高中生物基因的表達基因對性狀的控制學案新人教版

1、第2節(jié)基因對性狀的控制學習目標導引核心素養(yǎng)對接關鍵術語1.通過中心法則圖解理解遺傳信息的流動方向；2.識記基因控制性狀的兩種方式；3.舉例說明基因、蛋白質與性狀的關系。1.生命觀念通過對中心法則的理解記憶，認同遺傳信息流動的觀念；2.科學思維通過理解識記基因控制性狀的方式，掌握住基因、蛋白質與性狀之間的關系；3.科學探究通過模擬中心法則各過程，提高對實驗的分析能力。中心法則基因控制性狀選擇性表達|預知概念|一、中心法則的提出及其發(fā)展1.提出者克里克。2.內容（1）DNA復制：遺傳信息從DNA流向DNA。（2）轉錄：遺傳信息從DNA流向RNA。（3）翻譯：遺傳信息從RNA流向蛋白質。3.發(fā)展發(fā)展

2、內容信息流動舉例RNA自我復制遺傳信息從RNA流向RNA煙草花葉病毒RNA逆轉錄遺傳信息從RNA流向DNAHIV4.完善后的中心法則，用圖解表示為二、基因、蛋白質與性狀的關系1.基因控制性狀的兩種途徑（1）直接途徑：基因蛋白質的結構生物體的性狀。（2）間接途徑：基因酶的合成細胞代謝生物體的性狀。2基因與性狀間的對應關系（1）生物的絕大多數(shù)性狀受單個基因控制。（2）生物的有些性狀是由多個基因決定的，如人的身高。（3）生物的性狀還受環(huán)境條件的影響，是生物的基因和環(huán)境條件共同作用的結果。|過程評價|1DNA病毒中沒有RNA，其遺傳信息的傳遞不遵循中心法則（）2在人體細胞核中，可以進行DNA的復制、D

3、NA的轉錄和翻譯（）3RNA病毒都能進行逆轉錄（）4生物體的基因型相同，表現(xiàn)型就一定相同（）5生物的性狀只受基因控制（）答案1.×2.×3.×4.×5.×|聯(lián)想·質疑|中心法則圖解中心法則適用條件DNA復制、轉錄和翻譯是所有具有細胞結構的生物所遵循的法則。RNA復制和逆轉錄只發(fā)生在被RNA病毒寄生的細胞中，且逆轉錄過程必須有逆轉錄酶的參與。鐮刀型細胞貧血癥的成因：堿基對的替換引起的基因突變，從而導致血紅蛋白中氨基酸種類的改變；體現(xiàn)了基因對性狀的直接控制。豌豆圓粒和皺粒的形成原因：編碼淀粉分支酶的基因突變，導致淀粉分支酶不能合成；體現(xiàn)了

4、基因對性狀的間接控制?；虻母淖儍H僅引起生物體單一性狀的改變嗎？提示：不一定，基因之間有著復雜的相互作用，改變一個基因很有可能引起其他的基因表達也隨之改變?？茖W探究1中心法則的解讀1據(jù)圖回答下列問題：中心法則內容及其發(fā)展圖解（1）結合中心法則，思考DNA、RNA產(chǎn)生的途徑有哪些？提示：DNA產(chǎn)生途徑有DNA的復制及逆轉錄；RNA的產(chǎn)生途徑有RNA的復制及轉錄。（2）線粒體和葉綠體中的DNA是否遵循中心法則？提示：遵循，在線粒體和葉綠體中也有DNA的復制及基因的表達過程。（3）圖中的過程都是遺傳信息流動的過程，每個過程為什么能準確地將遺傳信息傳遞？提示：原因有二：一是每個過程都有精確的模板；二是

5、嚴格遵守堿基互補配對原則。2下列四個試管中分別模擬的是中心法則中的某個過程。（1）四個試管分別模擬中心法則中的哪個過程？提示：a：DNA的復制；b：轉錄；c：RNA的復制；d：逆轉錄。（2）四個試管模擬的過程分別需要什么酶？提示：a：解旋酶和DNA聚合酶；b：RNA聚合酶；c：RNA聚合酶（RNA復制酶）；d：逆轉錄酶。3甲、乙、丙三種類型的病毒，它們的遺傳信息的遺傳方式分別如下圖所示。請據(jù)圖思考下列問題：（1）HIV、噬菌體、流感病毒分別對應圖中的哪個類型？提示：HIV：丙；噬菌體：甲；流感病毒：乙。（2）說出甲、乙、丙中的數(shù)字分別表示什么過程。提示：甲：1轉錄，2翻譯，3DNA的復制；乙：

6、4RNA的復制，5翻譯，6RNA的復制；丙：7逆轉錄，8轉錄，9翻譯，10DNA的復制。（3）不管哪種病毒，其增殖都要合成自身的蛋白質外殼和核酸，該過程需要的原料都來自哪里？提示：由宿主細胞提供?！咎骄繎谩吭谄渌麠l件具備的情況下，在試管中加入物質X和物質Z，可得到相應產(chǎn)物Y。下列敘述正確的是（）A若X是DNA，Y是RNA，則Z是逆轉錄酶B若X是DNA，Y是mRNA，則Z是脫氧核苷酸C若X是RNA，Y是DNA，則Z是RNA聚合酶D若X是mRNA，Y是在核糖體上合成的大分子，則Z是氨基酸解析若X是DNA，Y是RNA，則Z是RNA聚合酶；若X是DNA，Y是mRNA，則Z是核糖核苷酸；若X是RNA，

7、Y是DNA，則Z是逆轉錄酶；若X是mRNA，Y是在核糖體上合成的大分子，即蛋白質，則Z是氨基酸。答案D【一題多變】（1）體外模擬中心法則的某一個過程，需要哪些必要條件？提示：模板、原料、酶、ATP及適宜的溫度和pH。（2）根據(jù)模板、原料和酶等條件就可以確定中心法則中的某一過程，三個條件中只知道一個條件能確定某一過程嗎？如果不能，至少需要知道幾個條件？提示：只知道一個條件不能確定，例如只知道模板是DNA，可能是DNA的復制也可能是轉錄。三個條件中至少知道兩個條件才能確定中心法則中的某個過程，例如知道了模板是DNA和DNA聚合酶，就可以確定是DNA的復制。中心法則與生物種類的關系（1）細胞生物及噬

8、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等逆轉錄病毒的中心法則：科學探究2基因、蛋白質與性狀的關系1如圖1是豌豆的圓粒和皺粒產(chǎn)生的機理，圖2是囊性纖維病的病因圖解。請據(jù)圖思考下列問題：（1）圖1中豌豆呈圓?；虬櫫Ｅc哪種基因和酶有關？為什么相關基因異常則為皺粒？提示：與豌豆的淀粉分支酶基因及其表達的產(chǎn)物淀粉分支酶有關。如果淀粉分支酶基因異常，則不能合成出淀粉分支酶，也就不能合成淀粉，導致淀粉少而蔗糖多，蔗糖的吸水能力差，水分少而表現(xiàn)為皺粒。（2）囊性纖維病的直接病因是什么？根本病因又是什么？提示：直接病因是CFTR蛋白結構異常，根本病因是CFTR基

9、因缺失3個堿基。（3）圖1和圖2分別表示基因控制性狀的哪種途徑？提示：圖1所示的是基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀，屬于間接控制；圖2所示的是基因通過控制蛋白質的結構直接控制生物體的性狀。2如下圖，同一株水毛茛，裸露在空氣中的葉是扁平的，而浸在水中的葉片深裂成絲狀。（1）葉片呈扁平或絲狀，能否說明形狀不同的葉片中基因不同？葉片不同的原因是什么？提示：不能，不同形狀的葉片中基因是相同的。葉片形狀不同是由生活環(huán)境引起的。（2）基因型相同，表現(xiàn)型是否相同？請用一等式表示基因型、表現(xiàn)型和生活環(huán)境之間的關系。提示：不一定相同。表現(xiàn)型基因型生活環(huán)境?！咎骄繎谩繝颗；ǖ念伾饕怯?/p>

10、花青素決定的，如圖為花青素的合成與顏色變化途徑示意圖：從圖中不能得出（）A花的顏色由多對基因共同控制B基因可以通過控制酶的合成來控制代謝過程C生物體的性狀由基因決定，也受環(huán)境影響D若基因不表達，則基因和基因也不表達解析花青素決定花的顏色，而花青素的合成是由多對基因共同控制的；基因通過控制酶1、2、3的合成來控制花青素的合成；花青素在不同酸堿條件下顯示不同顏色，說明環(huán)境因素也會影響花色；基因具有獨立性，基因不表達，基因仍然能夠表達。答案D【一題多變】（1）如何來描述基因型、環(huán)境、表現(xiàn)型之間的關系？提示：表現(xiàn)型是基因型與環(huán)境相互作用的結果。（2）基因與性狀有怎樣的對應關系？提示：有三種對應關系：一

11、是一對等位基因對應一種相對性狀；二是多對等位基因對應一種相對性狀；三是一對等位基因對應多對相對性狀。基因與基因、基因與基因產(chǎn)物、基因與環(huán)境之間存在著復雜的相互作用，這種相互作用形成了一個錯綜復雜的網(wǎng)絡，精細地調控著生物體的性狀【運用概念】1克里克提出的中心法則是指（）A遺傳信息的轉錄、翻譯過程B遺傳信息的轉錄、翻譯及表達過程CDNA復制及轉錄、翻譯過程中的堿基互補配對原則D遺傳信息通過DNA復制、轉錄及翻譯的傳遞過程解析克里克提出的中心法則主要包括遺傳信息從DNA傳遞到DNA的自我復制過程，以及從DNA流向RNA進而流向蛋白質的轉錄和翻譯過程。答案D2下列關于基因與性狀之間關系的敘述，錯誤的是

12、（）A很多情況下一對基因決定一個性狀B有的情況下多對基因決定一個性狀C有的情況下一對基因決定多個性狀D生物體的性狀不會受到環(huán)境的影響解析生物體的性狀是基因型和外界環(huán)境共同作用的結果，生物體的性狀受環(huán)境的影響。答案D3生物體內性狀的表達一般遵循“DNARNA蛋白質”的原則。下面是幾種與此有關的說法，不正確的是（）ADNARNA主要是在細胞核中完成的BRNA蛋白質是在細胞質中完成的C在同一個體不同的體細胞中DNA相同D在細胞的一生中，DNA、RNA和蛋白質的種類和數(shù)量是不變的解析DNA是細胞中的遺傳物質，一般是不變的；由于同一個體不同的體細胞中的基因存在著選擇性表達，因此不同細胞中的DNA相同，而

13、RNA和蛋白質卻不一定相同。答案D【科學思維】4下面為脈孢霉體內精氨酸的合成途徑示意圖，從圖中可得出（）A一種物質的合成只受一個基因的控制B基因可通過控制酶的合成來控制代謝C若基因不表達，則基因和也不表達D若基因不存在，則瓜氨酸仍可合成精氨酸琥珀酸解析基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，從而控制生物的性狀；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；基因具有一定的獨立性，基因不表達時， 基因仍可表達，只是無法合成精氨酸；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行。答案B5中心法則是現(xiàn)代生物學中最重要最基本的規(guī)律之一，在生物科學發(fā)展過程中占有重要地位。以DN

14、A為模板合成RNA是生物界RNA合成的主要方式，但某些RNA病毒，它們的遺傳信息貯存在RNA分子中，當它們進入宿細胞后，先以病毒的RNA分子為模板合成一個DNA分子，再以DNA分子為模板合成新的病毒RNA。下圖中的甲、乙、丙代表著三種生物不同的遺傳和表達方式，請分析回答：（1）、所示的三個過程分別是、。（2）圖中需要轉運RNA（tRNA）和核糖體同時參與的過程有。（填圖中序號）（3）若生物甲在進行過程時，一個DNA分子的一條鏈上的一個G變成C，則該DNA分子經(jīng)過n次復制后，子代DNA分子中，發(fā)生差錯的占。（填選項）A.1/2 B.1/2n1C.1/2n D.1/2n1（4）圖甲中，參與過程1的

15、酶是。（5）丙圖中，當堿基為AAC序列時，會發(fā)生UUG配對的過程有。（填圖中序號）解析（1）、所示的三個過程分別是轉錄、翻譯、逆轉錄。（2）圖中需要轉運RNA（tRNA）和核糖體同時參與的過程有、。（3）因為起始的兩條模板鏈一條正常一條錯誤，所以無論復制多少次，以錯誤模板復制的都錯誤，以正確模板復制的都正常，各占一半。（4）圖甲中，參與過程的酶是RNA聚合酶。（5）丙圖中，當堿基為AAC序列時，會發(fā)生UUG配對的過程有、。答案（1）轉錄翻譯逆轉錄（2）、（3）A（4）RNA聚合酶（5）、課時提升訓練（時間：30分鐘滿分：50分）【運用概念】1.鏈霉素或新霉素可使核糖體與單鏈的DNA結合，這一單

16、鏈DNA就可代替mRNA翻譯出多肽，說明（）A.遺傳信息可由RNA流向DNAB.遺傳信息可由蛋白質流向DNAC.遺傳信息可由DNA直接流向蛋白質D.遺傳信息可由RNA流向蛋白質解析 本題說明在實驗條件下遺傳信息也可能直接由DNA流向蛋白質，而不需要通過mRNA。答案C2.1983年科學家證實，引起艾滋病的人類免疫缺陷病毒（HIV）是一種逆轉錄病毒。下列能正確表示HIV感染人體過程的“遺傳信息流”示意圖是（）解析HIV是以RNA為遺傳物質的病毒，能以RNA為模板逆轉錄合成DNA，該DNA又和人體細胞核內的DNA整合在一起，整合后的HIV的DNA分子在人體細胞內又可以復制，還可以轉錄出RNA，并以

17、RNA為模板翻譯成病毒的蛋白質。答案D3.下列關于如圖所示過程的說法，錯誤的是（）A.正常情況下，在動植物細胞中都不可能發(fā)生B.過程的產(chǎn)物相同，催化的酶也相同C.進行的場所有細胞核、線粒體、葉綠體；進行的場所為核糖體D.所需的原料分別為脫氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸解析過程需要特定的逆轉錄酶，故B選項不正確。答案B4.遺傳信息從RNARNA途徑是對中心法則的補充，下列能夠發(fā)生該傳遞途徑的生物是（）A.煙草 B.煙草花葉病毒C.噬菌體 D.大腸桿菌解析由RNARNA說明發(fā)生了RNA的復制，該過程只發(fā)生在RNA病毒中。煙草、噬菌體以及大腸桿菌都是以DNA為遺傳物質的生物，其遺傳信息是通過DNARN

18、A蛋白質途徑傳遞的。答案B5.有關基因、DNA、蛋白質、性狀的敘述，錯誤的是（）A.基因控制性狀是通過控制蛋白質的合成來實現(xiàn)的B.基因是有遺傳效應的DNA片段C.白化癥狀的出現(xiàn)，是由于基因直接控制合成異常的色素D.基因與性狀之間不是簡單的一對一關系解析白化癥狀的出現(xiàn)，是由于體內不能合成酪氨酸酶，從而不能產(chǎn)生黑色素，屬于基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀。答案C6.下圖表示喜馬拉雅兔在受到低溫作用后毛色的變化，這種變化最可能是（）A.遺傳對基因表達的作用B.環(huán)境對基因表達的作用C.同源染色體上基因的重排D.環(huán)境引起基因突變解析冰塊（低溫）處理后毛色變化，處理部位的基因沒有變

19、化，最可能是環(huán)境影響了基因的表達。答案B7.囊性纖維病是北美白種人中常見的一種疾病，研究表明，在70%的患者中，發(fā)病原因是CFTR基因發(fā)生突變，導致運輸Cl的CFTR蛋白的第508位的氨基酸缺失，而直接原因是Cl不能有效運出肺等器官的組織細胞。下列理解錯誤的是（）A.從個體水平看，病人的性狀已經(jīng)發(fā)生改變B.從細胞水平看，病人肺組織細胞膜的功能已發(fā)生改變C.從分子水平看，病人的基因的結構沒有發(fā)生改變D.此病可以說明基因通過控制蛋白質的結構來直接控制生物體的性狀解析該病根本原因是CFTR基因發(fā)生突變，所以基因結構發(fā)生改變。囊性纖維病發(fā)病的直接原因是CFTR蛋白發(fā)生改變，所以此病可以說明基因是通過控

20、制蛋白質的結構直接影響了生物體的性狀。答案C8.已停止分裂的細胞，其遺傳信息的傳遞情況可能是（）A.DNADNARNA蛋白質B.RNARNA蛋白質C.DNARNA蛋白質D.蛋白質RNA解析DNADNA是DNA的復制，發(fā)生在能夠進行分裂的細胞內；RNARNA是RNA的復制，只發(fā)生在被RNA病毒侵染的宿主細胞內；DNARNA蛋白質是基因表達的過程，幾乎發(fā)生在整個生命歷程中；蛋白質RNA目前還未發(fā)現(xiàn)。答案C9.下圖是基因的作用及基因與性狀的關系示意圖，據(jù)圖分析不正確的是（）A.過程是轉錄，它以DNA的一條鏈為模板合成各種RNAB.過程發(fā)生的場所與該基因復制的場所一定相同C.過程中只需要mRNA、氨基

21、酸、核糖體、酶、ATP即可完成D.過程可以表示酪氨酸酶與人類膚色的關系解析過程是翻譯過程，該過程還需要tRNA等的參與才能完成，C項錯誤。答案C10.如圖所示，下列有關敘述錯誤的是（）A.甲是DNA，乙為RNA，此過程要以甲為模板，酶為RNA聚合酶B.甲是DNA，乙為DNA，此過程要以甲為模板，酶為DNA聚合酶和解旋酶C.甲是RNA，乙為DNA，此過程為轉錄，原料為脫氧核苷酸D.甲是RNA，乙為蛋白質，此過程為翻譯，原料為氨基酸解析根據(jù)圖示，若甲是DNA，乙為RNA，則此過程表示轉錄，需要以甲為模板，酶為RNA聚合酶，A正確；若甲是DNA，乙為DNA，此過程表示DNA復制，需要以甲為模板，酶為

22、DNA聚合酶和解旋酶，B正確；若甲是RNA，乙為DNA，此過程為逆轉錄，原料為脫氧核苷酸，C錯誤；若甲是RNA，乙為蛋白質，此過程為翻譯，原料為氨基酸，D正確。答案C【科學思維】11.腸道病毒EV71為單股正鏈（RNA）病毒，是引起手足口病的主要病原體之一。下面為該病毒在宿主細胞腸道內增殖的示意圖。據(jù)圖分析不正確的是（）A.圖中物質M的合成場所是宿主細胞的核糖體B.催化、過程的物質可能是RNA復制酶C.圖中RNA具有催化RNA形成RNA的功能D.若RNA含有7 500個堿基，其中AU占40%，子代RNA形成過程共需G和C 9 000個解析圖中的M物質是翻譯產(chǎn)生的多肽鏈，由于EV71病毒沒有細胞

23、器，多肽合成的場所是宿主細胞的核糖體；、過程是以RNA為模板合成RNA的過程，需要的是RNA復制酶；圖中催化RNA形成RNA的是物質N，圖中RNA的功能是作為翻譯的模板翻譯出新的蛋白質、作為復制的模板形成新的RNA，即病毒的組成成分之一；RNA復制時，需要先以RNA為模板合成RNA，再以RNA為模板合成RNA，相當于合成了一條雙鏈RNA，在這條雙鏈RNA中AU，GC，根據(jù)題目中的條件，在病毒RNA中AU占40%，則GC60%，所以合成子代RNA的過程共需要G和C的數(shù)目是7 500×2×60%9 000（個）。答案C12.下圖表示人體內苯丙氨酸的代謝途徑，據(jù)圖分析不正確的是（

24、）A.由苯丙氨酸合成多巴胺需要多對基因控制B.基因3不正常而缺乏酶3可能引起苯丙酮尿癥C.基因2突變而缺乏酶2將導致人患白化病D.基因可通過控制酶的合成來控制代謝過程，從而控制生物性狀解析苯丙氨酸合成多巴胺需要基因1和基因4控制；缺乏酶3則不能合成苯丙酮酸，故不會引起苯丙酮尿癥；缺乏酶2則不能合成黑色素，將導致人患白化??；圖示過程說明基因可通過控制酶的合成來控制代謝過程，從而控制生物性狀。答案B13.下面為基因與性狀的關系示意圖，請據(jù)圖回答下列問題：（1）通過過程合成mRNA，在遺傳學上稱為。（2）在真核細胞的細胞核中，過程的mRNA通過進入到細胞質中，與結合在一起指導蛋白質的生物合成。（3）

25、過程稱為，需要的物質和結構有 。（4）在玉米的葉肉細胞中，能夠進行過程的細胞結構有、。（5）基因對性狀的控制是通過控制蛋白質的合成實現(xiàn)的。白化病是由于缺乏合成黑色素的酶所致，這屬于基因對性狀的（直接/間接）控制。（6）從圖中可以分析得知，生物的性狀具有多樣性的直接原因是，根本原因是。解析題中圖示包括了基因與性狀的關系的幾個方面：基因通過基因表達控制生物體的性狀，即基因通過轉錄和翻譯控制蛋白質的合成，進而控制生物體的性狀。轉錄是以DNA的一條鏈為模板，以四種核糖核苷酸為原料合成RNA的過程；翻譯是以RNA為模板，以約20種氨基酸為原料，合成蛋白質（肽鏈）的過程。真核細胞中，轉錄形成的mRNA通過

26、核孔進入細胞質中，與核糖體結合在一起指導蛋白質的生物合成。玉米葉肉細胞能夠進行轉錄的細胞結構有細胞核、葉綠體和線粒體?；蚩刂菩誀畹姆绞揭环N是通過控制蛋白質的結構直接控制生物體的性狀，另一種是通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀，前者為直接控制，后者為間接控制。生物性狀具有多樣性的直接原因是蛋白質的多樣性，而根本原因則是DNA的多樣性。答案（1）轉錄（2）核孔核糖體（3）翻譯mRNA、氨基酸、tRNA、酶、ATP、核糖體（4）細胞核葉綠體線粒體（5）間接（6）蛋白質的多樣性DNA的多樣性14.根據(jù)圖一至圖三遺傳信息的傳遞和表達過程，回答相關問題：（1）上圖中表示脫氧核苷酸鏈的是，能夠發(fā)生A與T相互配對的是圖。（2）圖三過程不可能發(fā)生在中。A.神經(jīng)元 B.肝細胞C.心肌細胞 D.哺乳動物成熟的紅細胞（3）若圖三合成的產(chǎn)物中有n個氨基酸組成，指導其合成的mRNA的堿基數(shù)遠大于3n原因之一是。（4）圖一至圖三中沒有發(fā)生的過程是，中心法則的完整表達式是。解析（1）從圖示看出，圖一為DNA的復制，能發(fā)生A與T的配對，P鏈、T鏈、A鏈、B鏈表示脫氧核苷酸鏈。（