结构改变后成为PrP sc(朊粒)，就具有了致病性。

PrP sc可以诱导更多的PrP c转变为PrP sc，实现朊粒的增殖，可以引起疯牛病。

据此判断，下列叙述正确的是( )A．朊粒侵入机体后可整合到宿主的基因组中B．朊粒的增殖方式与肺炎双球菌的增殖方式相同C．蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生变化D．PrP c转变为PrP sc的过程属于遗传信息的翻译过程C[据题中信息可知朊粒是PrP基因所编码的蛋白质空间结构变化后形成的，因此还属于蛋白质，不可能整合到宿主细胞的基因组中，A错误。

细菌增殖方式为二分裂，与朊粒不相同，B错误。

由题中信息可知，PrP基因编码的蛋白质与朊粒的功能因空间结构的不同而不同，C正确。

PrP c转变为PrP sc只是蛋白质空间结构发生了改变，D错误。

]2．下图表示生物界的中心法则，有关叙述正确的是( )A．健康的人体内可以发生图中所有过程B．烟草花叶病毒侵入宿主细胞后发生①→②→③→④的过程C．⑤过程需要逆转录酶的参与D．该图揭示了遗传信息传递的一般规律D[分析图形可知，健康的人体内可以发生图中①DNA复制、②转录和③翻译过程，A项错误。

烟草花叶病毒是RNA病毒，侵入宿主细胞后发生⑤RNA复制和⑥翻译过程，B项错误。

④过程需要逆转录酶的参与，C项错误。

]基因与性状的关系并非简单的线性关系，可以是多个基因决定一个性状，也可以是一个基因与多个性状有关。

3．细胞质基因与细胞核基因的比较1．人类白化病和苯丙酮尿症是由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，下列相关叙述正确的是( )A．①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．③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D．HIV、大肠杆菌及T2噬菌体都可以在人体细胞内进行①③这两个基本过程B[①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。

][课堂小结]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，所含遗传信息不同，故D项错误。

]2．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，那么物质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。

]3．下图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①基因②基因③基因④↓↓↓↓酶①酶②酶③酶④↓↓↓↓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过程C．若基因②不表达，则基因③和④也不表达D．若基因③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①②③④的参与，而它们分别受基因①②③④的控制。

基因具有一定的独立性，基因②不表达时，基因③和④仍可表达，只是无法合成精氨酸。

若基因③不存在，酶③不能合成，则瓜氨酸→精氨酸琥珀酸的途径不能进行。

]4．下面是关于基因、蛋白质和性状之间关系的叙述，其中不正确的是( )A．基因可以决定性状B．蛋白质的结构可以直接影响性状C．基因控制性状是通过控制蛋白质的合成来实现的D．蛋白质的功能可以控制性状D[蛋白质是生物体性状的直接体现者，但蛋白质是通过基因控制合成的，因此基因才是性状的控制者。

基因可通过控制蛋白质的结构直接影响性状，也可通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状。

]5．中心法则反映了生物体内遗传信息的传递过程，请结合图示回答问题：(1)图示遗传信息传递过程中能发生碱基A—U(或U—A)配对的过程有________；其中需要核糖核苷酸作为原料的过程有________。

(填序号)(2)一个细胞周期中，细胞核中一个DNA分子可发生图中①过程________次，此过程中，模板链和子链中(A＋T)/的(G＋C)值的关系是________。

(3)图中③过程必需的物质有_______________________；若某DNA经过图中②③过程产生的蛋白质中部分氨基酸序列为“—甘氨酸—亮氨酸—谷氨酸—半胱氨酸—缬氨酸—”，根据此序列及密码子表能否推测出此DNA中相关的碱基对序列？________，说明理由：______________。

(4)肠道病毒EV71是不能进行逆转录过程的RNA病毒，则其在宿主细胞中增殖过程的会发生图中的______(填数字序号)过程。

[解析]据图分析，图示中心法则反映了生物体内遗传信息的传递过程，其中①表示DNA 的自我复制，②表示转录，③表示翻译，④表示逆转录，⑤表示RNA的自我复制。

(1)能发生碱基A—U(或U—A)配对的过程必须有RNA(可以是模板或产物)的参与，因此图中符合要求的过程有②③④⑤，其中以RNA为产物的②⑤过程需要的原料是核糖核苷酸。

(2)一个细胞周期中，细胞核中的DNA分子只复制一次；根据碱基互补配对原则可知，(A ＋T)/(G＋C)的值在两条单链以及整个DNA分子中是相等的。

(3)③表示翻译，需要的物质有mRNA(作为模板)、氨基酸(作为原料)、tRNA(作为运输氨基酸的工具)，还需要酶和ATP。

由于密码子具有简并性，因此根据氨基酸序列不能确定mRNA 中碱基序列，进而不能推测基因组相应的碱基对序列。

(4)根据题意分析，肠道病毒EV71是不能进行逆转录过程的RNA病毒，则其不能进行④逆转录过程，但是可以进行⑤RNA的复制和③翻译过程。

[答案] (1)②③④⑤②⑤(2)一相等(3)mRNA、氨基酸、tRNA、酶、ATP 不能密码子具有简并性，根据氨基酸序列不能确定mRNA中碱基序列，进而不能推测基因组相应的碱基对序列(4)③⑤教材课后习题(教师用书独具)一、基础题1．A 2.(1)×(2)×(3)√二、拓展题1．提示：红眼基因正常是形成红眼的必要条件，而非充分条件。