2018版高中生物第四章遗传的分子基础第三节基因控制蛋白质的合成第3课时教学案苏教版必修2

第3课时基因对性状的控制及人类基因组计划[学习导航] 1.结合教材P82，归纳中心法则的内容，并了解基因对性状的控制方式。

2.阅读教材P83，了解人类基因组计划的有关内容。

[重难点击] 1.中心法则的内容。

2.基因控制生物性状的方式。

生物体的这些性状都是由蛋白质体现的，前面我们已经学习了基因指导蛋白质的合成，那么基因和性状之间又存在怎样的关系呢？这一节我们一起来学习基因对性状的控制，首先我们看一下克里克提出的中心法则。

解决学生疑难点_______________________________________________________________一、中心法则的提出及其发展1.克里克提出的中心法则2.中心法则的发展随着科学的进步，科学家们发现了遗传信息传递的其他途径：材料一1965年，科学家在某种RNA病毒里发现了一种RNA复制酶，像DNA复制酶能对DNA 进行复制一样，RNA复制酶能对RNA进行复制。

材料二1970年，科学家在致癌的RNA病毒中发现逆转录酶，它能以RNA为模板合成DNA。

材料三1982年，科学家发现一种结构异常的蛋白质可在脑细胞内大量“增殖”引起疾病。

这种因错误折叠而形成的结构异常的蛋白质，可能促使与其具有相同氨基酸序列的蛋白质发生同样的折叠错误，从而导致大量结构异常的蛋白质的形成。

(1)材料1说明遗传信息还可以从RNA流向RNA。

(2)材料2说明遗传信息还可以从RNA流向DNA。

(3)材料3说明遗传信息还可能从蛋白质流向蛋白质。

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。

观察下图分析：1.①②③④⑤所表示的过程依次是什么？答案DNA复制、转录、翻译、逆转录、RNA的复制。

2.在真核生物细胞中，过程①发生的场所和过程②的原料分别是什么？答案过程①发生的场所有细胞核、线粒体、叶绿体；过程②的原料是4种核糖核苷酸。

3.正常的细胞中能发生哪些过程？答案①②③。

4.需要tRNA和核糖体同时参与的过程是③；需要逆转录酶参与的过程是④。

知识整合在中心法则中，DNA的复制、转录和翻译存在于细胞生物中，RNA的复制、逆转录只在某些以RNA 为遗传物质的病毒增殖过程中出现。

1.下图为中心法则部分遗传信息的流动方向示意图，下列有关说法正确的是( )A.过程1、2一般发生在RNA病毒体内B.过程1、3、5一般发生于肿瘤病毒的体内C.过程2、3、4发生于具细胞结构的生物体内D.过程1～5不可能同时发生于同一个细胞内答案 C解析1为逆转录过程，只能在病毒侵入宿主细胞后发生，该生理过程不会发生于病毒体内，A、B项错误；肿瘤病毒侵入宿主细胞后，在宿主细胞内增殖，需进行逆转录、合成病毒RNA、指导合成其蛋白质外壳等生理过程，因此1～5能同时发生于宿主细胞内，D项错误。

2.结合图表分析，下列有关说法正确的是( )A.①～⑤可发生在人体健康细胞中B.青霉素和利福平能抑制DNA的复制C.结核杆菌的④和⑤都发生在细胞质中D.环丙沙星和红霉素分别抑制细菌的①和③答案 D解析①为DNA复制，②为转录，③为翻译，④为RNA复制，⑤为逆转录。

青霉素的作用对象是细胞壁，与DNA复制无关。

环丙沙星可促进DNA螺旋化，不利于DNA复制和转录。

红霉素能与核糖体结合，抑制翻译过程。

利福平抑制RNA聚合酶的活性，进而抑制转录和RNA复制。

④和⑤只有RNA病毒才能进行。

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是氨基酸答案 D解析若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。

方法链接“三看法”判断中心法则各过程二、基因对性状的控制1.性状：生物体的性状包括生物体所表现出来的形态特征和生理生化特性。

2.基因的主要功能是通过转录和翻译过程，把遗传信息转变为由特定的氨基酸按一定的顺序构成的多肽和蛋白质，从而决定生物体的性状。

3.基因控制性状的途径 (1)直接途径基因――→控制蛋白质结构――→控制生物体的性状。

(2)间接途径基因――→控制酶的合成――→控制细胞代谢――→控制生物体的性状。

4.基因与性状间的对应关系(1)生物体的绝大多数性状受单个基因控制。

(2)生物体的有些性状是由多个基因决定的，如玉米叶绿素的形成。

(3)有时单个基因也会影响同一生物体的多种性状，如决定豌豆开紫花的基因也决定种皮的灰色。

牵牛花的颜色主要是由花青素决定的，如图为花青素的合成与颜色变化途径示意图：1.图中反映了基因控制生物体性状的哪条途径？除此之外，另一条途径是什么？答案 图中反映出基因可以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；另一条途径是基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。

2.牵牛花的颜色是只有一对基因控制的吗？答案不是。

花的颜色由多对基因共同控制。

3.牵牛花的颜色还与细胞中的pH有关，这说明什么？答案生物体的性状也受环境影响。

4.牵牛花的叶肉细胞中是否也含有基因①②③？也能全部表达吗？答案牵牛花的叶肉细胞中也含有基因①②③，但是由于细胞分化，基因的选择性表达，这3个基因不一定能够表达。

知识整合牵牛花的颜色由多对基因控制的多个酶控制合成，体现了基因可以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；花的颜色与细胞中的pH有关，说明环境也会影响表现型；叶肉细胞中也含有基因①②③，但是不一定能够表达。

4.下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细胞中的代谢过程进而控制生物体的性状答案 D解析基因1和基因2在人体的所有细胞中都同时存在，A错误；①是转录，需要RNA聚合酶，②是翻译，需要tRNA携带氨基酸，B错误；④⑤过程的结果存在差异的根本原因是基因不同，C错误；过程①②③表明基因通过控制酶的合成来控制细胞中的代谢过程，进而控制生物体的性状，D正确。

5.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答案 A解析表现型＝基因型＋环境条件；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；也可通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状；基因表达就是指基因的转录和翻译。

三、人类基因组计划1.人类基因组的概念指人体DNA分子所携带的全部遗传信息。

人类基因组应包括24条染色体上DNA中的全部碱基，即22条常染色体＋X、Y两条性染色体，故选择测序对象应为健康男性。

2.人类基因组计划(1)概念：分析测定人类基因组的全部基因的核苷酸对的排列序列。

(2)主要内容和目的：绘制人类基因组的四张图谱，即遗传图谱、物理图谱、序列图谱和基因图谱。

下图是雄果蝇的染色体组和基因组中的染色体，请分析：1.果蝇的染色体组中有没有同源染色体？其基因组中可不可以有同源染色体？答案果蝇染色体组中没有同源染色体，基因组中的X、Y染色体是一对同源染色体。

2.对于有性染色体的生物体(二倍体染色体数为2n)，测其基因组时，应选择多少条染色体？答案(n＋1)条。

3.普通小麦(6n＝42)的染色体组和基因组的研究对象各包括几条染色体？答案均为7条。

6.人类的染色体组和人类的基因组的研究对象各包括哪些染色体( )①46条染色体②22条常染色体＋X性染色体或22条常染色体＋Y性染色体③22条常染色体＋X、Y两条性染色体④44条常染色体＋X、Y两条性染色体A.①②B.②③C.①③D.③④答案 B解析人体细胞内共有46条染色体，减数分裂时，同源染色体分离，配子中含有23条染色体，即22条常染色体＋X或Y性染色体。

测定人类基因组时，需要测定22条常染色体和X、Y两条性染色体，不能只测定23条染色体的原因是X、Y性染色体分别具有不同的碱基序列。

一题多变若对果蝇进行基因组测序，则应测定________条常染色体及__________条性染色体，共计________条染色体上的碱基序列。

答案 3 X、Y两 51.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.①B.②C.③D.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mRNA，发生了转录过程。

2.用链霉素或新霉素处理，可以使核糖体与单链DNA分子结合，这一单链DNA分子可以代替mRNA合成多肽，这说明遗传信息可以( )A.从DNA流向RNAB.从RNA流向DNAC.从DNA流向蛋白质D.从蛋白质流向DNA答案 C解析题中信息使核糖体与单链DNA分子结合，合成多肽，说明遗传信息可以从DNA流向蛋白质，C正确。

3.科学家发现，一种动物能否被驯化并和人类友好相处，取决于这种动物的“驯化基因”。

在生物体中，基因控制性状表现的主要途径是( )A.RNA→蛋白质(性状)B.RNA→DNA→蛋白质(性状)C.DNA→蛋白质(性状)D.DNA→RNA→蛋白质(性状)答案 D解析DNA→RNA→蛋白质是细胞生物基因控制性状表现的主要途径；只有少数逆转录病毒和具有RNA复制酶的病毒分别以RNA→DNA→RNA→蛋白质和RNA→蛋白质为控制性状的途径；DNA→蛋白质还没有在生物体内发现。

4.有关基因、DNA、蛋白质、性状的叙述，不正确的是( )A.基因控制性状是通过控制蛋白质的合成来实现的B.基因是有遗传效应的DNA片段C.白化症状的出现，是由于基因直接控制合成异常的色素D.基因与性状之间不是简单的一对一关系答案 C解析白化症状的出现是由于体内不能合成酪氨酸酶，从而不能产生黑色素，属于基因通过控制酶的合成来控制细胞中的代谢过程，进而控制生物体的性状。

5.如图代表人体内苯丙氨酸的部分代谢途径。

结合图形，联系已有知识，回答以下问题。