2015-2016學(xué)年高中生物 第4章 第2節(jié) 基因?qū)π誀畹目刂茖W(xué)案 新人教版必修2

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1、 基因?qū)π誀畹目刂? 1．某些RNA病毒含有RNA復(fù)制酶，在宿主細(xì)胞內(nèi)能對(duì)RNA進(jìn)行復(fù)制。 2．某些RNA病毒中含有逆轉(zhuǎn)錄酶，它能以RNA為模板合成DNA。 3．基因通過(guò)控制酶的合成來(lái)控制代謝過(guò)程，進(jìn)而控制生物體的性狀(如白化病)?；蜻€能通過(guò)控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀(如囊性纖維病)。 4．基因與基因、基因與基因產(chǎn)物、基因與環(huán)境之間存在著復(fù)雜的相互作用。形成錯(cuò)綜復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，精細(xì)地調(diào)控著生物體的性狀。 一、中心法則的提出及其發(fā)展 1．中心法則的提出。 (1)提出者：克里克。 (2)圖解。 (3)內(nèi)容。 ①DNA復(fù)制：遺傳

2、信息從DNA流向DNA。 ②DNA轉(zhuǎn)錄：遺傳信息從DNA流向RNA。 ③RNA翻譯：遺傳信息從RNA流向蛋白質(zhì)。 2．中心法則的發(fā)展。 發(fā)展內(nèi)容 信息流動(dòng) 舉例 1965年，RNA自我復(fù)制 遺傳信息從RNA流向RNA RNA病毒 1970年，RNA逆轉(zhuǎn)錄合成DNA 遺傳信息從RNA流向DNA HIV、致癌的RNA病毒 二、基因、蛋白質(zhì)和性狀的關(guān)系 1．基因通過(guò)控制酶的合成來(lái)控制代謝過(guò)程，進(jìn)而控制生物體的性狀。 2．基因還能通過(guò)控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀。 3．基因與性狀的關(guān)系并不都是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系，有些性狀可能是由多個(gè)基因決定的，而且性狀也與環(huán)境有

3、關(guān)。 三、細(xì)胞質(zhì)基因 1．分布：線粒體和葉綠體中。 2．功能。 (1)進(jìn)行半自主自我復(fù)制。 (2)通過(guò)轉(zhuǎn)錄和翻譯控制某些蛋白質(zhì)的合成。 3．遺傳方式。 由母本遺傳給后代，表現(xiàn)為母系遺傳，不遵循孟德?tīng)栠z傳規(guī)律。 1．判斷正誤： (1)在人體細(xì)胞中，能進(jìn)行DNA的復(fù)制、DNA的轉(zhuǎn)錄和翻譯。(√) (2)RNA病毒都能進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄。(×) 解析：只有含逆轉(zhuǎn)錄酶的RNA病毒才能進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄，如HIV。 (3)生物體的基因型相同，表現(xiàn)型就一定相同。(×) 解析：生物的性狀是由基因決定的，并受環(huán)境影響?；蛐拖嗤憩F(xiàn)型不一定相同，如同一株水毛茛，裸露在空氣中的葉和浸在水

4、中的葉，表現(xiàn)出兩種不同的形態(tài)。 2．問(wèn)題導(dǎo)學(xué)： (1)大多數(shù)生物遺傳信息的流動(dòng)方向有哪些？ 提示：大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，所以有DNA流向DNA、DNA流向RNA、RNA流向蛋白質(zhì)。 (2)果蠅長(zhǎng)翅對(duì)殘翅為顯性。用一定高溫處理長(zhǎng)翅基因純合的幼蟲(chóng)，其發(fā)育為成蟲(chóng)后，翅表現(xiàn)為殘翅，由此你能得出什么結(jié)論？ 提示：環(huán)境因素能影響生物的表現(xiàn)型。 (3)按照中心法則，從基因到蛋白質(zhì)信息流的流動(dòng)方向是怎樣的？ 提示：由DNA流向RNA，由RNA流向蛋白質(zhì)。 1．如下圖所示，正常情況下在動(dòng)植物細(xì)胞中都不可能發(fā)生的是(B) A．①② B．③④

5、⑥ C．⑤⑥ D．②④ 2．用鏈霉素或新霉素可使核糖體與單鏈的DNA結(jié)合，這一單鏈DNA就可代替mRNA翻譯出多肽，說(shuō)明(C) A．遺傳信息可從RNA流向DNA B．遺傳信息可從蛋白質(zhì)流向DNA C．遺傳信息可從DNA流向蛋白質(zhì) D．遺傳信息可從RNA流向蛋白質(zhì) 3．1983年科學(xué)家證實(shí)，引起艾滋病的人類(lèi)免疫缺陷病毒(HIV)是一種逆轉(zhuǎn)錄病毒。下列正確表示HIV感染人體過(guò)程的“遺傳信息流”示意圖是(D) 4．如圖為基因的作用與性狀的表現(xiàn)流程示意圖。請(qǐng)根據(jù)圖分析，不正確的選項(xiàng)是(B) A．①過(guò)程是轉(zhuǎn)錄，形成RNA B．③過(guò)程中只需要mR

6、NA、氨基酸、核糖體、酶、ATP即可完成 C．白化病是基因通過(guò)控制酶的合成間接控制生物體性狀 D．人的鐮刀型細(xì)胞貧血癥是基因?qū)π誀畹闹苯涌刂?，是使結(jié)構(gòu)蛋白發(fā)生變化所致 5．植物的根尖分生區(qū)能進(jìn)行DNA的復(fù)制及蛋白質(zhì)的合成從而進(jìn)行細(xì)胞的增殖。有關(guān)說(shuō)法正確的是(C) A．植物分生區(qū)細(xì)胞DNA的復(fù)制發(fā)生在有絲分裂間期及減數(shù)第一次分裂前的間期 B．蛋白質(zhì)的合成只發(fā)生在細(xì)胞分裂期 C．根尖的成熟區(qū)遺傳信息只能從DNA到RNA再到蛋白質(zhì) D．植物細(xì)胞遺傳信息也能從RNA到DNA 6．如圖為一組模擬實(shí)驗(yàn)，假設(shè)實(shí)驗(yàn)?zāi)苷＿M(jìn)行且五支試管中都有產(chǎn)物生成，回答下列問(wèn)題。 (1)A、D試

7、管中的產(chǎn)物是________，但A試管模擬的是________過(guò)程，D試管模擬的是________過(guò)程。 (2)B、C試管中的產(chǎn)物是________，但B試管模擬的是________，C試管模擬的是____________。 (3)假如B試管中加入的DNA含有306個(gè)堿基，那么產(chǎn)物最多含有________個(gè)堿基，有________個(gè)密碼子。 (4)E過(guò)程稱(chēng)______________，在細(xì)胞中進(jìn)行的場(chǎng)所是________，圖中的原料為_(kāi)_____，工具是______，產(chǎn)物是________。 解析：(1)A試管中加入DNA為模板，脫氧核苷酸為原料，合成DNA，是模擬的DNA復(fù)制的過(guò)程；

8、D試管中加入RNA為模板，脫氧核苷酸為原料，合成DNA，模擬的是逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程。(2)B試管中加入DNA為模板，核糖核苷酸為原料，合成RNA，模擬轉(zhuǎn)錄過(guò)程；C試管中加入RNA為模板，核糖核苷酸為原料，合成RNA的過(guò)程，模擬的是RNA的復(fù)制。(3)假如B試管中加入的DNA含有306個(gè)堿基，產(chǎn)物是RNA為單鏈，含有153個(gè)堿基，相連的三個(gè)堿基為一個(gè)密碼子，共有51個(gè)密碼子。(4)E過(guò)程稱(chēng)為翻譯，在細(xì)胞中的核糖體上進(jìn)行，以氨基酸為原料，以tRNA為工具，合成多肽(蛋白質(zhì))。 答案：(1)DNA　DNA復(fù)制　逆轉(zhuǎn)錄　(2)RNA　轉(zhuǎn)錄　RNA復(fù)制　(3)153　51　(4)翻譯　核糖體　氨基酸　轉(zhuǎn)運(yùn)RN

9、A　多肽(蛋白質(zhì)) 一、選擇題 1．某種病毒在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下，能形成DNA，在逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程中，堿基互補(bǔ)配對(duì)正確的是(C) 2.下圖為人體內(nèi)基因?qū)π誀畹目刂七^(guò)程，分析可知(B) A．基因1和基因2一般不會(huì)出現(xiàn)在人體內(nèi)的同一個(gè)細(xì)胞中 B．圖中①過(guò)程需RNA聚合酶的催化，②過(guò)程需tRNA的協(xié)助 C．④⑤過(guò)程的結(jié)果存在差異的根本原因是血紅蛋白結(jié)構(gòu)的不同 D．過(guò)程①②③表明基因通過(guò)控制酶的合成來(lái)控制生物體的所有性狀 3．下列基因?qū)π誀畹目刂祁?lèi)型屬于基因通過(guò)控制酶的合成來(lái)控制代謝過(guò)程，進(jìn)而控制生物體性狀的是(A) ①豌豆的圓粒和皺?！、诎谆　、勰倚岳w

10、維病　④鐮刀型細(xì)胞貧血癥 A．①② B．②③ C．①②③ D．②④ 4．人或動(dòng)物PrP基因編碼一種蛋白(PrPc)，該蛋白無(wú)致病性。PrPc的空間結(jié)構(gòu)改變后成為PrPBc(朊粒)，就具有了致病性。PrPBc可以誘導(dǎo)更多的PrPc轉(zhuǎn)變?yōu)镻rPBc，實(shí)現(xiàn)朊粒的增殖，可以引起瘋牛病。據(jù)此判斷，下列敘述正確的是(C) A．朊粒侵入機(jī)體后可整合到宿主的基因組中 B．朊粒的增殖方式與肺炎雙球菌的增殖方式相同 C．蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的改變可以使其功能發(fā)生變化 D．PrPc轉(zhuǎn)變?yōu)镻rPBc的過(guò)程屬于遺傳信息的翻譯過(guò)程 5．水毛茛是一種水生植物

11、，它的葉生長(zhǎng)在水中呈絲狀，長(zhǎng)在水面上呈扁片狀，關(guān)于水毛茛葉的這種性狀變異的敘述正確的是(D) A．環(huán)境因素引起遺傳物質(zhì)改變 B．環(huán)境因素引起基因重組 C．葉子的不同形狀是基因型不同的結(jié)果 D．表現(xiàn)型是基因型和環(huán)境條件共同作用的結(jié)果 6．治療艾滋病(其遺傳物質(zhì)為RNA)的藥物AZT的分子構(gòu)造與胸腺嘧啶脫氧核苷酸結(jié)構(gòu)很相似。試問(wèn)AZT抑制病毒繁殖的機(jī)制是什么(B) A．抑制艾滋病病毒RNA基因轉(zhuǎn)錄 B．抑制艾滋病病毒RNA基因的逆轉(zhuǎn)錄 C．抑制艾滋病病毒蛋白質(zhì)的翻譯過(guò)程 D．抑制艾滋病病毒RNA基因的自我復(fù)制 7．圖1表示b基因正常轉(zhuǎn)錄過(guò)程中的局部分子狀態(tài)圖，圖2表示該

12、生物正常個(gè)體的體細(xì)胞基因和染色體的關(guān)系。某生物的黑色素產(chǎn)生需要如圖3所示的3類(lèi)基因參與控制，三類(lèi)基因的控制均表現(xiàn)為完全顯性，下列說(shuō)法正確的是(D) A．由圖2所示的基因型可以推知：該生物個(gè)體肯定不能合成黑色素 B．若b1鏈的(A＋T＋C)/b2鏈的(A＋T＋G)＝0.3，則b2鏈為RNA鏈 C．若圖2中的2個(gè)b基因都突變?yōu)锽，則該生物體可以合成出物質(zhì)乙 D．圖2所示的生物體中肯定存在某細(xì)胞含有4個(gè)b基因 解析：由圖2可知，該生物個(gè)體基因型為Aabb，但是不知道到底有沒(méi)有C基因，所以不能判斷其是否可以產(chǎn)生黑色素，故A錯(cuò)誤；已知b2鏈含有堿基T，所以應(yīng)該是DNA鏈，故B錯(cuò)誤；物質(zhì)

13、甲必須在b基因控制合成的酶②的催化作用下才能生成物質(zhì)乙，所以若圖2中的2個(gè)b基因都突變?yōu)锽，則該生物體是不可能合成出物質(zhì)乙的，故C錯(cuò)誤；圖2所示的生物體細(xì)胞在有絲分裂后期可以含有4個(gè)b基因，故D正確。 二、非選擇題 8．某種細(xì)菌體內(nèi)某氨基酸(X)的生物合成途徑如圖： 底物中間產(chǎn)物1中間產(chǎn)物2X 這種細(xì)菌的野生型能在基本培養(yǎng)基(滿足野生型細(xì)菌生長(zhǎng)的簡(jiǎn)單培養(yǎng)基)上生長(zhǎng)，而由該種細(xì)菌野生型得到的兩種突變型(甲、乙)都不能在基本培養(yǎng)基上生長(zhǎng)；若在基本培養(yǎng)基上添加中間產(chǎn)物2，則甲、乙都能生長(zhǎng)；若添加中間產(chǎn)物1，則乙能生長(zhǎng)而甲不能生長(zhǎng)。在基本培養(yǎng)基上添加少量的X，甲能積累中間產(chǎn)物1，而乙不能積

14、累。請(qǐng)回答： (1)根據(jù)上述資料可推斷：甲中酶______的功能喪失；乙中酶______的功能喪失，甲和乙中酶______的功能都正常。如果想在基本培養(yǎng)基上添加少量的X來(lái)生產(chǎn)中間產(chǎn)物1，則應(yīng)選用________(選填“野生型”“甲”“乙”)。 (2)將甲、乙混合接種于基本培養(yǎng)基上能長(zhǎng)出少量菌落，再將這些菌落單個(gè)挑出分別接種在基本培養(yǎng)基上都不能生長(zhǎng)。上述情況中乙首先形成菌落，其原因是_______________________________。 (3)在發(fā)酵過(guò)程中，菌體中X含量過(guò)高時(shí)，其合成速率下降。若要保持其合成速率，可采取的措施是改變菌體細(xì)胞膜的________，使X排出菌體外。

15、解析：(1)根據(jù)題意，在基本培養(yǎng)基上添加中間產(chǎn)物2，則甲、乙都能生長(zhǎng)，說(shuō)明甲和乙中酶c功能都正常；若添加中間產(chǎn)物1，則乙能生長(zhǎng)而甲不能生長(zhǎng)，說(shuō)明甲中酶b功能喪失，乙中酶b功能正常；在基本培養(yǎng)基上添加少量的X，乙不能積累中間產(chǎn)物1，說(shuō)明乙中酶a功能喪失。因?yàn)樵诨九囵B(yǎng)基上添加少量的X，甲能積累中間產(chǎn)物1，乙不能積累中間產(chǎn)物1，則應(yīng)選用甲。(2)因?yàn)榧啄芊e累中間產(chǎn)物1，而乙只要添加中間產(chǎn)物1就能生長(zhǎng)，所以將甲、乙混合接種于基本培養(yǎng)基上時(shí)，甲產(chǎn)生的中間產(chǎn)物1供給乙利用，使乙能夠合成X，從而保證乙自身生長(zhǎng)形成菌落。(3)在發(fā)酵過(guò)程中，菌體中代謝產(chǎn)物(X)的濃度過(guò)高會(huì)使細(xì)胞內(nèi)某些酶的活性降低，從而降低細(xì)

16、胞的合成速率，此時(shí)如果能夠改變菌體細(xì)胞膜的通透性，使代謝產(chǎn)物(X)排出菌體外，則X的合成速率就會(huì)提高。 答案：(1)b　a　c　甲　(2)甲產(chǎn)生的中間產(chǎn)物1供給乙，使乙能夠合成X，保證自身生長(zhǎng)形成菌落(其他合理答案也可)　(3)通透性 9． 已知甲、乙、丙三種類(lèi)型的病毒，它們的遺傳信息的傳遞方式用下圖表示。據(jù)圖回答下列問(wèn)題： (1)圖中1、8表示遺傳信息的________；2、5、9表示遺傳信息的________；3、10表示遺傳信息的________，以上3個(gè)過(guò)程的進(jìn)行所必備的條件有__________________________。 (2)圖中7表示遺傳信息的______

17、__，此過(guò)程的發(fā)生需要有________，發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象的重要意義是____________________。 (3)上述生理過(guò)程進(jìn)行的場(chǎng)所是___________________。 (4)對(duì)上述三種類(lèi)型的病毒分別舉例：甲__________，乙____________，丙____________。 解析：(1)圖中1和8的結(jié)果都是產(chǎn)生單鏈物質(zhì)，并且指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，顯然是轉(zhuǎn)錄過(guò)程；2、5、9產(chǎn)生蛋白質(zhì)，是翻譯過(guò)程；3、10產(chǎn)生新的DNA，是DNA復(fù)制的結(jié)果。不論是DNA復(fù)制還是RNA的轉(zhuǎn)錄或是蛋白質(zhì)的合成，都需要一定的模板、原料、能量和酶。(2)圖中7是以RNA為模板合成DNA的過(guò)程，需

18、要逆轉(zhuǎn)錄酶，由于以RNA為模板合成DNA是遺傳信息傳遞的特殊途徑，與從DNA→RNA→蛋白質(zhì)的傳遞過(guò)程有所不同，因此，認(rèn)為是對(duì)中心法則的重要補(bǔ)充。(3)對(duì)于真核生物來(lái)說(shuō)，DNA的復(fù)制場(chǎng)所、RNA的轉(zhuǎn)錄場(chǎng)所均為細(xì)胞核，蛋白質(zhì)的合成在細(xì)胞質(zhì)的核糖體上進(jìn)行；而對(duì)于原核生物來(lái)說(shuō)，DNA復(fù)制、RNA轉(zhuǎn)錄是在擬核中完成的，蛋白質(zhì)仍然在細(xì)胞質(zhì)中合成。(4)上述三種生理功能的代表類(lèi)型如：侵染大腸桿菌的噬菌體以甲方式進(jìn)行繁殖，侵染煙草的煙草花葉病毒以乙方式繁殖，某些導(dǎo)致人類(lèi)患癌癥的病毒(或HIV)以丙方式進(jìn)行繁殖。 答案：(1)轉(zhuǎn)錄　翻譯　復(fù)制　模板、原料、能量和酶 (2)逆轉(zhuǎn)錄　逆轉(zhuǎn)錄酶　對(duì)中心法則的重要補(bǔ)充 (3)細(xì)胞核、擬核、細(xì)胞質(zhì)和核糖體 (4)噬菌體　煙草花葉病毒　某些致癌病毒(或HIV) - 8 -