高中生物第三章遗传的分子基础第四节遗传信息的表达--RNA和蛋白质的合成第2课时中心法则与基因理解归纳学案浙科版必修2.doc

第2课时中心法则与基因理解归纳1.比较复制、转录、翻译。2.说明中心法则，养成事物是普遍联系的辩证观点。3.概述基因的概念。学生用书P55一、中心法则1中心法则图解2RNA病毒(如劳氏肉瘤病毒)能以RNA为模板反向地合成单链DNA，因为它们具有能够催化此反应过程的逆转录酶。二、基因概念1基因本质：是一段包含一个完整的遗传信息单位的有功能的核酸分子片断在大多数生物中是一段DNA，而在RNA病毒中则是一段RNA。2功能：它在适当的环境条件下控制生物的性状。3位置：以一定的次序排列在染色体上。判断下列叙述是否正确。(1)中心法则表示的是遗传信息的流动过程()(2)遗传信息只能从DNA流向RNA，进而流向蛋白质()(3)基因就是DNA片断()(4)基因能够准确地复制，并且能够储存遗传信息()复制、转录与翻译的比较学生用书P551DNA复制、转录、翻译过程的模式图2区别DNA复制转录翻译时间细胞分裂的间期生物个体发育的整个过程场所主要在细胞核主要在细胞核核糖体模板DNA的两条单链DNA的一条链mRNA原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸20种氨基酸条件解旋酶、DNA聚合酶、ATPRNA聚合酶、ATP酶、ATP、tRNA碱基配对情况亲代链与子代链间模板链与RNA链间密码子与反密码子间产物2个双链DNA1个单链RNA多肽链模板去向分别进入两个子代DNA分子中恢复原样，重新组成双螺旋结构水解成单个核糖核苷酸续表DNA复制转录翻译特点边解旋边复制、半保留复制边解旋边转录1条mRNA 上同时结合多个核糖体合成多条肽链遗传信息的传递DNADNADNAmRNAmRNA蛋白质意义传递遗传信息表达遗传信息，使生物表现出各种性状1如图甲、乙表示真核生物遗传信息传递的两个过程，图丙为其中部分片段的放大示意图。以下分析正确的是()A图中酶1和酶2是同一种酶B图乙所示过程在高度分化的细胞中不会发生C图丙中b链可能是构成核糖体的成分D图丙是图甲的部分片段放大解析：选C。由题图可知，图甲为DNA的复制过程，酶1为DNA聚合酶，图乙为转录过程，酶2为RNA聚合酶，图丙为转录过程，是图乙中部分片段的放大，其中b链可能为rRNA，A、D项错误，C项正确。转录过程在高度分化的细胞中也可以发生，B项错误。2下列过程遵循“碱基互补配对原则”的有()DNA复制mRNA与核糖体结合DNA转录tRNA翻译ABC D答案：C对中心法则的理解与分析学生用书P561中心法则内容及其发展图解2中心法则体现DNA的功能(1)对遗传信息的传递功能：通过DNA复制完成的，发生在亲代产生生殖细胞或细胞增殖的过程中。(2)对遗传信息的表达功能：通过转录和翻译完成，发生在个体发育过程中。3中心法则各过程分析过程模板原料产物实例DNA复制DNADNADNA的两条链含A、T、G、C的四种脱氧核苷酸DNA绝大多数生物DNA转录DNARNADNA的一条链含A、U、G、C的四种核糖核苷酸RNA绝大多数生物RNA复制RNARNARNA含A、U、G、C的四种核糖核苷酸RNA以RNA为遗传物质的生物，如烟草花叶病毒RNA逆转录RNADNARNA含A、T、G、C的四种脱氧核苷酸DNA艾滋病病毒翻译RNA蛋白质mRNA20种氨基酸蛋白质所有生物4.中心法则与基因表达的关系3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，下列说法不正确的是()Aa、b、c、d所表示的四个过程依次分别是DNA复制、转录、翻译、逆转录B需要tRNA和核糖体同时参与的过程是c，需要逆转录酶参与的过程是dCa、b、c过程只发生在真核细胞中，d、e过程只发生在原核细胞和一些病毒中D在真核细胞中，a和b两个过程发生的主要场所相同，但需要的关键酶种类不同解析：选C。图解中a、b、c、d、e分别表示DNA的复制、转录、翻译、逆转录、RNA的复制。c过程进行的场所是核糖体，在合成蛋白质时需要tRNA运载氨基酸，d过程需要逆转录酶；a、b、c在细胞生物中均能发生，d、e只发生在RNA病毒的寄主细胞中。在真核细胞中，a和b两个过程发生的主要场所都是细胞核，但所需的关键酶不同，前者需要DNA聚合酶和解旋酶等，后者需要RNA聚合酶。4如图表示某种生理过程，下列与此图相关的叙述中，不正确的是()A图中的“能量”直接来源于ATP水解B若X、Y均表示DNA，则图中的酶为DNA聚合酶和解旋酶C若X是RNA，则Y只能是蛋白质，图中“原料”为氨基酸D若X是DNA，Y是RNA，则此过程要以X为模板，酶是RNA聚合酶解析：选C。ATP是生命活动的直接能源物质，图中的“能量”直接来源于ATP水解，A正确；若X、Y均表示DNA，该过程为DNA的复制过程，则图中的酶为DNA聚合酶和解旋酶，B正确；若X是RNA，则Y是蛋白质、RNA或DNA，该过程为翻译、RNA的复制或逆转录过程，C错误；若X是DNA，Y是RNA，则此过程是转录过程，要以DNA为模板，酶是RNA聚合酶，D正确。分析中心法则问题的技巧(1)从模板分析如果模板是DNA，生理过程可能是DNA复制或DNA转录。如果模板是RNA，生理过程可能是翻译或RNA复制或RNA逆转录。(2)从原料分析如果原料为脱氧核苷酸，产物一定是DNA；如果原料为核糖核苷酸，产物一定是RNA；如果原料为氨基酸，产物一定是蛋白质。(3)从生物种类分析如果是细胞生物，能进行DNA复制、转录和翻译过程；如果是RNA病毒，分两种情况：aRNA自我复制和翻译；bRNA逆转录、DNA复制、转录和翻译。基因是有遗传效应的DNA片断学生用书P571基因与细胞的关系同一个体的不同类型的体细胞中含有相同的基因，同一物种的不同个体的细胞中所含有的基因是不完全相同的。2基因与染色体的关系(1)基因在染色体上呈线性排列。(2)染色体是基因的主要载体，此外，线粒体和叶绿体中也有基因分布。核基因：细胞核中DNA上的基因，在染色体上呈线性排列；传递符合基因的遗传规律。质基因：线粒体、叶绿体等细胞器中DNA上的基因；传递不符合基因的遗传规律。3基因与DNA的关系(1)基因的实质是有遗传效应的DNA片断，无遗传效应的DNA片断不能称之为基因。(2)每个DNA分子包含许多个基因。4基因与脱氧核苷酸的关系(1)脱氧核苷酸(A、T、G、C)是构成基因的基本单位。(2)基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息。只有基因结构中的碱基对的排列顺序才代表遗传信息。5脱氧核苷酸、基因、DNA和染色体的关系(1)图解(2)范围大小6基因与性状的关系性状是指生物的形态和生理特征，是遗传和环境相互作用的结果。(1)基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能单位生物的性状是通过蛋白质体现的。基因通过控制蛋白质的合成来体现生物性状。(2)基因对性状控制的两种途径(3)基因与性状的关系基因与性状的关系基因控制性状还受到环境的影响，生物性状是基因型和环境条件共同作用的结果。基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，共同调控着生物体的性状。5. (2017浙江4月选考)下列关于DNA、RNA和基因的叙述，错误的是()A基因是具有遗传功能的核酸分子片断B遗传信息通过转录由DNA传递到RNAC亲代DNA通过复制在子代中表达遗传信息D细胞周期的间期和分裂期均有RNA的合成解析：选C。亲代DNA通过复制将遗传信息传递给子代，不是表达，遗传信息表达包括转录和翻译两个步骤，故C错；细胞周期的间期和分裂期均有RNA的合成，分裂期可能会有线粒体中遗传信息的表达，故D对。6下列关于基因、性状以及二者关系的叙述，正确的是()A基因在染色体上呈线性排列，基因的前端有起始密码子，末端有终止密码子B基因的复制、转录都是以DNA一条链为模板，翻译则以mRNA为模板C基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间都存在着复杂的相互作用D基因通过控制酶的合成从而直接控制性状，是基因控制性状的途径之一解析：选C。起始密码子和终止密码子位于mRNA上，不位于基因上，A错误；基因复制过程中DNA的两条链均为模板，B错误；基因与基因、基因与及基因产物、基因与环境之间都存在着复杂的相互作用，性状是基因与基因、基因与及基因产物、基因与环境之间共同作用的结果，C正确；基因通过控制酶的合成控制细胞代谢从而间接控制性状，是基因控制性状的途径之一，D错误。核心知识小结要点回眸规范答题1.中心法则的要点：遗传信息由DNA传递到RNA，然后由RNA决定蛋白质的特异性。蛋白质是生物体性状的体现者。2.RNA病毒(如劳氏肉瘤病毒)能以RNA为模板反向地合成单链DNA，因为它们具有能够催化此反应过程的逆转录酶。3.生物性状的遗传信息最初是由核酸中核苷酸的排列方式决定的。因此，当生物体内外因素引起DNA损伤或者某些碱基改变时，就可能产生异常的性状或病变。4.基因是遗传的一个基本功能单位，它在适当的环境条件下控制生物的性状；基因以一定的次序排列在染色体上。随堂检测学生用书P581如图为中心法则的示意图。其中能表示DNA复制的是()ABC D解析：选A。在中心法则示意图中，为DNA复制，为转录过程，为翻译过程，为逆转录过程，A选项符合题意。2下列能正确表示DNA复制过程的是()解析：选B。模板链中含有U，是RNA，属于逆转录，A错误；模板链中不含有U，子链中含有T，是DNA，可属于DNA复制，B正确；模板链中不含有U，子链中含有U，是RNA，属于RNA复制或转录，C错误；模板链和子链中都含有U，是RNA，属于RNA复制，D错误。3如图为一组模拟实验，假设实验能正常进行，四支试管都有产物产生。下列叙述错误的是()Aa、b两支试管内的产物都是DNAB试管a内模拟的是DNA的复制过程C试管b内模拟的是转录过程D试管d内模拟的是逆转录过程解析：选A。根据提供的原料和模板可以判断出a、b、c、d分别表示DNA复制、转录、RNA的复制和逆转录，其产物分别是DNA、RNA、RNA、DNA。4据图回答有关问题： (1)图中B是_，F是_，G是_。(2)1个A与C有两种比例关系：_和_，每个C含有_个D，每个D可以由_个E组成。(3)D与A的位置关系是_。(4)从分子水平看，D与C的关系是_。(5)C的基本组成单位是图中的_。D的主要载体是图中的_，除此之外，_和_中的D也可由亲代传递给子代。(6)在E构成的链中，与1分子G相连接的有_分子的F和_分子的H。(7)生物的性状遗传主要通过A上的_传递给后代，实际上是通过_的排列顺序来传递遗传信息。解析：DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，它是由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基构成的；基因是有遗传效应的DNA片断；染色体是遗传物质DNA的主要载体。一条染色体上通常含有一个DNA分子，在间期DNA复制后，每条染色体上含有两个DNA分子，一个DNA分子上有许多个基因，一个基因由成百上千个脱氧核苷酸构成。在DNA的空间结构中磷酸和脱氧核糖交替连接，所以一个G的周围有两个H，同时连着一个F。答案：(1)蛋白质含氮碱基脱氧核糖(2)1112许多成百上千(3)D在A上呈线性排列(4)D是有遗传效应的C片断(5)EA线粒体叶绿体(6)12(7)基因(D)碱基课时作业 学生用书P117(单独成册)一、选择题1对一个基因的正确描述是()A基因是DNA上有一定功能的特异碱基排列顺序B一个DNA分子就是一个基因C基因是DNA分子上特定的片断D它的化学结构不会发生改变解析：选C。基因是控制生物性状的遗传物质的结构单位和功能单位，是有遗传效应的DNA片断。DNA分子中不仅包括碱基，还包括了脱氧核糖和磷酸分子，所以A项是错误的。每个DNA分子可分为许许多多的片断，其中有的能控制生物的性状，有的却不能控制性状，能控制生物性状的DNA特定片断称为有遗传效应的DNA片段，也就是一个基因，所以C项正确。由于每个DNA分子上有许多具有遗传效应的片断，所以每个DNA分子上有许多基因，故B项错误。DNA在复制过程中，可能由于各种原因而发生差错，使碱基的排列顺序发生局部改变，从而导致DNA的化学结构发生变化，所以D项错误。2下列有关DNA多样性的叙述，正确的是()ADNA多样性的原因是DNA分子空间结构千变万化B含有200个碱基的DNA分子，碱基对的排列方式有4200种CDNA分子多样性和特异性是生物多样性和特异性的基础DDNA分子多样性是指一个DNA分子上有许多个基因解析：选C。DNA分子多样性是指同种生物的不同个体或不同种生物的DNA分子千差万别，表现为多种多样，其根本原因是DNA分子中碱基排列顺序千差万别。含有200个碱基的DNA分子，碱基对的排列方式有4100种。3下列关于遗传信息的说法，不确切的是()A基因的脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息B遗传信息是通过染色体上的基因传递的C生物体内的遗传信息主要储存在DNA分子上D遗传信息即生物表现出来的性状解析：选D。生物的性状是指生物体表现出来的形态结构特点和生理特性，而遗传信息是指基因(代表遗传物质)中脱氧核苷酸的排列顺序，遗传信息和性状是两个层面的内容。4下列与生物体内核酸分子功能多样性无关的是()A核苷酸的组成种类B核苷酸的连接方式C核苷酸的排列顺序D核苷酸数量的多少解析：选B。核酸分子的多样性与核苷酸的种类、数量和排列顺序有关，在核苷酸链中，核苷酸之间都是通过磷酸二酯键相连接的。5下列关于基因与性状关系的叙述，错误的是()A一对相对性状可由多对基因控制B基因可通过控制酶的合成进而控制生物的性状C隐性基因控制的性状不一定得到表现D基因型相同，表现型就相同解析：选D。生物的表现型受基因型和环境共同控制，基因型相同时，表现型不一定相同。6如图所示，在酵母菌细胞中能进行的信息传递是()ABC D解析：选B。酵母菌细胞可进行细胞分裂，因此能发生DNA分子的复制过程，同时酵母菌细胞也能合成蛋白质，因此能发生转录和翻译过程。逆转录过程和RNA的复制过程只发生在某些病毒侵染的细胞中。7具有p个碱基对的1个双链DNA分子片断，含有q个腺嘌呤。下列叙述正确的是()A该片断即为一个基因B该片断分子中，碱基的比例总是(AT)/(CG)1C若该DNA分子中碱基对任意排列，碱基对排列方式一定为4p种D该片断完成第n次复制需要2n1(pq)个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸解析：选D。基因是具有遗传效应的DNA片断，一个DNA片断不一定是一个基因；双链DNA分子中碱基互补配对，所以AT、GC，并不能得出B项结论。由于腺嘌呤数量已知，因此该DNA分子片断中碱基对的排列方式最多为4p种，但不一定是4p种。DNA复制的特点是半保留复制，因此，第n次复制，需要胞嘧啶脱氧核苷酸2n1(pq)个。8科学家通过对前列腺癌细胞的研究发现，绿茶中的多酚可减少BCLXL蛋白，而这种蛋白有抑制癌细胞凋亡的作用。这表明绿茶具有抗癌作用，其根本原因是由于绿茶细胞中具有()A多酚B合成多酚有关酶基因CBCLXL蛋白DBCLXL蛋白酶基因解析：选B。绿茶细胞中具有多酚，这是绿茶具有抗癌作用的直接原因，A错误；由以上分析可知，绿茶具有抗癌作用的根本原因是绿茶细胞中具有多酚酶基因，B正确；BCLXL蛋白在癌细胞中，C错误；绿茶细胞中的多酚具有抗癌作用，而不是BCLXL蛋白酶，D错误。9DNA分子复制、转录、翻译所需的原料依次是()A脱氧核苷酸、脱氧核苷酸、氨基酸B脱氧核苷酸、核糖核苷酸、蛋白质C核糖核苷酸、脱氧核苷酸、氨基酸D脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸解析：选D。组成DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸，而DNA复制是合成DNA分子的过程，需要的原料是脱氧核苷酸。转录是以DNA分子的一条链为模板合成RNA，而RNA的基本单位是核糖核苷酸，翻译是合成蛋白质，其原料是氨基酸。10如图代表人体某细胞中发生的某种生理过程(AA代表氨基酸)，下列叙述正确的是()A能给该过程直接提供遗传信息的只能是DNAB该过程合成的产物一定是酶C有多少个密码子，就有多少个反密码子与之对应D该过程有水产生解析：选D。翻译的直接模板是mRNA而不是DNA，A选项错误；翻译的产物是多肽，经加工后形成蛋白质，而蛋白质不都是酶，B选项错误；终止密码子不与氨基酸对应，所以没有与终止密码子对应的反密码子，C选项错误；氨基酸脱水缩合形成多肽，D选项正确。11下列关于基因的叙述，错误的是()A基因是遗传的基本功能单位B基因是一段有功能的核酸C基因由葡萄糖脱水缩合形成D基因具有携带和表达遗传信息的功能解析：选C。基因是遗传的基本功能单位，是有功能的一段核酸片断，它可以由脱氧核糖核苷酸或者核糖核苷酸形成。12科学家近日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()ARNA蛋白质(性状)BDNA蛋白质(性状)CRNADNA蛋白质(性状)DDNARNA蛋白质(性状)解析：选D。DNARNA蛋白质是细胞生物中基因控制性状表现的主要途径；少数逆转录病毒是以RNADNARNA蛋白质为途径控制性状表现的；以RNA作为遗传物质的生物是以RNA蛋白质为途径控制性状表现的；DNA蛋白质(性状)只在离体实验中发现，还没有在生物体内发现。二、非选择题13据图回答下列问题：(1)在生物体内图甲所示的过程是_，进行的主要场所是_，其所需的原料是_，产物是_。(2)图乙所示的过程是_，进行的场所是_，所需的原料是_，此原料的种类主要有_种，它们的共同特点是_。(3)碱基分别为_、_、_，图乙中的、分别为_、_，若所示的三个碱基为UAC，则此时所携带的氨基酸的密码子为_。(4)人体有的细胞不会发生图甲和图乙所示过程，如_，其原因是_。解析：(1)DNA的复制是以两条链为模板，而转录只以一条链为模板，复制和转录的主要场所都是细胞核，但所需原料不同，前者是脱氧核糖核苷酸，后者是核糖核苷酸，产物也不同，前者是两个相同的DNA分子，后者是RNA。(2)翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，场所是核糖体，原料是氨基酸，产物是具有一定氨基酸排列顺序的多肽。(3)根据碱基互补配对原则可以判断分别是U、G、C，在图乙中是tRNA，是氨基酸的运载工具，其中的UAC为反密码子，与之对应的密码子是AUG，是核糖体。(4)成熟的红细胞无细胞核和线粒体，即不含DNA，不可能进行转录和翻译。答案：(1)转录细胞核核糖核苷酸RNA(2)翻译核糖体氨基酸20至少含有一个氨基和一个羧基，且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上(3)UGC转运RNA核糖体AUG(4)成熟的红细胞该细胞中不存在DNA14如图表示某DNA片段遗传信息的传递过程，表示物质或结构，a、b、c表示生理过程。请据图回答下列问题：(可能用到的密码子：AUG甲硫氨酸、GCU丙氨酸、AAG赖氨酸、UUC苯丙氨酸、UCU丝氨酸、UAC酪氨酸)(1)完成遗传信息表达的是_(填字母)过程，a过程所需的酶有_。(2)图中含有核糖的是_(填数字)；由指导合成的多肽链中氨基酸序列是_。(3)若在AUG后插入三个核苷酸，合成的多肽链中除在甲硫氨酸后多一个氨基酸外，其余氨基酸序列没有变化。由此证明_。解析：分析图示过程可知：a为DNA的复制、b为转录、c为翻译。(1)完成遗传信息表达的是转录和翻译，即图中b和c，DNA的复制需要在解旋酶的作用下解开双链，然后在DNA聚合酶的作用下合成DNA子链。(2)RNA中含有核糖，图中含有核糖的结构包括mRNA、tRNA、rRNA。根据mRNA上的碱基顺序组成的密码子，指导合成的多肽链中氨基酸序列是甲硫氨酸丙氨酸丝氨酸苯丙氨酸。(3)三个核苷酸对应一个氨基酸，由此证明一个密码子由三个相邻的碱基(核糖核苷酸)组成。答案：(1)b、c解旋酶和DNA聚合酶(2)甲硫氨酸丙氨酸丝氨酸苯丙氨酸(3)一个密码子由三个相邻的碱基(核糖核苷酸)组成