2024高中生物第4章基因的表達(dá)第2節(jié)基因?qū)π誀畹目刂平贪感氯私贪姹匦?

PAGE8-第2節(jié)基因?qū)π誀畹南拗芠學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.結(jié)合“中心法則的提出及其發(fā)展”，歸納并理解中心法則。2.概述基因限制生物體性狀的兩種方式，進(jìn)一步理解基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系。學(xué)問點一中心法則的提出和發(fā)展學(xué)問梳理1.克里克提出的中心法則過程名稱遺傳信息流向①eq\o(□,\s\up3(01))復(fù)制DNA→DNA②轉(zhuǎn)錄eq\o(□,\s\up3(02))DNA→RNA③eq\o(□,\s\up3(03))翻譯eq\o(□,\s\up3(04))RNA→蛋白質(zhì)2．中心法則的發(fā)展(1)閱讀教材P69“資料分析”①材料1說明遺傳信息還可以從eq\o(□,\s\up3(05))RNA流向eq\o(□,\s\up3(06))RNA。②材料2說明遺傳信息還可以從eq\o(□,\s\up3(07))RNA流向eq\o(□,\s\up3(08))DNA。③材料3說明遺傳信息還可能從eq\o(□,\s\up3(09))蛋白質(zhì)流向eq\o(□,\s\up3(10))蛋白質(zhì)。(該過程只是可能存在)④發(fā)展：歷經(jīng)考驗后的中心法則，補充了遺傳信息從RNA流向eq\o(□,\s\up3(11))RNA以及從RNA流向eq\o(□,\s\up3(12))DNA這兩條途徑，比以往更加完善。(2)圖解(3)適用范圍①以eq\o(□,\s\up3(13))DNA作為遺傳物質(zhì)的生物(包括原核生物、真核生物和DNA病毒)②以eq\o(□,\s\up3(16))RNA作為遺傳物質(zhì)的生物RNA病毒(煙草花葉病毒、SARS病毒)逆轉(zhuǎn)錄病毒(HIV)3.總結(jié)：中心法則幾個過程分析1.DNA病毒內(nèi)不含RNA，其遺傳信息的傳遞是否遵循中心法則的內(nèi)容？為什么？提示：遵循，因為DNA病毒是把自身的遺傳物質(zhì)注入宿主細(xì)胞中，然后利用宿主細(xì)胞供應(yīng)原料進(jìn)行DNA的復(fù)制和基因的表達(dá)。2．神經(jīng)細(xì)胞中能發(fā)生哪些遺傳信息的傳遞？提示：轉(zhuǎn)錄、翻譯。典題精析[例1]遺傳信息的流淌方向可用下圖表示，圖中序號表示復(fù)制等過程。下列敘述中錯誤的是()A．過程①②③④⑤均存在堿基互補配對B．原核細(xì)胞中過程②⑤可以同時進(jìn)行C．⑤過程涉及的RNA只有mRNA和tRNAD．過程②④的堿基配對方式有所不同解題分析圖中①是DNA的復(fù)制、②是轉(zhuǎn)錄、③是逆轉(zhuǎn)錄、④是RNA的復(fù)制、⑤是翻譯過程，這些過程均存在堿基互補配對，A正確；真核細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄主要在細(xì)胞核中進(jìn)行，翻譯在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行，mRNA要出細(xì)胞核后才能進(jìn)行翻譯，而原核細(xì)胞不存在核膜，轉(zhuǎn)錄和翻譯可以同時進(jìn)行，B正確；翻譯過程模板為mRNA，須要轉(zhuǎn)運工具tRNA，還要有核糖體，故還要涉及rRNA，C錯誤；過程②的堿基配對方式為A—U、T—A、C—G、G—C，過程④的堿基配對方式為A—U、U—A、C—G、G—C，D正確。答案C[例2]如圖所示，能在造血干細(xì)胞和唾液腺細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的過程分別是()A．前者有①②③，后者有②③B．兩者都有①C．兩者都有①②③D．兩者都有①②解題分析造血干細(xì)胞可分裂，其內(nèi)可發(fā)生DNA復(fù)制和基因的表達(dá)；而唾液腺細(xì)胞不能分裂，只能進(jìn)行基因表達(dá)。答案A[例3]在其他條件具備的狀況下，在試管中加入物質(zhì)X和物質(zhì)Z，可得到相應(yīng)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(zhuǎn)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是限制酶D．若X是mRNA，Y是在核糖體上合成的大分子，則Z是氨基酸解題分析若X是DNA，Y是RNA，則Z是RNA聚合酶，A錯誤；若X是DNA，Y是mRNA，則Z是核糖核苷酸，B錯誤；若X是RNA，Y是DNA，則Z是逆轉(zhuǎn)錄酶，C錯誤；若X是mRNA，Y是在核糖體上合成的大分子，即蛋白質(zhì)，則Z是氨基酸，D正確。答案D學(xué)問點二基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系學(xué)問梳理1.基因限制生物性狀的兩條途徑(1)基因?qū)ι镄誀畹拈g接限制①實質(zhì)：基因通過限制eq\o(□,\s\up3(01))酶的合成來限制eq\o(□,\s\up3(02))代謝過程，進(jìn)而限制eq\o(□,\s\up3(03))生物體的性狀。②舉例(2)基因?qū)ι镄誀畹母纱嘞拗脾賹嵸|(zhì)：基因通過限制eq\o(□,\s\up3(10))蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)干脆限制生物體的性狀。②舉例：eq\o(□,\s\up3(11))囊性纖維病。編碼CFTR蛋白(跨膜蛋白)的基因缺失了eq\o(□,\s\up3(12))3個堿基→CFTR蛋白在第508位缺少eq\o(□,\s\up3(13))苯丙氨酸→CFTR蛋白eq\o(□,\s\up3(14))結(jié)構(gòu)異樣→使CFTR轉(zhuǎn)運氯離子的功能異樣，支氣管中黏液增多，管腔受阻，細(xì)菌在肺部大量繁殖，使人患囊性纖維病。2．基因與性狀的關(guān)系eq\a\vs4\al(1基因與性狀,的數(shù)量關(guān)系)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(一個基因確定一種性狀,\o(□,\s\up3(15))多個基因確定一種性狀,一個基因會影響到多種性狀))(2)基因與性狀的對應(yīng)關(guān)系(3)影響基因限制性狀的因素生物性狀是由eq\o(□,\s\up3(19))基因和eq\o(□,\s\up3(20))環(huán)境條件共同作用的結(jié)果，其關(guān)系如圖所示：3．細(xì)胞質(zhì)基因細(xì)胞質(zhì)基因指的是細(xì)胞核以外的eq\o(□,\s\up3(22))細(xì)胞質(zhì)中的基因。eq\o(□,\s\up3(23))葉綠體和eq\o(□,\s\up3(24))線粒體中的DNA都能夠進(jìn)行半自主自我復(fù)制，并通過eq\o(□,\s\up3(25))轉(zhuǎn)錄和eq\o(□,\s\up3(26))翻譯限制某些蛋白質(zhì)的合成。如線粒體疾病是由線粒體eq\o(□,\s\up3(27))DNA缺陷引起的，這些遺傳病都只能通過eq\o(□,\s\up3(28))母親遺傳給后代。1.一個基因的變更僅僅引起生物體單一性狀的變更嗎？并說明緣由？提示：不是，基因與生物的性狀之間并非簡潔的一一對應(yīng)關(guān)系，因此一個基因變更可能會影響多種性狀。2．白化病與老人頭發(fā)變白的緣由相同嗎？提示：不相同。白化病是由于限制酪氨酸酶的基因異樣導(dǎo)致細(xì)胞不能合成酪氨酸酶而缺乏黑色素，而老年人頭發(fā)變白是由于細(xì)胞蒼老時酪氨酸酶活性下降而缺乏黑色素。典題精析[例1]下面關(guān)于基因、蛋白質(zhì)、性狀之間關(guān)系的敘述中，錯誤的是()A．生物體的一切性狀完全由基因限制，與環(huán)境因素?zé)o關(guān)B．基因可通過限制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)干脆限制生物體的性狀C．基因可通過限制酶的合成來限制代謝過程，進(jìn)而限制生物體的性狀D．基因的遺傳信息可通過轉(zhuǎn)錄和翻譯傳遞到蛋白質(zhì)得以表達(dá)解題分析生物體的性狀由基因限制，同時受環(huán)境因素的影響，A錯誤。答案A[例2]Leber遺傳性視神經(jīng)病是一種遺傳病，此病由線粒體DNA上的基因限制。某女士的母親患有此病，假如該女士結(jié)婚生育，下列預(yù)料正確的是()A．假如生男孩，孩子不會攜帶致病基因B．假如生女孩，孩子不會攜帶致病基因C．不管生男或生女，孩子都會攜帶致病基因D．必需經(jīng)過基因檢測，才能確定解題分析Leber遺傳性視神經(jīng)病是由線粒體DNA基因突變所致，屬于細(xì)胞質(zhì)遺傳。已知女士的母親患有Leber，則該女士確定患有該病，所以當(dāng)該女士結(jié)婚生育時，其子女也必定患病。答案C學(xué)問拓展1生物體的性狀受細(xì)胞核基因和細(xì)胞質(zhì)基因的共同限制。2細(xì)胞質(zhì)基因的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯均在線粒體或葉綠體內(nèi)完成，這兩類細(xì)胞器是半自主性細(xì)胞器；細(xì)胞核基因的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄在細(xì)胞核內(nèi)進(jìn)行，翻譯在細(xì)胞質(zhì)的核糖體上進(jìn)行。3細(xì)胞質(zhì)遺傳遵循中心法則，但不遵循孟德爾遺傳定律。母系遺傳子女的性狀與母本保持一樣的機(jī)理是卵細(xì)胞內(nèi)含有大量的細(xì)胞質(zhì)，精子內(nèi)只含有極少量的細(xì)胞質(zhì)。受精卵中的細(xì)胞質(zhì)基因幾乎全部來自卵細(xì)胞。當(dāng)堂檢測——查漏補缺鞏固提升1．尿嘧啶核糖核苷(簡稱尿苷)在細(xì)胞內(nèi)可以轉(zhuǎn)化為尿嘧啶核糖核苷酸。假如選用含有3H－尿嘧啶核糖核苷的養(yǎng)分液，處理活的小腸黏膜層，幾小時后檢測小腸絨毛，發(fā)覺整個小腸黏膜層上均有放射性出現(xiàn)。推想與之親密相關(guān)的過程是圖中的()A．①B．②C．③D．①和②答案B解析小腸黏膜層上均有放射性出現(xiàn)是因為3H－尿嘧啶核糖核苷被利用，說明合成了RNA，發(fā)生了轉(zhuǎn)錄過程。2．下列過程中，由逆轉(zhuǎn)錄酶催化的是()A．DNA→RNA B．RNA→DNAC．蛋白質(zhì)→蛋白質(zhì) D．RNA→蛋白質(zhì)答案B解析RNA→DNA屬于逆轉(zhuǎn)錄過程，須要逆轉(zhuǎn)錄酶催化，B正確。3．同一株水毛茛，浸在水中的葉與袒露在空氣中的葉形態(tài)不同，緣由是()A．基因發(fā)生了變更B．環(huán)境確定生物的性狀C．基因未發(fā)生變更，性狀還受環(huán)境的影響D．水中葉片脫落了答案C解析同一株水毛茛，浸在水中的葉與袒露在空氣中的葉形態(tài)不同，該株水毛茛的基因型沒有發(fā)生變更，是環(huán)境影響了性狀表現(xiàn)，說明生物性狀是由遺傳物質(zhì)確定的同時，還受環(huán)境影響。4．如圖為人體內(nèi)基因?qū)π誀畹南拗七^程，分析可知()A．基因1和基因2一般不會出現(xiàn)在人體內(nèi)的同一個細(xì)胞中B．圖中①過程需RNA聚合酶的催化，②過程不需tRNA的幫助C．④⑤過程的結(jié)果存在差異的根本緣由是血紅蛋白結(jié)構(gòu)的不同D．過程①②③表明基因通過限制酶的合成來限制代謝過程，進(jìn)而限制生物體的性狀答案D解析人體的體細(xì)胞均由同一個受精卵分裂、分化而形成的，因此基因1和基因2在人體的幾乎全部細(xì)胞中都同時存在，A錯誤；①是轉(zhuǎn)錄過程，須要RNA聚合酶的催化，②是翻譯過程，須要tRNA攜帶氨基酸，B錯誤；④⑤過程的結(jié)果存在差異的干脆緣由是血紅蛋白結(jié)構(gòu)不同，C錯誤；過程①②③表明基因通過限制酶的合成來限制代謝過程，進(jìn)而限制生物體的性狀，D正確。5．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(dá)的過程。請回答下列問題。(1)圖中a、b、c、d所表示的四個過程分別是________、________、________和________。(2)須要tRNA和核糖體同時參加的過程是________(用圖中的字母回答)。(3)a過程發(fā)生在真核細(xì)胞分裂的________期。(4)在真核細(xì)胞中，a和b兩個過程發(fā)生的主要場所是______________。(5)能特異性識別信使RNA上密碼子的分子是________，后者所攜帶的分子是________。(6)RNA病毒的遺傳信息傳遞與表達(dá)的途徑有(用類似本題圖中的形式表述)：①____________________________________________________________；②____________________________________________________________。答案(1)DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯逆轉(zhuǎn)錄(2)c(3)間(4)細(xì)胞核(5)tR