2021_2021学年高中生物第4章基因的表达第2节基因对性状的控制学案新人教版必修.doc

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1、第2节基因对性状的控制课时素养目标1.运用资料分析,归纳概括中心法则的提出及发展过程。(科学思维)2.运用类比推理的方法,归纳概括中心法则中遗传信息的流动途径,并比较各种途径的异同。(科学思维)3.通过资料分析,建立基因控制生物性状的两种模型。(科学思维)必备知识自主学习答案解析P165一、中心法则的提出及其发展1.提出者:。2.中心法则的提出及其发展:(1)图示:(2)根据图示,完成下表:项目序号生理过程遗传信息传递过程最初提出流向流向流向发展补充流向流向结合中心法则,思考DNA、RNA产生的途径有哪些。二、基因、蛋白质与性状的关系1.基因对生物性状控制的两种途径:2.基因对性状的控制实例(

2、连线):3.基于基因与生物性状的关系的理解,判断下列说法的正误(正确的打“”,错误的打“”):(1)基因与性状的关系是一对一的线性关系。()(2)生物性状是由基因型和环境共同控制的。()(3)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。()教材二次开发基因控制性状是通过控制蛋白质的合成来实现的。对这句话你是怎样理解的?关键能力合作学习答案解析P165知识点一 中心法则1.不同类型生物遗传信息的传递:特别提醒:高度分化的细胞在遗传信息的传递过程中无DNA复制过程。2.中心法则与基因表达的关系:特别提醒:通过DNA复制完成的遗传信息的传递过程,发生于细胞增殖过程中。通过转录和翻

3、译完成的遗传信息的表达过程,发生在个体发育过程和细胞增殖过程中。3.中心法则五个过程的比较:过程模板原料酶碱基配对方式产物实例DNA的复制DNA的两条链脱氧核苷酸解旋酶、DNA聚合酶A-T、T-A、G-C、C-GDNA以DNA作遗传物质的生物转录DNA的一条链核糖核苷酸RNA聚合酶A-U、T-A、G-C、C-GRNA除病毒外几乎所有生物翻译信使RNA20种氨基酸A-U、U-A、G-C、C-G多肽除病毒外的细胞生物RNA的复制RNA核糖核苷酸RNA复制酶A-U、U-A、G-C、C-GRNA以RNA作遗传物质的生物RNA的逆转录RNA脱氧核苷酸逆转录酶A-T、U-A、G-C、C-GDNA某些RNA

4、病毒等1.拓展探究:某同学认为病毒在活细胞外不能完成生命活动,因此其遗传信息的传递不遵循中心法则。这个观点正确吗?为什么?(科学思维)2.情境探究:科学研究发现,线粒体和叶绿体中也含有少量的DNA。线粒体和叶绿体DNA的遗传信息传递是否遵循中心法则?为什么?(科学思维)(2020沈阳高一检测)如图是中心法则示意图,各个字母代表不同的过程,下列叙述正确的是()A.a过程以核糖核苷酸为主要原料B.在人体成熟红细胞中只能发生a、b、c过程C.d、e过程只发生在某些病毒体内D.c、d分别表示翻译和逆转录【审答误区】本题常见错因误认为病毒遗传信息的传递和表达过程发生在病毒体内。病毒在活细胞外不能完成生命

5、活动,其生命活动都是在活细胞内进行的,因此其遗传信息传递和表达过程应在寄生的宿主细胞内进行。【方法规律】由中心法则判断各生理过程的方法(2020全国卷)关于真核生物的遗传信息及其传递的叙述,错误的是()A.遗传信息可以从DNA流向RNA,也可以从RNA流向蛋白质B.细胞中以DNA的一条单链为模板转录出的RNA均可编码多肽C.细胞中DNA分子的碱基总数与所有基因的碱基数之和不相等D.染色体DNA分子中的一条单链可以转录出不同的RNA分子知识点二 基因对性状的控制1.基因控制生物性状的两种途径:直接途径间接途径实质基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而

6、控制生物体的性状实例分析2.基因与生物性状的关系:(1)基因是控制生物性状的基本单位。(2)一般一个基因只决定一种性状。(3)有时多个基因控制、表达同一性状。(4)有时一个基因能决定多种性状。3.影响基因控制性状的因素:基因能决定性状,但基因在控制性状的过程中还要受环境的影响,如温度、射线、营养物质等,即生物性状是由基因和环境条件共同作用的结果。拓展探究:(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。(科学思维)(2)白化病与老人头发变白的原因相同吗?为什么?(科学思维)(2020广州高一检测)水稻分蘖(茎基部发生分枝)受多个基因控制,水稻MADS基因家族能控制侧芽分化和分蘖

7、过程。重力因素通过影响HSFA2D基因进而影响LAZY1基因的表达,最终调控分蘖的方向。相关说法错误的是()A.水稻分蘖过程受到多个基因的共同调控B.每个基因可以独立控制生物的某个性状C.MADS基因可以控制水稻分蘖等多个性状D.LAZY1基因的表达受环境和其他基因影响【审答误区】解答本题主要存在以下错误对题文“重力因素通过影响HSFA2D基因进而影响LAZY1基因的表达,最终调控分蘖的方向”理解有误区,实际上该句话体现了LAZY1基因的表达受环境和其他基因影响。 如图为DNA、蛋白质与性状的关系示意图,下列叙述正确的是()某段DNAmRNA蛋白质性状A.过程与DNA复制的共同点,都是以DNA

8、单链为模板,在DNA聚合酶的作用下进行B.过程中需要多种tRNA,不同tRNA所转运的氨基酸一定不同C.DNA上某段DNA片段发生改变,一定会导致蛋白质结构的改变D.人的白化病是通过蛋白质间接表现,囊性纤维病是通过蛋白质直接表现核心素养情境探究答案解析P1661.【科技情境】美国生物化学家坦利普鲁辛纳因发现了一种新生物朊病毒而获得了诺贝尔生理学或医学奖。朊病毒是疯牛病的病原体,其实质是具有感染性的蛋白质,它有两种构象:细胞型(正常型PrPC)和瘙痒型(致病型PrPSC),(PrPSC)胁迫PrPC转化为PrPSC,从而实现了蛋白质蛋白质,并产生病理效应,使生物个体致病。探究:(1)组成朊病毒的

9、基本单位是什么?(生命观念)(2)与病毒相比,朊病毒与病毒在组成成分上的主要区别是什么?(科学思维)(3)简要阐述朊病毒的发现对于遗传学的研究有何重要意义。(生命观念)2.【实验情境】现有一种刚刚发现的新型动物病毒,经过鉴定发现,其遗传物质和HIV一样都是RNA。探究:(1)HIV侵入宿主细胞后,要利用宿主细胞中的原料及场所合成自身的RNA,请用箭头和文字写出该过程。(科学思维)(2)如果新发现的该病毒合成RNA的过程和HIV的合成过程不同,请用箭头和文字的形式写出该过程。(科学思维)(3)该新发现的病毒合成RNA的过程是否与HIV的相同?请你用实验进行探究,要求写出实验思路、实验结果和结论。

10、(科学探究)课堂检测素养达标答案解析P1661.下列有关基因对性状控制的叙述,合理的是。白化病体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状。镰刀型细胞贫血症是血红蛋白基因突变使血红蛋白的结构发生改变造成的,体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状。生物与性状之间不是简单的线性关系。基因和性状之间是一一对应的。2.“中心法则”中所没有的遗传信息传递途径是()A.DNADNAB.DNARNAC.RNA蛋白质D.蛋白质RNA3.(2020吉林高一检测)玉米的基因A可控制叶绿素的合成,若无基因A或者无光照,则玉米均无法合成叶绿素。下列叙述不正确的是()A.基因型为AA的个体均能合成叶绿素B

11、.基因型为Aa的个体在光下能合成叶绿素C.叶绿素合成是基因A和环境条件共同作用的结果D.在缺镁的土壤中,基因A控制合成的叶绿素的量会受影响4.(2020合肥高一检测)下列有关基因型、性状和环境的叙述,错误的是()A.“牝鸡司晨”现象表明性别受遗传物质和环境因素共同影响B.患红绿色盲夫妇生的孩子均为色盲,该性状是由遗传因素决定的C.长翅果蝇的幼虫在35下培养都是残翅,可能与温度影响酶活性有关D.基因型相同的个体表现型都相同,表现型相同的个体基因型可能不同5.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.图中过程需RNA聚合酶的催化,过程需t

12、RNA的协助C.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.过程表明基因通过控制酶的合成来控制生物体的所有性状6.为研究某病毒的致病过程,某兴趣小组在实验室做了如图所示的模拟实验。回答以下问题:(1)病毒中分离得到物质A。已知A是单链的生物大分子,其部分碱基序列为-GAACAUGUU-。将物质A加入试管甲中,反应后得到产物X。经测定产物X的部分碱基序列是CTTGTACAA,则试管甲中模拟的是过程,该过程需要的酶是。(2)将提纯的产物X加入试管乙,反应后得到产物Y。产物Y是能与核糖体结合的单链大分子,则产物Y是,试管乙中模拟的是过程。在细胞内该过程需要的酶为。(3)将提纯的产物Y加入试管

13、丙中,反应后得到产物Z,产物Z是组成该病毒外壳的化合物,则产物Z是。(4)若该病毒感染了小鼠上皮细胞,则组成子代病毒外壳的化合物的原料来自,而决定该化合物合成的遗传信息来自。第2节基因对性状的控制一、1.克里克2.(2)DNA复制DNADNA转录DNARNA翻译RNA蛋白质RNA复制RNARNA逆转录RNADNA【问答】提示:DNA产生途径有DNA的复制及逆转录;RNA的产生途径有RNA的复制及转录。二、1.酶结构蛋白直接2.bbaa3.(1)提示:生物体的一种性状有时受多个基因的影响。(2)(3)【问答】提示:不论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,还是基因通过控制蛋白

14、质的结构直接控制生物体的性状,都是通过控制蛋白质合成来实现的,因此基因控制性状是通过控制蛋白质的合成来实现的。知识点一【思考探究】1.提示:不正确。因为病毒能寄生在活细胞中,利用宿主细胞提供的原料进行遗传物质的传递和表达,因此其遗传信息的传递遵循中心法则。2.提示:遵循。在线粒体和叶绿体中也有DNA的复制及基因的表达过程。【典例示范】D图中a过程以脱氧核糖核苷酸为主要原料,A错误;在人体成熟红细胞内无细胞核,不能发生DNA的复制,以及转录和翻译,B错误;病毒无细胞结构,不能自我进行逆转录等,需要借助于宿主细胞,C错误;c、d分别表示翻译和逆转录,D正确。【类题精练】B本题主要考查DNA结构和遗

15、传信息传递过程。转录可以使遗传信息从DNA流向RNA,翻译可以使遗传信息从RNA流向蛋白质,A项正确;mRNA、tRNA和rRNA都是经过转录而来的,但是只有mRNA可以编码多肽,并且DNA转录出的mRNA也需要把基因中内含子对应的区段剪切后才能编码多肽,B项错误;基因是有遗传效应的DNA片段,并不是所有的DNA片段都是基因,C项正确;因为基因进行的是选择性表达,一个DNA分子上有许多基因,不同的基因进行表达可以转录出不同的RNA分子,D项正确。知识点二【思考探究】(1)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,因此一个基因的改变可能会影响多种性状。(2)提示:不相同。白化病是由

16、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。【典例示范】B 由水稻分蘖受多个基因控制可知,水稻分蘖过程受到多个基因的共同调控,A正确;并非每个基因都可以独立控制生物的某个性状,例如LAZY1基因,B错误;MADS基因家族能控制水稻侧芽的分化和分蘖过程,C正确;LAZY1基因的表达受重力因素和HSFA2D基因的影响,D正确。【类题精练】D图中是转录过程,转录和复制都是以DNA链为模板,复制在DNA聚合酶的作用下进行,而转录是在RNA聚合酶的作用下进行,A错误;tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子进行碱基互补配对,

17、多种密码子可以编码同一个氨基酸,因此多种tRNA可以转运同一种氨基酸,B错误;基因是有遗传效应的DNA片段,DNA分子某片段发生改变,基因不一定发生变化,因此蛋白质的结构不一定发生改变,C错误;白化病患者由于基因突变导致酪氨酸酶不能合成,进而不能形成黑色素,导致白化病,体现基因通过控制酶的合成来控制代谢间接控制生物性状,囊性纤维病是基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状,D正确。1.(1)提示:氨基酸。(2)提示:含蛋白质而无核酸。(3)提示:朊病毒实现了“蛋白质蛋白质”,这一事实说明蛋白质也能实现自我复制,对“中心法则”起到了补充作用。2.(1)提示:RNADNARNA。 (2)提示:

18、RNARNA。(3)提示:实验思路:设法将病毒破碎获取提取液,置于试管中,同时加入脱氧核苷酸、ATP并保持适宜的温度和pH条件,一段时间后检测有无DNA分子产生;实验结果:如果试管中有DNA分子产生,则该病毒合成RNA的过程与HIV的相同;如果没有DNA产生,则该病毒合成RNA的过程与HIV的不同。 1.【解析】选。白化病是由于控制酪氨酸酶的基因异常引起的,不能将酪氨酸转化为黑色素而表现白化症状,体现的是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物的性状,错误;血红蛋白是直接受基因控制的,正确;生物与性状之间不是简单的线性关系,可能一个基因控制一种性状,也可能多个基因控制一种性状,还可能一

19、个基因控制多种性状,正确、错误。2.D遗传信息传递途径包括DNA复制(DNADNA),转录(DNARNA),翻译(RNA蛋白质)等。但是遗传信息不能从蛋白质传递到RNA。3.A基因型为AA的个体若在无光照的情况下也不能合成叶绿素,A错误;基因型为Aa的个体在光下能合成叶绿素,B正确;根据题干信息“若无基因A或者无光照,则玉米均无法合成叶绿素”可知,合成叶绿素是基因A和环境条件共同作用的结果,C正确;镁是合成叶绿素的重要元素,因此在缺镁的土壤中,基因A控制的叶绿素合成量会受影响,D正确。4.D性反转现象表明性别受遗传物质和环境因素共同影响,A正确;患红绿色盲夫妇生的孩子均为色盲,说明该性状是由遗

20、传因素决定的,B正确;长翅果蝇的幼虫在35 下培养都是残翅,说明果蝇的性状与环境有关,可能与温度影响酶活性有关,C正确;表现型是基因型和环境条件共同作用的结果,因此基因型相同的个体表现型不一定相同,表现型相同的个体基因型可能不同,如AA和Aa均表现为显性性状,D错误。5.B除了成熟红细胞外,人体所有体细胞含有的基因都相同,故基因1和基因2可出现在同一细胞中,只不过不同细胞中基因表达情况不同,A错误。是转录过程,需要RNA聚合酶的催化作用,是翻译过程,需要tRNA作为运输氨基酸的工具,B正确;过程的结果不同的直接原因是血红蛋白的结构不同,根本原因是由于基因突变而使基因结构不同,C错误;体现了基因

21、通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的部分性状,另外基因还可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的部分性状,例如,D错误。6.【解析】(1)A是单链的生物大分子,且含有碱基U,应为RNA分子;产物X含有碱基T,应为DNA分子。因此,试管甲中模拟的是以RNA为模板合成DNA的逆转录过程,该过程需要逆转录酶催化。(2)产物X为DNA分子,产物Y是能与核糖体结合的单链大分子,为mRNA分子,因此试管乙模拟的是以DNA为模板合成mRNA的转录过程,该过程需要RNA聚合酶的参与。(3)病毒的外壳是蛋白质,而产物Z是组成该病毒外壳的化合物,则产物Z为蛋白质。(4)病毒感染小鼠上皮细胞后,以自身的核酸(RNA)为模板控制子代病毒的合成,而合成子代病毒所需的原料均由小鼠上皮细胞提供。答案:(1)逆转录逆转录酶(2)mRNA转录RNA聚合酶(3)蛋白质(4)小鼠上皮细胞病毒RNA - 13 -