高中生物 第4章 基因的表达 第2节 基因对性状的控制教案 新人教版必修2-新人教版高一必修2生物教

第2节 基因对性状的控制
[学习目标] 1.结合“中心法则的提出及其发展”，归纳并理解中心法则。

2.概述基因控制生物体性状的两种方式，进一步理解基因、蛋白质与性状的关系。

知识点一 中心法则的提出和发展
知识梳理
1.克里克提出的中心法则
过程 名称 遗传信息流向 ① □01复制 DNA→DNA ② 转录 □02DNA→RNA ③
□03翻译
□04RNA→蛋白质
2．中心法则的发展
(1)阅读教材P 69“资料分析”
①材料1说明遗传信息还可以从□
05RNA 流向□06RNA 。

②材料2说明遗传信息还可以从□
07RNA 流向□08DNA 。

③材料3说明遗传信息还可能从□
09蛋白质流向□10蛋白质。

(该过程只是可能存在) ④发展：历经考验后的中心法则，补充了遗传信息从RNA 流向□11RNA 以及从RNA 流向□12DNA 这两条途径，比以往更加完善。

(2)图解
(3)适用X围
13DNA作为遗传物质的生物(包括原核生物、真核生物和DNA病毒)
①以□
16RNA作为遗传物质的生物
②以□
RNA病毒(烟草花叶病毒、SARS病毒)
逆转录病毒(HIV)
3.总结：中心法则几个过程分析
1.DNA病毒内不含RNA，其遗传信息的传递是否遵循中心法则的内容？为什么？
提示：遵循，因为DNA病毒是把自身的遗传物质注入宿主细胞中，然后利用宿主细胞提供原料进行DNA的复制和基因的表达。

2．神经细胞中能发生哪些遗传信息的传递？
提示：转录、翻译。

典题精析
[例1] 遗传信息的流动方向可用下图表示，图中序号表示复制等过程。

下列叙述中错误的是( )
A．过程①②③④⑤均存在碱基互补配对
B．原核细胞中过程②⑤可以同时进行
C．⑤过程涉及的RNA只有mRNA和tRNA
D．过程②④的碱基配对方式有所不同
解题分析图中①是DNA的复制、②是转录、③是逆转录、④是RNA的复制、⑤是翻译过程，这些过程均存在碱基互补配对，A正确；真核细胞中转录主要在细胞核中进行，翻译在细胞质中进行，mRNA要出细胞核后才能进行翻译，而原核细胞不存在核膜，转录和翻译可以同时进行，B正确；翻译过程模板为mRNA，需要转运工具tRNA，还要有核糖体，故还要涉及rRNA，C错误；过程②的碱基配对方式为A—U、T—A、C—G、G—C，过程④的碱基配对方式为A—U、U—A、C—G、G—C，D正确。

答案 C
[例2] 如图所示，能在造血干细胞和唾液腺细胞内发生的过程分别是( )
A．前者有①②③，后者有②③
B．两者都有①
C．两者都有①②③
D ．两者都有①②
解题分析 造血干细胞可分裂，其内可发生DNA 复制和基因的表达；而唾液腺细胞不能分裂，只能进行基因表达。

答案 A
[例3] 在其他条件具备的情况下，在试管中加入物质X 和物质Z ，可得到相应产物Y 。

下列叙述正确的是( )
A ．若X 是DNA ，Y 是RNA ，则Z 是逆转录酶
B ．若X 是DNA ，Y 是mRNA ，则Z 是脱氧核苷酸
C ．若X 是RNA ，Y 是DNA ，则Z 是限制酶
D ．若X 是mRNA ，Y 是在核糖体上合成的大分子，则Z 是氨基酸
解题分析 若X 是DNA ，Y 是RNA ，则Z 是RNA 聚合酶，A 错误；若X 是DNA ，Y 是mRNA ，则Z 是核糖核苷酸，B 错误；若X 是RNA ，Y 是DNA ，则Z 是逆转录酶，C 错误；若X 是mRNA ，Y 是在核糖体上合成的大分子，即蛋白质，则Z 是氨基酸，D 正确。

答案 D
知识点二 基因、蛋白质与性状的关系
知识梳理
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□01酶的合成来控制□02代谢过程，进而控制□03生物体的性状。

②举例
(2)基因对生物性状的直接控制
①实质：基因通过控制□10蛋白质的结构直接控制生物体的性状。

②举例：□
11囊性纤维病。

编码CFTR 蛋白(跨膜蛋白)的基因缺失了□
123个碱基→CFTR 蛋白在第508位缺少□13苯丙氨酸→CFTR 蛋白□
14结构异常→使CFTR 转运氯离子的功能异常，支气管中黏液增多，管腔受阻，
细菌在肺部大量繁殖，使人患囊性纤维病。

2．基因与性状的关系
(1)基因与性状
的数量关系
⎩⎨⎧
一个基因决定一种性状□15
多个基因决定一种性状一个基因会影响到多种性状
(2)基因与性状的对应关系
(3)影响基因控制性状的因素
生物性状是由□
19基因和□20环境条件共同作用的结果，其关系如图所示：
3．细胞质基因
细胞质基因指的是细胞核以外的□
22细胞质中的基因。

□23叶绿体和□24线粒体中的DNA 都能够进行半自主自我复制，并通过□
25转录和□26翻译控制某些蛋白质的合成。

如线粒体疾病是由线粒体□
27DNA 缺陷引起的，这些遗传病都只能通过□28母亲遗传给后代。

1.一个基因的改变仅仅引起生物体单一性状的改变吗？并说明原因？
提示：不是，基因与生物的性状之间并非简单的一一对应关系，因此一个基因改变可能会影响多种性状。

2．白化病与老人头发变白的原因相同吗？
提示：不相同。

白化病是由于控制酪氨酸酶的基因异常导致细胞不能合成酪氨酸酶而缺乏黑色素，而老年人头发变白是由于细胞衰老时酪氨酸酶活性下降而缺乏黑色素。

典题精析
[例1] 下面关于基因、蛋白质、性状之间关系的叙述中，错误的是( )
A．生物体的一切性状完全由基因控制，与环境因素无关
B．基因可通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
C．基因可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
D．基因的遗传信息可通过转录和翻译传递到蛋白质得以表达
解题分析生物体的性状由基因控制，同时受环境因素的影响，A错误。

答案 A
[例2] Leber遗传性视神经病是一种遗传病，此病由线粒体DNA上的基因控制。

某女士的母亲患有此病，如果该女士结婚生育，下列预测正确的是( )
A．如果生男孩，孩子不会携带致病基因
B．如果生女孩，孩子不会携带致病基因
C．不管生男或生女，孩子都会携带致病基因
D．必须经过基因检测，才能确定
解题分析Leber遗传性视神经病是由线粒体DNA基因突变所致，属于细胞质遗传。

已知女士的母亲患有Leber，则该女士肯定患有该病，所以当该女士结婚生育时，其子女也必定患病。

答案 C
知识拓展
(1)生物体的性状受细胞核基因和细胞质基因的共同控制。

(2)细胞质基因的复制、转录和翻译均在线粒体或叶绿体内完成，这两类细胞器是半自主性细胞器；细胞核基因的复制、转录在细胞核内进行，翻译在细胞质的核糖体上进行。

(3)细胞质遗传遵循中心法则，但不遵循孟德尔遗传定律。

母系遗传(子女的性状与母本保持一致)的机理是卵细胞内含有大量的细胞质，精子内只含有极少量的细胞质。

受精卵中的细
胞质基因几乎全部来自卵细胞。

当堂检测——查漏补缺巩固提升
1．尿嘧啶核糖核苷(简称尿苷)在细胞内可以转化为尿嘧啶核糖核苷酸。

如果选用含有3H －尿嘧啶核糖核苷的营养液，处理活的小肠黏膜层，几小时后检测小肠绒毛，发现整个小肠黏膜层上均有放射性出现。

推测与之密切相关的过程是图中的( )
A．① B．② C．③ D．①和②
答案 B
解析小肠黏膜层上均有放射性出现是因为3H－尿嘧啶核糖核苷被利用，说明合成了RNA，发生了转录过程。

2．下列过程中，由逆转录酶催化的是( )
A．DNA→RNA B．RNA→DNA
C．蛋白质→蛋白质 D．RNA→蛋白质
答案 B
解析RNA→DNA属于逆转录过程，需要逆转录酶催化，B正确。

3．同一株水毛茛，浸在水中的叶与裸露在空气中的叶形态不同，原因是( )
A．基因发生了改变
B．环境决定生物的性状
C．基因未发生改变，性状还受环境的影响
D．水中叶片脱落了
答案 C
解析同一株水毛茛，浸在水中的叶与裸露在空气中的叶形态不同，该株水毛茛的基因型没有发生改变，是环境影响了性状表现，说明生物性状是由遗传物质决定的同时，还受环境影响。

4．如图为人体内基因对性状的控制过程，分析可知( )
A．基因1和基因2一般不会出现在人体内的同一个细胞中
B．图中①过程需RNA聚合酶的催化，②过程不需tRNA的协助
C．④⑤过程的结果存在差异的根本原因是血红蛋白结构的不同
D．过程①②③表明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
答案 D
解析人体的体细胞均由同一个受精卵分裂、分化而形成的，因此基因1和基因2在人体的几乎所有细胞中都同时存在，A错误；①是转录过程，需要RNA聚合酶的催化，②是翻译过程，需要tRNA携带氨基酸，B错误；④⑤过程的结果存在差异的直接原因是血红蛋白结构不同，C错误；过程①②③表明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，D正确。

5．中心法则揭示了生物遗传信息由DNA向蛋白质传递与表达的过程。

请回答下列问题。

(1)图中a、b、c、d所表示的四个过程分别是________、________、________和________。

(2)需要tRNA和核糖体同时参与的过程是________(用图中的字母回答)。

(3)a过程发生在真核细胞分裂的________期。

(4)在真核细胞中，a和b两个过程发生的主要场所是______________。

(5)能特异性识别信使RNA上密码子的分子是________，后者所携带的分子是________。

(6)RNA病毒的遗传信息传递与表达的途径有(用类似本题图中的形式表述)：
①____________________________________________________________；
②____________________________________________________________。

答案(1)DNA复制转录翻译逆转录
(2)c (3)间(4)细胞核
(5)tRNA(转运RNA) 氨基酸
(6)如下图：
―→蛋白质RNA―→―→RNA―→蛋白质
解析据图可知：a表示DNA的复制，b表示转录，c表示翻译，d表示逆转录，e表示RNA的自我复制，其中d、e过程，仅发生在某些病毒中，其中DNA复制发生在真核细胞分裂的间期，主要在细胞核内进行，转录也主要在细胞核内进行，形成的mRNA从核孔出来进入细胞质，与核糖体结合起来，作为翻译的模板，由tRNA作为运输工具，搬运氨基酸进行脱水缩合，tRNA上有反密码子，与mRNA上的密码子进行碱基互补配对。