高中生物 第3章 遺傳的分子基礎(chǔ) 第4節(jié) 遺傳信息的表達——RNA和蛋白質(zhì)的合成（Ⅱ）學(xué)案 浙科版必修2

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第四節(jié)　遺傳信息的表達——RNA和蛋白質(zhì)的合成(Ⅱ) 1．說出中心法則的內(nèi)容。(重難點) 2．概述基因的概念。(重點) 中 心 法 則 項目 中心法則及發(fā)展 提出者 克里克 要點 ①遺傳信息是由DNA傳遞到RNA ②轉(zhuǎn)錄決定蛋白質(zhì)的特異性 ③翻譯是生物體性狀的體現(xiàn)者 發(fā)展 逆轉(zhuǎn)錄：在逆轉(zhuǎn)錄酶作用下，以RNA為模板反向合成單鏈DNA。 圖解 探討：為什么中心法則的遺傳信息可以準(zhǔn)確地流動？ 提示：因為有精確的模板并嚴(yán)格遵守堿基互補配對原則。 探討：在人體細(xì)胞中能否進行RNA復(fù)制和逆轉(zhuǎn)錄？在人體細(xì)胞內(nèi)遺傳信息是如何流動的？ 提示：不能。其過程為： 1．中心法則的內(nèi)容及應(yīng)用 (1)細(xì)胞生物及噬菌體等DNA病毒的中心法則： (2)煙草花葉病毒等大部分RNA病毒的中心法則： (3)HIV等逆轉(zhuǎn)錄病毒的中心法則： 2．中心法則與基因表達的關(guān)系 1．中心法則揭示了生物遺傳信息由DNA向蛋白質(zhì)傳遞與表現(xiàn)的過程，下列說法不正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：35930028】 A．a(chǎn)、b、c、d所表示的四個過程依次分別是DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯、逆轉(zhuǎn)錄 B．需要tRNA和核糖體同時參與的過程是c，需要逆轉(zhuǎn)錄酶參與的過程是d C．a(chǎn)、b、c過程只發(fā)生在真核細(xì)胞中，d、e過程只發(fā)生在原核細(xì)胞和一些病毒中 D．在真核細(xì)胞中，a和b兩個過程發(fā)生的主要場所相同，但需要的關(guān)鍵酶種類不同 【解析】　圖解中a、b、c、d、e分別表示DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯、逆轉(zhuǎn)錄、RNA的復(fù)制。c過程進行的場所是核糖體，在合成蛋白質(zhì)時需要tRNA運載氨基酸，d過程需要逆轉(zhuǎn)錄酶；a、b、c在細(xì)胞生物中均能發(fā)生，d、e只發(fā)生在RNA病毒的寄主細(xì)胞中。在真核細(xì)胞中，a和b兩個過程發(fā)生的主要場所都是細(xì)胞核，但所需的關(guān)鍵酶不同，前者需要DNA聚合酶和解旋酶等，后者需要RNA聚合酶。 【答案】　C 2．如圖表示有關(guān)遺傳信息傳遞的模擬實驗。下列相關(guān)敘述合理的是(　　) A．若X是mRNA，Y是多肽，則管內(nèi)必須加入氨基酸 B．若X是DNA一條鏈，Y含有U，則管內(nèi)必須加入逆轉(zhuǎn)錄酶 C．若X是tRNA，Y是多肽，則管內(nèi)必須加入脫氧核苷酸 D．若X是HIV的RNA，Y是DNA，則管內(nèi)必須加入DNA酶 【解析】　B項為轉(zhuǎn)錄，應(yīng)加RNA聚合酶；C項為翻譯，應(yīng)加氨基酸；D項為逆轉(zhuǎn)錄，應(yīng)加逆轉(zhuǎn)錄酶。 【答案】　A 基 因 1．基因的功能 (1)遺傳的一個基本功能單位； (2)在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境條件下控制生物的性狀。 2．基因的位置分布 基因以一定的次序排列在染色體上。 3．基因的本質(zhì) 一段包括一個完整的遺傳信息單位的有功能的核苷酸分子片段。 4．基因的種類 (1)在大多數(shù)生物中是一段DNA； (2)在RNA病毒中，是一段RNA。 探討：基因、DNA和染色體三者之間有怎樣的關(guān)系？ 提示：基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，染色體是DNA的主要載體，一條染色體上含有1個或2個DNA分子，每個DNA上含有許多個基因。 探討：能說基因的載體是染色體嗎？請簡要分析。 提示：不能。對于真核細(xì)胞來說，基因(核基因)在染色體上呈線性排列，染色體是基因的主要載體，但細(xì)胞質(zhì)基因存在于線粒體、葉綠體中的DNA分子上；對于原核細(xì)胞來說，基因則存在于擬核中的DNA分子上，沒有染色體這一載體。 探討：在刑偵領(lǐng)域，DNA分子能夠像指紋一樣用來鑒定個人的身份，你能解釋其中的生物學(xué)原理嗎？ 提示：DNA分子具有多樣性和特異性，不同人的DNA分子中脫氧核苷酸序列是不同的，每個人的DNA分子中脫氧核苷酸序列是特定的。 1．脫氧核苷酸、基因、DNA和染色體的關(guān)系圖解 2．全方位理解“基因” (1)本質(zhì)上，基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。 (2)結(jié)構(gòu)上，基因是含有特定遺傳信息的脫氧核苷酸序列。 (3)功能上，基因是遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能的基本單位。 (4)位置上，基因在染色體上呈線性排列。 1．下列有關(guān)基因的敘述，正確的是(　　) A．基因是控制生物性狀的結(jié)構(gòu)單位和功能單位 B．人體細(xì)胞內(nèi)的基因全部位于染色體上 C．經(jīng)測定，一個由n個脫氧核苷酸構(gòu)成的DNA分子中，包含了m個基因，則每個基因的平均長度為n/2m個脫氧核苷酸對長度 D．基因中脫氧核苷酸的排列順序就是遺傳信息，只能通過減數(shù)分裂傳遞給后代 【解析】　基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，是控制生物性狀的結(jié)構(gòu)單位和功能單位。人體細(xì)胞內(nèi)的基因主要在染色體上，線粒體DNA分子上也有少量基因。一個DNA分子上有許多個基因，但并非基因與基因緊密相連，那些沒有遺傳效應(yīng)的DNA片段并不是基因， 因此C項中基因的平均長度小于n/2m個脫氧核苷酸對長度。有性生殖的生物通過減數(shù)分裂將遺傳信息傳遞給下一代，無性生殖的生物通過有絲分裂將遺傳信息傳遞給下一代。 【答案】　A 2．下列對基因本質(zhì)的描述，正確的是(　　) A．基因的基本單位是核糖核苷酸 B．一個DNA分子就是一個基因 C．基因是DNA分子上的特定片段 D．基因的化學(xué)結(jié)構(gòu)不會發(fā)生改變 【解析】　基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，其結(jié)構(gòu)雖然具有穩(wěn)定性，但不是絕對的，也有可能發(fā)生改變。 【答案】　C 1．關(guān)于“中心法則的提出及其發(fā)展”含義的敘述，錯誤的是(　　) A．表示遺傳信息的傳遞方向 B．表示基因控制蛋白質(zhì)合成的過程 C．DNA只能來自DNA的復(fù)制 D．基因通過控制蛋白質(zhì)的合成來控制生物的性狀 【解析】　“中心法則及其發(fā)展”還包含以RNA為模板合成DNA的逆轉(zhuǎn)錄過程，所以DNA不是只能來自DNA的自我復(fù)制。 【答案】　C 2．遺傳信息從RNA→DNA途徑是中心法則的補充，下列能夠進行該傳遞過程的生物是(　　) A．艾滋病病毒　 B．噬菌體 C．煙草 D．瘋牛病原體 【解析】　艾滋病病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，在寄主細(xì)胞中可以發(fā)生遺傳信息由RNA→DNA的逆轉(zhuǎn)錄過程；噬菌體和煙草的遺傳物質(zhì)都是DNA，不能發(fā)生RNA→DNA的遺傳信息傳遞過程；瘋牛病病原體稱為朊病毒，是一種致病的蛋白質(zhì)，它不含核酸，因而不能發(fā)生RNA→DNA的過程。 【答案】　A 3．在生物體內(nèi)性狀的表達一般遵循DNA→RNA→蛋白質(zhì)的原則，下面是幾種與此有關(guān)的說法，不正確的是(　　) A．在細(xì)胞的一生中，DNA一般是不變的，RNA和蛋白質(zhì)分子是變化的 B．DNA→RNA主要是在細(xì)胞核中完成的，RNA→蛋白質(zhì)是在細(xì)胞質(zhì)中完成的 C．在同一個體的不同體細(xì)胞中，DNA相同，RNA和蛋白質(zhì)不一定相同 D．在細(xì)胞的一生中，DNA、RNA和蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量是不變的 【解析】　DNA是細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)，一般是不變的；由于在個體發(fā)育過程中，細(xì)胞內(nèi)基因會出現(xiàn)順序表達，即同一細(xì)胞的不同發(fā)育時期表達不同的基因，所以RNA和蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量會改變。 【答案】　D 4．下列關(guān)于遺傳信息傳遞的敘述，錯誤的是(　　) A．線粒體和葉綠體中遺傳信息的傳遞遵循中心法則 B．DNA中的遺傳信息是通過轉(zhuǎn)錄傳遞給mRNA的 C．DNA中的遺傳信息可決定蛋白質(zhì)中氨基酸的排列順序 D．DNA病毒中沒有RNA，其遺傳信息的傳遞不遵循中心法則 【解析】　DNA病毒中雖然沒有RNA，但它可借助宿主細(xì)胞完成DNA到RNA的轉(zhuǎn)錄過程，故其遺傳信息的傳遞仍遵循中心法則。 【答案】　D 5．下列關(guān)于基因概念的敘述，錯誤的是(　　) A．基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段 B．基因是DNA分子上有一定功能的特定的堿基排列順序 C．基因是DNA分子上任意一個片段 D．基因是控制生物性狀的遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)單位和功能單位 【解析】　基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，是有一定功能的特定的堿基排列順序。由于DNA分子上有很多不能控制生物性狀的區(qū)段，所以基因不能是DNA分子上的任意一個片段。 【答案】　C 課堂小結(jié)： 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 核心回扣 1.中心法則的要點： 遺傳信息由DNA傳遞到RNA，然后由RNA決定蛋白質(zhì)的特異性。蛋白質(zhì)是生物體性狀的體現(xiàn)者。 2.RNA病毒(如勞氏肉瘤病毒)能以RNA為模板反向地合成單鏈DNA，因為它們具有能夠催化此反應(yīng)過程的逆轉(zhuǎn)錄酶。 3.生物性狀的遺傳信息最初是由核酸中核苷酸的排列方式?jīng)Q定的。因此，當(dāng)生物體內(nèi)外因素引起DNA損傷或者某些堿基改變時，就可能產(chǎn)生異常的性狀或病變。 4.基因是遺傳的一個基本功能單位，它在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境條件下控制生物的性狀；基因以一定的次序排列在染色體上。