高一生物基因对性状的控制(1)

•1．知识：(1)解释中心法则；(2)举例说明基因与性状的关系。•2．情感态度与价值观：进行科学价值观的教育。•3．能力：运用证据和逻辑分析来分析实验现象，得出结论，培养综合分析问题的能力，锻炼逻辑思维能力。•4．重点与难点：(1)中心法则；(2)基因、蛋白质与性状的关系。•(一)问题探讨•1．水中的叶比空气中的叶要狭小细长一些。•2．这两种形态的叶，其细胞的基因组成应是一样的。•3．提示：为什么叶片细胞的基因组成相同，而叶片却表现出明显不同的形态？•(二)资料分析•1．没有：实验证据指出了原有的中心法则所没有包含的遗传信息的可能传递途径，是对原有中心法则的补充而非否定。•2．遗传信息从RNA流向DNA、从RNA流向RNA的结论是确信无疑的，而从蛋白质流向蛋白质的途径是有可能存在的。•(三)旁栏思考题•提示：此题旨在引导学生认识基因与生物的性状并非简单的一一对应关系。•(四)批判性思维•提示：此题旨在引导学生客观全面地评价基因决定论的观点，认识到性状的形成往往是内因(基因)与外因(环境因素等)相互作用的结果。•(五)技能训练•1．提示：翅的发育需要经过酶催化的反应，而酶是在基因指导下合成的，酶的活性受温度、pH等条件的影响。•2．基因控制生物体的性状，而性状的形成同时还受到环境的影响。•一、中心法则的提出和发展•1．中心法则的提出•(1)提出者：________。•(2)内容•①DNA复制：遗传信息从DNA流向________。•②DNA转录：遗传信息从DNA流向________。•③RNA翻译：遗传信息从RNA流向____________。•2．中心法则的发展•(1)RNA自我复制•①遗传信息从RNA流向________。•②举例：RNA肿瘤病毒。•(2)RNA逆转录•①遗传信息从RNA流向________。•②举例：HIV病毒。•二、基因、蛋白质与性状的关系•1．基因对性状的间接控制•(1)实质：基因通过控制________来控制________，进而控制生物体的性状。•(2)举例：人的白化病是由于控制________的基因异常引起的。•2．基因对性状的直接控制•(1)实质：基因通过控制________直接控制生物体的性状。•(2)举例•①囊性纤维病：编码CFTR蛋白的基因缺了________CFTR蛋白缺少苯丙氨酸，引起CFTR蛋白________异常。•答案：一、•1．(1)克里克(2)①DNA②RNA③蛋白质•2．(1)①RNA(2)①DNA•二、•1．(1)酶的合成代谢过程(2)酪氨酸酶•2．(1)蛋白质的结构(2)①3个碱基结构、功能②血红蛋白结构•1.中心法则的提出•(1)时间与提出者：1957年，克里克。•(2)内容：遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的自我复制；也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。•(3)图解：•知识链接•DNA(基因)的两个基本功能•1．传递遗传信息。通过DNA的复制，在生物的传种接代过程中把亲代的遗传信息传递给子代。•2．表达遗传信息。通过转录和翻译过程，在生物的个体发育中使遗传信息以一定方式反映到蛋白质的分子结构上来，从而使后代表现出与亲代相似的性状。•2．中心法则的发展•(1)发展内容•①1965年，科学家发现RNA可复制；•②1970年，科学家发现逆转录酶；•③1982年，科学家发现疯牛病是由一种结构异常的蛋白质引起的疾病。•说明：因引起疯牛病的朊病毒只有蛋白质，有人推测其遗传物质为蛋白质，但还有待科学论证。•(2)发展后的中心法则图解。•说明：中心法则表示生物界的遗传信息的流动过程，不同的生物适合于其中的一部分，如RNA病毒没有DNA的复制，以DNA为遗传物质的生物则没有RNA的复制。•1基因控制性状表现的主要途径是()•A．RNA→蛋白质(性状)•B．DNA→蛋白质(性状)•C．RNA→DNA→蛋白质(性状)•D．DNA→RNA→蛋白质(性状)•[解析]基因控制性状的过程，实质上是通过基因控制蛋白质的合成来体现的。该过程中遗传信息由转录、翻译完成传递的过程，即以DNA为模板合成RNA，遗传信息从DNA传递给RNA，完成转录，在翻译过程中，以RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质，遗传信息由RNA再传递给蛋白质。[答案]D•下列哪一项不是RNA具有的()•A．复制B．转录•C．逆转录D．翻译•[答案]B•[解析]RNA具有复制、逆转录、翻译等特点，但不具有转录功能。•1.DNA、基因、蛋白质、性状之间的关系•点拨：性状是指生物的形态或生理特性，是遗传和环境相互作用的结果，主要由蛋白质体现。生物的遗传性状受基因控制。•2．基因控制生物性状的两种方式•(1)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。•(2)基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。•说明：上述各实例涉及的都是单个基因对生物体性状的控制，而生物的性状与基因并不都是线性的一对一的关系。•3．基因与性状的关系•(1)基因与性状的关系并不是简单的线性关系。这主要体现在：•①有些性状是由多个基因共同控制的。如人的身高可能由多个基因决定。•②性状的表现还受环境因素的影响。如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、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个错综复杂的网络，精细地调控着生物体的性状。•4．细胞质基因•(1)概念：细胞质中的线粒体和叶绿体内也含有少量的DNA，而且这些DNA都能够进行半保留自我复制，并通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成。这些基因称为细胞质基因。•(2)作用：控制细胞质的遗传。•(3)特点：细胞质遗传不符合孟德尔遗传规律，后代不出现一定的分离比，而是只表现母本的性状。由细胞质控制的性状只能通过母亲遗传给后代，称为母系遗传。•(4)举例：线粒体肌病、神经性肌肉衰弱、运动失调及眼视网膜炎等。•2下列对基因型与表现型关系的叙述，错误的是()•A．表现型相同，基因型不一定相同•B．基因型相同，表现型一定相同•C．在相同的生活环境中，基因型相同，表现型一定相同•D．在相同的生活环境中，表现型相同，基因型不一定相同•[解析]本题主要考查对表现型和基因型的理解。A、C、D正确，表现型是生物体表现出来的性状，表现型相同，不管生活环境是否相同，基因型也不一定相同，因为当个体某一性状表现为显性性状时，基因型可能纯合，也可能杂合。基因型是表现型的基因组成，若考虑生活环境，就不能断定基因型相同，表现型一定相同。•[答案]B•下图是设计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•[答案]C•[解析]通过题意可知，微生物能产生M、L，说明生物体内有B酶、D酶、A酶，无Z说明C酶合成受限。过程模板原料碱基互补产物实例DNA的复制DNA→DNADNA的两条链A、T、C、G四种脱氧核苷酸A→TT→AC→GG→CDNA以DNA作遗传物质的生物DNA的转录DNA→RNADNA的一条链A、U、G、C四种核糖核苷酸A→UT→AC→GG→CRNA几乎所有生物翻译RNA→多肽信使RNA20余种氨基酸A→UU→AC→GG→C多肽除病毒外的细胞生物RNA的复制RNA→RNARNAA、U、G、C四种核糖核苷酸A→UU→AC→GG→CRNA以RNA作遗传物质的生物RNA的逆转录RNA→DNARNAA、T、C、G四种脱氧核苷酸A→TU→AC→GG→CDNA某些致癌病毒、艾滋病病毒•2006年10月2日，克雷格·梅洛和安德鲁·法尔因其在RNA干扰及基因沉默现象研究领域的杰出贡献而获得2006年诺贝尔生理学或医学奖。1998年，他俩提出了有关RNA干扰的概念：利用微小RNA片段来沉默特定的基因，观察基因关闭后细胞的现象，推测该基因的功能。此外发现亦能关闭细胞或病毒的致病基因，因此被视为疾病治疗的新希望。RNA干扰通常是一种由双链RNA诱发的“基因沉默”(如图所示)，在此过程中，细胞中与双链RNA有同源序列的信使RNA被降解，来干扰生物体本身的mRNA的“信使”功能，从而抑制了致病基因的表达。•美国哈佛医学院的科学家已经成功地利用RNA干扰技术治愈了实验鼠的肝炎。目前，RNA干扰治疗技术正在快速进入人体试验阶段。•根据上述材料回答：•(1)下列是对RNA干扰现象的理解，你认为不正确的是•()•A．RNA能抑制基因的表达•B．RNA会干扰生物体本身mRNA的“信使”功能•C．RNA干扰现象可用于治疗某些疾病•D．RNA干扰现象使细胞内特定的mRNA的合成受阻•(2)通过RNA干扰原理示意图可知，向生物体内注入微小RNA片段，会干扰生物体本身的mRNA，导致相应蛋白质无法合成，从而使特定基因沉默，这最能体现RNA的哪项功能()•A．RNA可以作为某些生物的遗传物质•B．RNA是某些反应的催化剂•C．RNA是基因表达的媒介•D．RNA在细胞中能自我复制•(3)老鼠细胞的________、________等细胞器中有RNA的分布。•(4)你认为RNA使基因处于关闭状态，是遗传信息传递的哪个过程受阻，为什么？•(5)是否可以说“RNA也可以控制生物的性状”？结合以上材料，说明理由。•[解析](1)RNA干扰现象中，细胞内特定的mRNA能够合成，只是合成的mRNA被降解了；(2)因为mRNA被缓解，相应蛋白质就无法合成，这体现了mRNA在基因表达中的作用；(3)老鼠细胞含有RNA的结构是细胞核、线粒体、核糖体和细胞质基质，但题中问的是细胞器；(4)由题中RNA干扰原理示意图可知，“基因沉默”是通过信使RNA被降解来实现的，受阻的应是翻译过程；(5)可以说“RNA也可以控制生物的性状”，因为RNA可以干扰DNA控制蛋白质的合成，从而可以控制生物性状；或某些DNA病毒可以通过逆转录来合成DNA，从而控制生物的性状。•[答案](1)D(2)C(3)线粒体核糖体(4)翻译过程受阻，因为mRNA被降解，失去了翻译的模板。(5)可以。因为RNA可以干扰DNA功能，使之不能控制蛋白质的合成，从而可以控制生物性状；或某些RNA病毒可以通过逆转录来合成DNA，从而控制生物的性状。•一、选择题•1．胰岛素基因存在部位和合成胰岛素的部位依次是•()•A．体细胞、胰岛细胞•B．胰岛细胞、体细胞•C．均位于胰岛细胞•D．体细胞、核糖体•[答案]A•[解析]胰岛素基因存在体细胞中，而合成胰岛素的部位在胰岛细胞中的核糖体中。•2．下列物质中，不是由DNA分子的遗传信息直接控制合成的是()•A．胃蛋白酶B．尿激酶•C．雌性激素D．卵清蛋白•[答案]C•[解析]雌性激素是固醇类物质，其合成不是由DNA分子的遗传信息直接控制。•3．“中心法则”是由谁提出的()•A．孟德尔B．沃森•C．克里克D．富兰克林•[答案]C•[解析]中心法则是由克里克提出的。•二、简答题•4．已知甲、乙、丙三种类型的病毒，它们的遗传信息的传递方式用下图表示。据图回答下列问题：•(1)图中1、8表示遗传信息的________；2、5、9表示遗传信息的________；3、10表示遗传信息的________，以上3个过程的进行所必备的条件有________。•(2)图中7表示遗传信息的________，此过程的发生需要有________，发现这一现象的重要意义是________________________________________。•(3)上述生理过程进行的场所是________。•(4)对上述三种类型的病毒分别举例：甲________，乙________、丙________。•[答案](1)转录翻译复制模板、原料、能量和酶(2)逆转录逆转录酶对中心法则的重要补充(3)细胞核和细胞质(4)噬菌体烟草花叶病毒某些致癌病毒•[解析]可以从观察图中物质的特点来判断它们的生成。(1)图中1和8的结果都是产生单链物质，并且指导蛋白质的合成，显然是转录过程。2、