基因对性状的控制教案推荐

人教版生物必修二

教学案

第四章

第2节《基因对性状的控制》（1课时）

主备课人：

郝静 审核人：

高霞 授课人：

授课时间：

学生编号：

姓名：

【学习目标】

1.知识目标：了解中心法则的提出及其发展过程；通过中心法则图解理解遗传信息的流动方向；举例说明基因、蛋白质与性状的关系；了解性状是基因与环境共同作用的结果。

2.能力目标：培养学生从实验证据分析得出结论的能力。

3.情感目标：认知科学研究是不断深入的，是一个从宏观到微观，从现象到本质而后又从微观到宏观、本质到现象的认知过程，要树立科学的认知观和发展观。

【重点难点】

中心法则；基因、蛋白质与性状的关系。

第一节（第一课时）

【自主探究】

请详细阅读教材，独立完成下列知识填空，并努力记住下列知识。

一、中心法则的提出及发展

1.1957年，__________提出中心法则，遗传信息可以从_______流向_______，即自我复制；也可以从DNA流向_______，进而流向___________，即遗传物质的转录和翻译。但是，遗传信息不能从蛋白质传递到___________，也不能从蛋白质流向________或________。

2.阅读教材相关资料理解

遗传信息可以由RNA流向RNA，即RNA→RNA；

遗传信息可以由RNA流向DNA，即RNA→DNA；

遗传信息可能由蛋白质流向蛋白质，即蛋白质→蛋白质。

3.历经考验后的中心法则，补充了遗传信息从RNA流向________以及从RNA流向________这两条途径，比以往更加完善。

4.中心法则图解

图解表示出遗传信息传递的5个途径：

①DNA→DNA（或基因到基因）：是DNA的复制过程，表示遗传信息的传递。②DNA→RNA：遗传信息的转录过程。③RNA→蛋白质：发生在细胞质核糖体上的翻译过程，②、③共同完成遗传信息的表达。④RNA→DNA：少数RNA病毒、HIV等在宿主细胞内的逆转录过程。⑤RNA→RNA：以RNA作为遗传物质的生物（如RNA病毒）的RNA自我复制过程。

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实线表示的①、②、③途径在自然界普遍存在，发生在绝大多数的生物体中；虚线表示的④、⑤途径是后来发现的，这两种信息传递途径在少数生物体内存在，是对中心法则的补充。

二、基因、蛋白质与性状的关系

1.基因通过控制______的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的________，如：人的白化症状是由于控制________________的基因异常引起的。

2.基因还能通过控制____________的结构直接控制生物体的性状，如囊性纤维病是由于编码一个____________（CFTR蛋白）的基因________了三个碱基，导致CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸，进而影响了CFTR蛋白的________。

（1）囊性纤维病

CFTR基因缺失3个碱基→CFTR蛋白结构异常，导致功能异常→患者支气管黏液增多→黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染

（2）镰刀型细胞贫血病

正常基因

异常基因

↓

↓

（谷氨酸）正常－血红蛋白结构－异常（缬氨酸）

3.DNA、基因、蛋白质与性状之间的关系

三、基因控制性状的影响因素

1.基因与性状的关系并不都是________________关系。如人的身高可能是由________________决定的，同时，后天的营养和体育锻炼等对身高也有重要作用。

2.基因与________、基因与基因产物、基因与________之间存在着复杂的相互作用，精细地调控着生物体的性状。

3.细胞质基因：存在于____________和____________中的基因。

（1）线粒体和叶绿体是半自主细胞器，这些部位的基因的活动还要受到____________的控制、制约。

（2）细胞质基因不遵循孟德尔遗传规律，表现为________遗传。

4.生物的性状由基因决定，还受环境条件的影响，是生物的基因和环境共同作用的结果，即表现型＝基因型＋环境条件。如玉米白化苗的形成，在光照下长成白化苗，是由隐性基因控制的，是因为不能形成

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叶绿素的缘故；如果有显性基因的种子在光照下发育正常，却在黑暗条件下形成白化苗，则是由于光照是合成叶绿素的必要条件造成的。

【合作探究】

探究一：克里克提出的中心法则，你认为该理论是否存在不足之处？

探究二：什么是一切生物性状的体现者、生命活动的承担者？

探究三：镰刀型细胞贫血症致病的直接原因是什么？根本原因是什么？

【运用探究】

例1

1983年科学家证实，引起艾滋病的人类免疫缺陷病毒（HIV）是一种逆转录病毒。下列正确表示HIV感染人体过程的“遗传信息流”示意图是（

）

◆

规律总结

中心法则的表达式

例2

下列关于遗传信息传递的叙述，错误的是（

）

A.线粒体和叶绿体中遗传信息的传递遵循中心法则

B.DNA中的遗传信息是通过转录传递给mRNA的

C.DNA中的遗传信息可决定蛋白质中氨基酸的排列顺序

D.DNA病毒中没有RNA，其遗传信息的传递不遵循中心法则

◆

规律总结

各类生物遗传信息的传递过程

生物种类

DNA病毒

遗传信息的传递过程

DNA复制→转录→翻译

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RNA病毒（非逆转录）

逆转录（RNA）病毒

原核生物

真核生物

RNA复制→翻译

逆转录→DNA复制→转录→翻译

DNA复制→转录→翻译

DNA复制→转录→翻译

例3

下面关于基因、蛋白质、性状之间关系的叙述，不正确的是（

）

A.基因可以决定性状

B.蛋白质的结构可以直接影响性状

C.基因控制性状是通过控制蛋白质合成来实现的

D.蛋白质可以控制性状

◆

规律总结

基因、蛋白质和性状的关系

（1）通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物的性状。

（2）通过控制蛋白质的分子结构来直接影响性状。

基因控制性状可用图表示：

例4

如图为蛋白质的合成过程示意图，请据图回答有关问题。

（1）图一中发生在细胞核中的过程是_________，该过程中解旋酶破坏的是__________。

（2）图一中基因表达的最后一阶段是在［

］___________中完成的，这一过程中还需要mRNA、［④］氨基酸、___________和______________________。

（3）图一中③称为___________，在蛋白质合成过程中将多肽链中氨基酸种类与mRNA上的遗传信息联系起来的物质是___________。

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（4）图二为该细胞中多聚核糖体合成多肽链的过程。对此过程的理解错误的是（

）

A.X在MN上的移动方向是从右到左，所用原料是氨基酸

B.多聚核糖体能够加速细胞内蛋白质合成速率的原因是同时合成多条多肽链

C.该过程直接合成的T1、T2、T3三条多肽链中氨基酸的顺序相同

D.合成MN的场所在细胞核，而X一定附着在内质网上

◆

规律总结

（1）高等动植物只有DNA复制、转录、翻译三条途径，但具体到不同细胞情况不尽相同，如根尖分生区细胞等分裂旺盛的组织细胞中三条途径都有；但叶肉细胞等高度分化的细胞无DNA复制途径，只有转录和翻译两条途径；哺乳动物成熟的红细胞无信息传递。

（2）根据模板和原料即可确定是中心法则的哪一过程，如模板DNA，原料脱氧核糖核苷酸（核糖核苷酸）即可确定为DNA复制（转录）。

【知识网络建构速记】

【延伸探究】

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1.在豌豆粒中，由于控制合成淀粉分支酶的基因中插入外来的DNA片段而不能合成淀粉分支酶，使得豌豆粒不能合成淀粉而变得皱缩。此事实说明了（

）

A.基因是生物体性状的载体

B.基因能直接控制生物体的性状

C.基因可以通过控制酶的合成来控制生物体的性状

D.基因可以通过控制蛋白质的结构来控制生物体的性状

2.囊性纤维化病的实例可以说明（

）

A.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

B.DNA中某个碱基发生改变，生物体合成的蛋白质必然改变

C.基因通过控制激素的合成，控制生物体的性状

D.基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状

3.在生物体内性状的表达一般遵循“DNA→RNA→蛋白质”的原则，下面是几种与此有关的说法，不正确的是（

）

A.在细胞的不同阶段，DNA一般是不变的，RNA和蛋白质分子是变化的

B.在真核生物中，DNA→RNA是在细胞核中完成的，RNA→蛋白质是在细胞质中完成的

C.在同一个体不同的体细胞中，DNA相同，RNA和蛋白质不一定相同

D.在细胞的不同阶段，DNA、RNA和蛋白质的种类和数量是不变的

4.如图是设想的一条生物合成途径的示意图。若将缺乏此途径中必需的某种酶的微生物置于含X的培养基中生长，发现微生物体内有大量的M和L，但没有Z，试问基因突变影响到哪种酶（

）

A.E酶

B.B酶

C.C酶

D.A酶和D酶

5.下列关于遗传信息传递的叙述，错误的是（

）

A.线粒体和叶绿体中遗传信息的传递遵循中心法则

B.DNA中的遗传信息是通过转录传递给mRNA的

C.DNA中的遗传信息可决定蛋白质中氨基酸的排列顺序

D.DNA病毒中没有RNA，其遗传信息的传递不遵循中心法则

【师生反思】

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第四章第二节答案

【自主探究】

一、1.克里克

DNA

DNA

RNA

蛋白质

蛋白质

RNA

DNA 3.RNA

DNA 二、1.酶

性状

酪氨酸酶

2.蛋白质

跨膜蛋白

缺失

结构

三、1.简单的线性

多个基因

2.基因

环境

3.叶绿体

线粒体

（1）核基因

（2）母系

【运用探究】

1.D

解析：逆转录病毒的遗传物质是RNA，它的遗传信息先通过逆转录，把RNA的信息传到DNA（但RNA自身不复制），DNA可以复制，也可以通过转录把信息传到RNA，再通过翻译，把RNA中的信息反应到蛋白质上，D正确，其它均错。

2.D

解析：D选项中，前半句是正确的，DNA病毒中只有DNA和蛋白质，没有RNA，但是其遗传信息的传递仍然是遵循中心法则的，所以D选项是错误的。

3.D

解析：基因可以决定性状，基因是通过控制蛋白质的合成来决定性状的，蛋白质是生命活动的体现者，但是蛋白质不可以控制性状。

4.（1）转录

氢键

（2）⑤

核糖体

酶

ATP （3）密码子

tRNA （4）AD

解析：首先要识别该细胞为真核细胞，因为有核膜；其次要清楚图中数字和字母的含义；图一中的

①为RNA聚合酶、②为mRNA、③为密码子、

④为氨基酸、⑤为核糖体；图二中MN为mRNA，X为核糖体，T1、T2、T3为三条多肽链。据图分析：

（1）细胞核中DNA分子正在进行转录，解旋酶破坏的化学键是氢键。（2）基因表达的最后阶段是在核糖体中完成的，这一过程称为翻译，翻译需要mRNA、氨基酸、ATP和酶。（3）由于tRNA一端含有反密码子，另一端携带相应的氨基酸，所以tRNA是将多肽链中氨基酸种类与mRNA上的遗传信息联系起来的物质。（4）图二表明，多聚核糖体是以mRNA（核糖核酸）为模板，以20种游离的氨基酸为原料合成蛋白质的，根据多肽链的长短可以判断，X在MN上是从左向右移动的；由题图可看出，同时有多条多肽链在合成，能够加速蛋白质的合成速率；由于T1、T2、T3的模板相同都是MN，因此其上氨基酸顺序也相同；mRNA的合成场所是细胞核，而核糖体既可附着在内质网上，也可游离在细胞质中。

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【延伸探究】

1.C

解析：基因可以通过控制酶的合成来控制生物性状。由于豌豆控制合成淀粉分支酶的基因插入外来DNA片段，引起基因异常不能合成淀粉分支酶，进而影响了淀粉的合成，导致吸水能力弱而皱缩。

2.D

解析：通过对囊性纤维化病的实例分析，说明基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，故D项正确；A、C两项说法虽正确，但与题意不符合；B项说法本身不正确，因为密码子有简并现象。

3.D

解析：DNA是细胞中的遗传物质，一般是不变的；由于同一个体不同的体细胞中的基因存在着选择性表达，因此不同细胞中的DNA相同，而RNA和蛋白质却不一定相同。

4.C

解析：由题意可知，物质合成的顺序是：X→Y2→M→L，所以存在B酶、D酶、A酶。没有Z物质，则是由缺乏C酶引起的，而E酶不能确定。

5.D

解析：线粒体和叶绿体中有少量的DNA，能够进行DNA的复制、转录和翻译过程，遵循中心法则，A正确；DNA能够通过转录将遗传信息传递给mRNA，进一步通过翻译完成蛋白质的合成，所以DNA中的遗传信息可决定蛋白质中氨基酸的排列顺序，故B、C正确；DNA病毒中只有DNA，能进行DNA复制、转录、翻译，故其遗传信息的传递遵循中心法则。

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