高中生物 第4章 第2節(jié) 基因?qū)π誀畹目刂平贪?新人教版必修2

第2節(jié)基因?qū)π誀畹目刂?/p>

學(xué)習(xí)目標(biāo)核心素養(yǎng)

1.通過(guò)對(duì)資料進(jìn)行分析歸納，概括中心法則

1.理解中心法則的內(nèi)容及應(yīng)用。(重、難點(diǎn))的提出及發(fā)展過(guò)程。

2.闡述基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系。(重點(diǎn))2.結(jié)合實(shí)例，闡述基因控制性狀的兩種方式。

3.了解細(xì)胞質(zhì)遺傳及其特點(diǎn)。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)。

自主預(yù)習(xí)。揣新加

NINHLJYLJXI丁AZXIZNHI

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

|生理過(guò)程|I遺傳信息的傳圜

①DNA復(fù)制、a.從DNA流向RNA

②轉(zhuǎn)錄b.從RNA流向蛋白質(zhì)

③翻譯c.從DNA流向DNA

復(fù)廠'轉(zhuǎn)錄翻譯

⑶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

復(fù)轉(zhuǎn)錄'復(fù)「翻譯

制DNA*-制?RNA------------蛋白質(zhì)

逆轉(zhuǎn)錄

二、基因、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接控制掃

碼

看

①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。微

課

回!

②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，使編碼逐

控制酪氨酸酶的基因異常

粉分支酶的基因被打亂

3

不能合成酪氨酸酶

不能合成淀粉分支酶

酪氨酸不能轉(zhuǎn)變?yōu)楹谏?/p>

細(xì)胞內(nèi)淀粉含量下降,游離蔗糖含量升高

表現(xiàn)出白化癥狀

豌豆成熟時(shí)因失水而皺縮

(2)基因?qū)ι镄誀畹闹苯涌刂?/p>

①實(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。

②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

3

CFTR蛋白缺少苯丙氨酸編碼血紅蛋白的基因發(fā)生改變

CFTR蛋白結(jié)構(gòu)異常，導(dǎo)致功能異常血紅蛋白組成的紅細(xì)胞結(jié)構(gòu)異常，

3功能受損

患者支氣管中黏液增多，管腔受阻，細(xì)菌在肺部大量生長(zhǎng)

繁殖，使肺功能?chē)?yán)重受損

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：

①進(jìn)行半自主自我復(fù)制。

②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)曼親遺傳給后代。

基礎(chǔ)診斷G

判斷對(duì)錯(cuò)(正確的打“J”，錯(cuò)誤的打“X”)

1.DNA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。

（）

3.RNA病毒都能進(jìn)行逆轉(zhuǎn)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.XDNA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.X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.X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HIVo

4.X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。

5.V

6.V

合作探究。及重避

HEZUOTANJIUGONGZHCNGNAN；

義究就幺_____________________________中心法則及其發(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A?E試管所模擬的過(guò)程分別是什么？

D

DNA

一

士(RNRNA

-c5NAFr(RNSIPA

一B<_^ATPAT

TPl酶

酶核

核

糖酶

二

核

一r

-巡

三

氨

二

脫氧核糖酸

三

三

核

酸

一

三

首三脫氧核糖

三

三

核甘酸3三

))二核甘酸二

ABCDE

提?。篈—DNA復(fù)制；B—轉(zhuǎn)錄；C—RNA復(fù)制；D一逆轉(zhuǎn)錄；E一翻譯。

［歸納總結(jié)］

1.中心法則的內(nèi)容及應(yīng)用

、轉(zhuǎn)錄一復(fù)/

復(fù)'翻譯

制DNA--------制；、RNA---------------蛋白質(zhì)

/逆轉(zhuǎn)錄、

（1）細(xì)胞生物及噬菌體等DNA病毒的中心法則

翻譯

RNA一”蛋白質(zhì)

(2)煙草花葉病毒等大部分RNA病毒的中心法則

4.A翻譯》蛋白質(zhì)

(3)HIV等逆轉(zhuǎn)錄病毒的中心法則

逆轉(zhuǎn)錄復(fù)f轉(zhuǎn)錄翻譯訶八華

RNA------俞IDNA-----，RNA-----蛋白質(zhì)

(4)高度分化的細(xì)胞內(nèi)中心法則的表達(dá)式

轉(zhuǎn)錄翻譯

DNA——?RNA——?蛋白質(zhì)

(5)能分裂的細(xì)胞內(nèi)中心法則的表達(dá)式

翻譯

RNA?蛋白質(zhì)

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。

金對(duì)1江練國(guó)■

1.人或動(dòng)物a戶基因編碼一種蛋白(PrP°),該蛋白無(wú)致病性。PrP°的空間結(jié)構(gòu)改變后成

為PrP”(骯粒)，就具有了致病性。Prpsc可以誘導(dǎo)更多的PrP,轉(zhuǎn)變?yōu)镻rP*實(shí)現(xiàn)骯粒的增殖，

可以引起瘋牛病。據(jù)此判斷，下列敘述正確的是()

A.骯粒侵入機(jī)體后可整合到宿主的基因組中

B.骯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

D.prp。轉(zhuǎn)變?yōu)镻rP'c的過(guò)程屬于遺傳信息的翻譯過(guò)程

C［據(jù)題中信息可知骯粒是基因所編碼的蛋白質(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，與骯粒不相

同，B錯(cuò)誤。由題中信息可知，在?基因編碼的蛋白質(zhì)與骯粒的功能因空間結(jié)構(gòu)的不同而不同，

C正確。PrP0轉(zhuǎn)變?yōu)镻rP"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()

⑤:RNA-------?_蛋白質(zhì)

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①一②一③一④的過(guò)程

C.⑤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①DNA復(fù)制、②轉(zhuǎn)錄和③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⑤RNA復(fù)制和⑥翻譯過(guò)程，B項(xiàng)錯(cuò)誤。

④過(guò)程需要逆轉(zhuǎn)錄酶的參與，C項(xiàng)錯(cuò)誤。］

忱畛_______________________基因、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

基因通過(guò)控制“蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)”直接控基因通過(guò)控制“酶”的合成來(lái)控制代謝

方式

制生物性狀過(guò)程進(jìn)而控制生物性狀

廠蛋白質(zhì)--

;（間接途徑）

酶-4細(xì)胞代謝f性狀

圖解基因:

1劣結(jié)構(gòu)蛋白-;細(xì)胞結(jié)構(gòu)—性狀

［直接途徑）

2.基因、蛋白質(zhì)與性狀之間的關(guān)系

DNA---更堊---------?RNA---吧?蛋白質(zhì)

/因--------------------整制-----------------'狀

控制|

等位基因型《隱性基因姐隱性屈表現(xiàn)型?相產(chǎn)狀

等位%因分離-------------導(dǎo)邕--------------相對(duì)性狀分離

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

否，DNA分子裸露與蛋白質(zhì)結(jié)合為染色體

白質(zhì)結(jié)合

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

線粒體和葉綠體是半自主性細(xì)胞器，這些部位的基因活動(dòng)還要受核

聯(lián)系

基因的控制

漸點(diǎn)!練國(guó)?

1.人類(lèi)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(lèi)疾病的過(guò)程。由圖中不能得出的結(jié)論是（）

基因1基因2

II

IW1薛2

食物蛋白質(zhì)—笨丙氮酸二一BSS?t?黑色素

SB93-j#3—1J-—梅4―基因4

笨丙南酸多巴胺

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.①過(guò)程與DNA復(fù)制的共同點(diǎn)是都以DNA的一條鏈為模板，在DNA聚合酶的作用下進(jìn)行

B.③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、ATP

C.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

D.HIV、大腸桿菌及4噬菌體都可以在人體細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行①③這兩個(gè)基本過(guò)程

B［①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；T,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

廠、轉(zhuǎn)錄_廠飛翻譯

(RNA---?蛋白質(zhì)

、/逆轉(zhuǎn)錄

復(fù)制復(fù)制

復(fù)制2.基因控制生物性狀的兩條途徑

復(fù)C轉(zhuǎn)錄L廠\翻譯

制(?RNA------蛋白質(zhì)(1)通過(guò)控制酶的合成來(lái)控制代謝過(guò)程，進(jìn)而

Vy逆轉(zhuǎn)錄'、」

控制生物體的性狀。

基因廠［晦的合成卜|細(xì)胞代謝卜

(2)通過(guò)控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的

,_____________________,一性狀

T蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)卜」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。

當(dāng)堂達(dá)標(biāo)。固以基

；TANCDABIAOGUSHI

1.結(jié)合下圖分析，下列敘述錯(cuò)誤的是()

復(fù)制

iCDNA-錄(JRNA翻譯》蛋白質(zhì)

逆轉(zhuǎn)錄Jy

A.生物的遺傳信息儲(chǔ)存在DNA或RNA的核甘酸序列中

B.核甘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的核甘酸序列中，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與脫氧核甘酸結(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種脫氧核甘酸，

物質(zhì)Y與脫氧核昔酸結(jié)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.下圖為脈抱霉體內(nèi)精氨酸的合成途徑示意圖，從圖中可得出（）

基因①基因②基因③基因④

J（（J

酶①酶②酶③酶④

331I

N一乙酸鳥(niǎo)氨酸一鳥(niǎo)氨酸一瓜氨酸一精氨酸琥珀酸一精氨酸

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②不表達(dá)，則基因③和④也不表達(dá)

D.若基因③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①②③④的參與，而它們分別受基因①②③④的控制?；蚓哂幸欢ǖ?/p>

獨(dú)立性，基因②不表達(dá)時(shí)，基因③和④仍可表達(dá)，只是無(wú)法合成精氨酸。若基因③不存在，

酶③不能合成，則瓜氨酸一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A—U（或U—A）配對(duì)的過(guò)程有；其中需

要核糖核昔酸作為原料的過(guò)程有o（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①過(guò)程次，此過(guò)程中，

模板鏈和子鏈中(A+T)/的(G+C)值的關(guān)系是。

(3)圖中③過(guò)程