【学练考】2014年高一下学期生物（人教版）必修2 第4章 基因的表达（125张ppt）

课件125张PPT。课件展示说明　　本课件为基于精确校对的word书稿制作的“逐字编辑”课件，如需要修改课件，请双击对应内容，进入可编辑状态。第1节 基因指导蛋白质的合成
第2节 基因对性状的控制
单元总结提升第4章　基因的表达 目　录第4章　基因的表达 第1节　基因指导蛋白质的合成第1节　基因指导蛋白质的合成 第1节 │ 三维目标1．知识与技能
(1)能简述染色体、DNA与遗传信息之间的关系。
(2)能说出DNA与RNA的异同，能简单阐述RNA的种类及功能。
(3)能概述转录和翻译的过程。
(4)培养学生设计实验的技能。
2．过程与方法
(1)通过DNA和RNA的对照掌握类比。
(2)利用课本插图和课件，培养和发展学生的读图能力。
(3)通过问题的思考分析培养学生分析问题、解决问题的能力。三维目标第1节 │ 三维目标3．情感、态度与价值观
(1)体验遗传信息表达过程的和谐美，表达原理的逻辑美、简约美。
(2)认同人类探索基因表达的奥秘的过程仍未终结。
(3)感悟科学破解遗传密码的过程。第1节 │ 重点难点[重点]
(1)了解基因控制蛋白质合成的中间物质——RNA的基本单位、化学组成和种类，以及它与DNA在组成、结构、功能和分布等方面的异同。
(2)理解基因表达的转录和翻译的概念和过程。
(3)比较转录和翻译的异同。
(4)认知和区分相关概念：遗传信息、遗传密码、反密码子。
(5)计算问题：基因(DNA)碱基、RNA碱基和氨基酸的对应关系。重点难点第1节 │ 重点难点[难点]
(1)理解基因表达的转录和翻译的概念和过程。
(2)认知和区分相关概念：遗传信息、遗传密码、反密码子。
(3)计算问题：基因(DNA)碱基、RNA碱基和氨基酸的对应关系，以图解方法解决。第1节 │ 教学建议 本节内容是本章的开篇，是本章学习的基础，也是教学的难点所在，转录和翻译过程抽象复杂——学生难理解，较多物质和细胞结构参与——学生易混乱，涉及必修1和必修2中多个章节内容——学生已遗忘，而本节的突破对本模块学习起着承前启后的作用，没有本节内容的揭示，很多的现象无法解释，很多的研究无法进行，很多的生物技术无法操作。基于以上考虑，把本节分为2课时，第1课时主要完成基因表达概念和DNA与RNA比较及转录过程和原理的教学，第2课时学习翻译的过程和原理。教学建议第1节 │ 教学建议 高一学生在学习完必修1的基础上，已经掌握DNA分子的结构、DNA的复制、DNA和RNA的区别，但存在缺陷，具体表现在：概念、过程不清，获取信息和综合分析的能力不足，因此应该注意对学生学法的指导。学习第一目标：识记、概述遗传信息的转录和翻译过程。第二目标：运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系，培养学生分析综合能力。 通过对“遗传信息究竟如何表达”的探究，培养学生的探究精神和创造性思维。第三目标：体验基因表达过程的和谐美，基因表达原理的逻辑美、简约美。第1节 │ 新课导入[导入一]
教师：当我们认识到基因的本质后，能不能利用这一认识，分析现实生活中一些具体的问题呢？例如，在现实生活中，我们能不能像电影《侏罗纪公园》中描述的那样，利用恐龙的DNA，使恐龙复活呢？
学生：讨论、争论，看图，形成新的问题(提出探究的问题，引起悬念，明确探究的目标)。
教师：如果能利用恐龙的DNA使恐龙复活，你认为主要要解决什么问题？新课导入第1节 │ 新课导入学生：需要使恐龙DNA上的基因表达出来，表现恐龙的特性。
教师：看来要解决这个问题，我们还需要研究“基因的表达”。引导学生看本章的章图。询问学生看懂了什么，又产生了哪些问题。
教师：基因是如何指导蛋白质合成的？导入新课。第1节 │ 新课导入[导入二]
温故知新，创设情境
(课件投影)《侏罗纪公园》片段
问题探讨：利用恐龙DNA能否人造出活的恐龙，就像《侏罗纪公园》里那样，如果能实现，那么DNA中的基因是如何发挥遗传效应的，即如何进行表达的呢？
(课件投影)第4章章图，请学生阅读观察，是否看出基因与蛋白质的关系？
设计意图：调动学生兴趣，引出探究的问题
简要实录：学生以小组为单位积极讨论、争论、发表意见、看图思考。第1节 │ 新课导入[导入三]
创造情境——激发兴趣配乐欣赏一组美丽多彩的生物图片(如鲜花盛开、蝴蝶飞舞、孔雀开屏、水上芭蕾等)。
提问：这一组美丽多彩的生物图片给大家展示了一个绚丽多彩的生物世界，那生命为什么如此多姿多彩？(教师引导学生回答)
学生回答：蛋白质是生命的体现者。
引出问题：谁来指导蛋白质的合成？
学生回答：基因。第1节 │ 新课感知新课感知图4－1－1是人类染色体的连续放大示意图。请据图回答：
(1)请写出图中序号所代表的物质或结构：③ ________，
④________，⑤__________。图4－1－1第1节 │ 新课感知(2)③→①过程是以③的______条链为模板，发生在有丝分裂的________期。碱基的特定排列顺序构成了DNA分子的______________。
[答案](1)③DNA　④碱基对　⑤脱氧核苷酸链　
(2)两　间　特异性一、遗传信息的转录
1．RNA的结构和种类
(1)基本单位是______________，是由一分子________、一分子______________和一分子________组成，含氮碱基有______________四种。
(2)空间结构：一般是____________。
(3)种类：RNA有________________、______________、__________________三种。第1节 │ 自主探究自主探究核糖核苷酸 核糖 磷酸 含氮碱基 A、G、C、U 单链结构 信使RNA(mRNA) 转运RNA(tRNA) 核糖体RNA(rRNA) [想一想] DNA和RNA在化学组成上有什么区别？
[答案] ①DNA的五碳糖是脱氧核糖，RNA的五碳糖是核糖。
②DNA特有的碱基是T，而RNA特有的碱基是U。第1节 │ 自主探究2．遗传信息的转录
(1)概念：在细胞核中，以______________为模板，按照________________的原则，合成______的过程，叫做转录。
(2)过程第1节 │ 自主探究DNA的一条链 碱基互补配对 mRNA 解旋酶 碱基 碱基互补配对 一条 核糖核苷酸 mRNA DNA链 双螺旋 二、遗传信息的翻译
1．翻译
(1)概念：游离在细胞质中的____________以______为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程，叫做翻译。
(2)场所：________。
(3)原料：_______。
(4)模板：________。
(5)转运工具：_______。
(6)原则：____________________。
(7)产物：_________。第1节 │ 自主探究各种氨基酸 mRNA 核糖体 氨基酸 mRNA tRNA 碱基互补配对原则 多肽链 2．密码子和反密码子第1节 │ 自主探究mRNA tRNA 64 613个相邻的碱基 3.过程
(1)mRNA与________结合。
(2)tRNA与mRNA______________，将氨基酸置于特定位置。
(3)脱水缩合形成—CO—NH—，氨基酸连接形成肽链。
(4)肽链盘曲折叠，形成具有特定空间结构和功能的________________。
[想一想] 根据mRNA中碱基的排列顺序能否准确写出氨基酸的序列？若已知氨基酸的序列，能否确定mRNA中的碱基排列顺序？
[答案] 能。不能，因为有一种或几种密码子决定同一种氨基酸。第1节 │ 自主探究核糖体 碱基互补配对 蛋白质分子 第1节 │ 典例类析典例类析?　类型一　DNA与RNA的比较
1．细胞中的两种核酸的比较第1节 │ 典例类析第1节 │ 典例类析2. RNA的种类
(1)信使RNA(mRNA)：单链结构，由DNA转录而来，其碱基序列包含遗传信息，因将DNA中遗传信息转录下来故得名。密码子位于mRNA上。
(2)转运RNA(tRNA)：三叶草结构，头端特定的三个碱基叫反密码子，尾端连接特定的氨基酸，在蛋白质合成中运输氨基酸，所以叫做转运RNA。
(3)核糖体RNA(rRNA)：是核糖体的重要组成部分。第1节 │ 典例类析例1　下列哪组物质的对应是正确的(　　)
A．胞嘧啶存在于RNA中而不存在于DNA中
B．核糖存在于RNA中而不存在于DNA中
C．mRNA合成于细胞核并在细胞核中传递遗传信息
D．DNA是双螺旋结构而RNA是单链结构第1节 │ 典例类析[答案]B　
[解析] 胞嘧啶是组成核苷酸的基本组成成分之一，在RNA和DNA中都存在；核糖是构成核糖核苷酸的五碳糖，而构成DNA的五碳糖是脱氧核糖；mRNA在细胞核中合成，并在细胞质中发挥作用；DNA是规则的双螺旋结构，RNA有三种，其中mRNA主要呈单链结构，而tRNA呈三叶草结构，所以只有B项正确。
第1节 │ 典例类析[点评] 本题考查DNA和RNA的比较。辨析DNA和RNA时可依照以下几点规律：
①若核酸中出现碱基T或五碳糖为脱氧核糖，则必为DNA。
②若A≠T、C≠G，则为单链DNA；若A＝T、C＝G，则一般认为是双链DNA。
③若出现碱基U或五碳糖为核糖，则必为RNA。
④要确定是DNA还是RNA，需要知道碱基的种类或五碳糖的种类，要确定是单链还是双链，还必须知道碱基比率。第1节 │ 典例类析变式　核酸彻底水解的产物是磷酸、五碳糖和碱基，噬菌体和烟草花叶病毒的遗传物质彻底水解后，产物中种类相同的是(　　)
A．磷酸　　　　　　　 B．碱基
C．磷酸和五碳糖 D．磷酸、五碳糖和碱基
[答案]A　
[解析] 噬菌体和烟草花叶病毒的遗传物质分别是DNA和RNA，因此它们彻底水解的产物中只有磷酸是相同的。 第1节 │ 典例类析?　类型二　DNA复制、转录、翻译的比较
DNA复制、转录和翻译的比较第1节 │ 典例类析第1节 │ 典例类析第1节 │ 典例类析例2　图4－1－2中甲、乙分别表示细胞内的两个生理过程，请分析回答下列问题。
(1)在生物体内图甲所示的生理过程是________，进行的主要场所是________，所需要的原料是__________，产物为______。图4－1－2第1节 │ 典例类析(2)图乙所示的生理过程是________，进行的场所是_______，所需的原料约有________种，其结构通式可以表示为_______。
(3)图甲中碱基2是________。图乙中的Ⅰ是________。若其上的三个碱基为UAC，则对应的e链上的三个碱基(序列)是________，它们构成一个______________。
(4)从化学成分角度分析，图乙中结构Ⅱ与以下哪一项的化学组成最相似(　　)
A．黄色短杆菌 B．T2噬菌体
C．染色体 D．烟草花叶病毒第1节 │ 典例类析[答案](1)转录　细胞核　核糖核苷酸　RNA
(2)翻译　核糖体　20　
(3)U　tRNA　AUG　密码子　(4)D
[解析] (1)由图甲可知，以解旋的DNA的一条链为模板，合成一条子链，可判断该过程是转录，进行的主要场所是细胞核，所需原料是四种游离的核糖核苷酸，合成的产物是RNA。(2)由图乙生理过程判断，该过程是翻译，进行的场所是核糖体，所需原料是氨基酸，主要种类约有20种。(3)转录过程中与A配对的碱基是U(尿嘧啶)，翻译过程中识别mRNA上密码子的是tRNA，tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子互补配对，配对方第1节 │ 典例类析式是A—U，U—A，G—C，C—G。(4)乙图中结构Ⅱ表示核糖体，它是由蛋白质和RNA组成的，与烟草花叶病毒成分最为相似。
[点评] 解答此题关键是能够准确结合图像理解DNA复制、转录和翻译的过程，分析出各个字母和符号的意义，做出正确的解答。第1节 │ 典例类析变式　图4－1－3为真核细胞中多聚核糖体合成蛋白质的示意图，下列说法正确的是(　　)
A．该过程的模板是脱氧核糖核苷酸，原料是20种游离的氨基酸
B．4条多肽链中氨基酸的顺序不一定相同
C．最终合成的肽链②③④⑤在结构上各不相同
D．合成①的场所主要在真核细胞的细胞核，⑥的形成与核仁有关图4－1－3第1节 │ 典例类析[答案]D　
[解析] 该图是翻译过程，模板应该是mRNA，合成的四条多肽链是完全一样的，因为它们的模板都是这一条mRNA，①是mRNA，主要在细胞核中合成，⑥是核糖体，核糖体的形成和核仁有关。
第1节 │ 典例类析?　类型三　遗传信息、密码子和反密码子的比较
1．遗传信息
(1)通常指基因(或DNA)中的控制遗传性状的脱氧核苷酸(或碱基)的排列顺序。
(2)对于某个基因来说，其中的碱基对的数目、种类、排列顺序正常情况下是固定不变的。
(3)不同的基因之间碱基对的种类、数目、排列顺序是各不相同的。这样既保证了遗传信息的稳定性，又保证了遗传信息的多样性。第1节 │ 典例类析2．密码子
(1)概念：mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻碱基，决定氨基酸的排序。
(2)特点：①一个密码子，决定一个特定的氨基酸；②一种氨基酸可能对应几种密码子(简并性)。在一定程度上能防止由于碱基的改变而导致的遗传信息的改变。③有3个终止密码子，没有对应的氨基酸，所以，在64个遗传密码子中，能决定氨基酸的遗传密码子只有61个。④通用性：地球上几乎所有的生物共用一套密码子。第1节 │ 典例类析3．反密码子
(1)概念：与mRNA中的密码子互补的tRNA一端的3个碱基，起识别密码子的作用。
(2)特点：①反密码子的碱基与相应的DNA链上碱基相同，只是DNA链上的碱基T在反密码子上为U；②反密码子共61种，与61种决定氨基酸的密码子相对应。
4．图示DNA上遗传信息、密码子、反密码子的对应关系第1节 │ 典例类析5．联系
(1)遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序，通过转录，使遗传信息传递到mRNA的核糖核苷酸的排列顺序上。
(2)mRNA的密码子直接控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序，反密码子则起到翻译的作用。第1节 │ 典例类析例3　[2010·天津卷]根据下表中的已知条件，判断苏氨酸的密码子是(　　)
A．TGU　　 B．UGA　 　C．ACU　　 D．UCU第1节 │ 典例类析[答案]C　
[解析] 首先要明确tRNA和mRNA之间碱基互补，mRNA和DNA模板链之间碱基互补，由tRNA的最后一个碱基为A，可以判断mRNA上对应碱基为U，所以B错；密码子上不可能出现T，所以A错；如果密码子是UCU，由第一个碱基U可以判断DNA上面的链为模板链，由第二个碱基C可以判断DNA下面的链为模板链，二者矛盾，所以D错。
[点评] 密码子由DNA的一条链转录而来，而密码子又与tRNA上的反密码子互补配对，解答本题的关键是三者碱基互补配对的关系。第1节 │ 典例类析变式　1967年科学家破译了全部的遗传密码子。关于遗传密码或遗传密码子的叙述正确的是(　　)
A．遗传密码子是DNA上能够决定一个氨基酸的3个相邻的碱基
B．人和细菌共用一套遗传密码子
C．因为有20种氨基酸，所以遗传密码子也一定有20种
D．遗传密码子的形成主要是在核糖体上第1节 │ 典例类析[答案]B　
[解析] 遗传密码子在mRNA上，故A错；同一种氨基酸可以由1种或者多种密码子决定，决定20种氨基酸的密码子共有61种，故C错；遗传密码子的形成主要在细胞核中，故D错。
第1节 │ 典例类析?　类型四　基因表达中相关数量计算
1．基因中碱基数与mRNA中碱基数的关系
转录时，组成基因的两条链中只有一条链能转录，另一条链则不能转录。因为基因为双链结构而mRNA为单链结构，因此转录形成的mRNA分子中碱基数目是基因中碱基数目的1/2。
2．mRNA中碱基数与氨基酸的关系
翻译过程中，信使RNA中每3个碱基决定一个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中的氨基酸数目是信使RNA碱基数目的1/3。
综上可知：蛋白质中氨基酸数目＝tRNA数目＝1/3 mRNA碱基数目＝1/6DNA(或基因)碱基数目。第1节 │ 典例类析3．计算中“最多”和“最少”的分析
(1)翻译时，mRNA上的终止密码子不决定氨基酸，因此准确地说，mRNA上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。
(2)基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些。
(3)在回答有关问题时，应加上最多或最少等字。如：mRNA上有n个碱基，转录产生它的基因中至少有2n个碱基(基因中有的片段不转录)，该mRNA指导合成的蛋白质中最多有n/3个氨基酸。
(4)蛋白质中氨基酸的数目＝肽键数＋肽链数(肽键数＝缩去的水分子数)。第1节 │ 典例类析例4　已知一个蛋白质由两条多肽链组成，连接氨基酸的肽键共有198个，翻译该蛋白质的mRNA中有A和G共250个，则转录该mRNA的基因中C和T不少于(　　)
A．200个 B．400个
C．600个 D．800个第1节 │ 典例类析[答案]C　
[解析] 根据已知条件可知该蛋白质由200个氨基酸组成，则mRNA中至少有600个碱基，转录该mRNA的基因至少有1 200个碱基，而双链DNA中C和T占碱基总数的一半，故转录该mRNA的基因中C和T不少于600个。 第1节 │ 典例类析变式　若DNA分子中有1 000个碱基对，则由它所控制形成的信使RNA中含有的密码子个数和合成的蛋白质中氨基酸种类最多不超过(　　)
A．166和55 B．166和20
C．333和111 D．333和20第1节 │ 典例类析[答案]D　
[解析] 由于DNA分子中碱基对的数目和mRNA中碱基个数及相应蛋白质中氨基酸的个数的比值是3∶3∶1，mRNA中一个密码子含3个碱基，所以mRNA中密码子个数是1 000/3，不超过333个。由于合成蛋白质的氨基酸共有20种，所以合成的蛋白质中氨基酸种类不超过20种。 第1节 │ 正误立判1．RNA有mRNA、tRNA和rRNA三种，都可作为基因表达的媒介。(　　)
[答案]√
2．转录主要发生在细胞核中，DNA的两条链同时作模板。(　　)
[答案]×
3．转录的原料是4种核糖核苷酸，需要解旋酶和DNA聚合酶。(　　)
[答案]× 正误立判第1节 │ 正误立判4．密码子位于mRNA上，是由三个相邻碱基组成，与氨基酸是一一对应关系。(　　)
[答案]×
5．mRNA上决定一个氨基酸的一个密码子的一个碱基发生替换，则识别该密码子的tRNA的种类及转运的氨基酸的种类都会发生改变。(　　)
[答案]×　
[解析] 密码子中一个碱基发生替换，对应的tRNA的种类发生变化，但氨基酸的种类不一定变化。 第2节　基因对性状的控制第2节　基因对性状的控制第2节 │ 三维目标1．知识与技能
(1)理解中心法则并绘制图解。
(2)举例说明基因、蛋白质与性状的关系。
2．过程与方法
(1)采用资料分析的方法，让学生亲身感受科学发展的过程。
(2)分析现象和证据，归纳遗传现象背后隐藏的规律。
(3)学习对遗传现象提出假说并能作出合理解释。三维目标第2节 │ 三维目标3．情感、态度与价值观
(1)认同科学理论总是在不断发展完善中逐步接近真理。
(2)激发探索生命奥秘的向往之情，培养学生的探索精神和创新意识。第2节 │ 重点难点[重点]
理解中心法则并绘制图解。
[难点]
(1)染色体、DNA和基因三者之间的关系。
(2)基因、蛋白质与性状的关系。重点难点第2节 │ 教学建议 本节课的主要内容是“中心法则的提出和发展”和“基因、蛋白质与性状的关系”。在处理这部分内容时，首先按照学生所学知识的顺序，在回顾基因指导蛋白质合成后，提出基因如何通过控制蛋白质的合成从而控制生物的性状的问题，既激发学生的求知欲又自然地切入话题：基因、蛋白质与性状的关系。最后研究讨论中心法则内容，使学生在对前面基础知识较全面了解以后的基础上，有利于对遗传信息的传递方向的归纳总结。教学建议第2节 │ 教学建议 依照课标倡导探究性学习的理念，结合教学目标和学生特点，引导学生采用提问、分析资料、观看动画、比较、自学、表达与交流等学习方法，力图改变学生被动单一接受的学习方式；其次，运用归纳法引导学生总结基因、蛋白质与性状三者的关系。归纳法是人们用来发现新知识的一种重要的初级的思维方法，它能帮助人们在大量观察、实验的基础上，从认识个别和特殊的事实中，逐步扩大到认识事物的一般规律，从经验的事实中找出普遍的特征。第2节 │ 新课导入[导入一]
【情境导入】 同学们，请大家看大屏幕上的全家福照片以及该对夫妇的女儿的照片，看他们的女儿可爱吗？长得跟谁像？哪些地方像呢？
学生：相互讨论并回答问题。
教师：像同学们看到的那样，孩子有些地方像她父亲和她母亲，有些地方不像他俩。生物学上把这种亲子间的相似性称为遗传，亲子间和子代个体之间的差异叫做变异。
教师：其实生活中还有很多遗传和变异的实例，我们一起来判断一下。新课导入第2节 │ 新课导入展示：种瓜得瓜，种豆得豆(遗传)；一猪生九仔，连母十个样(变异)；龙生龙，凤生凤，老鼠的儿子会打洞(遗传)；科学家把千年古莲子培育出莲花，这些莲花跟现代莲花既有相同地方，又有差异(遗传和变异)。
教师引导学生总结：
亲子间的相似性(遗传)，
亲子间和子代个体间的差异(变异)。
教师：人们对遗传和变异的认识，是从性状开始的，那这节课我们就一起来学习第2节：基因对性状的控制第2节 │ 新课导入[导入二]
教师投影展示家庭成员性状调查表，学生拿出自己完成的调查表。
师生互动：统计数据，发现规律。提出生物的遗传和变异现象和概念。指出调查表中的各项调查内容，在生物学上属于生物的性状。
附家庭成员性状调查表：第2节 │ 新课导入
设计意图：课前安排的调查活动有助于学生学习能力的提高和学习方法的掌握，借此进一步提高学生的学习兴趣。此外，还提供了学生与家长的情感交流，促进亲子关系。同时为本节课的问题探讨提供了很多较好的素材。第2节 │ 新课导入观看录像：了解人的各种遗传性状。
提出问题：什么是生物的性状？
引导学生继续观察、思考，总结出性状的概念和相对性状的概念。
学生活动：观察几种生物的性状。同一生物体细胞来自同一受精卵的有丝分裂，所含的核DNA相同，图4－2－1中一株水毛茛水中叶片和水上叶片细胞的细胞核内DNA是相同的，但是在水中部分的叶片
和水上部分的叶片的形状不同，可见环境
影响了基因的表达，从而影响了生物的性
状。第2节 │ 新课感知新课感知图4－2－1一、中心法则的提出及发展
1．提出者：1957年，__________提出中心法则。
2．内容：(1)遗传信息可以从________流向________，即自我复制。
(2)也可以从DNA流向________，进而流向________，即遗传物质的转录和翻译。
(3)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________。第2节 │ 自主探究自主探究克里克 DNA DNA RNA 蛋白质 蛋白质 RNA DNA 3．发展：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。
[想一想] DNA病毒内不含RNA，其遗传信息的传递是否遵循中心法则的内容？为什么？
[答案] 遵循，因为DNA病毒是把自身的遗传物质注入宿主细胞中，然后利用宿主细胞生物原料进行DNA的复制和蛋白质的翻译。第2节 │ 自主探究RNA DNA 二、基因、蛋白质与性状的关系
1．间接控制：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．直接控制：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________。第2节 │ 自主探究酶 性状 酪氨酸酶 蛋白质 跨膜蛋白 缺失 结构 3．基因与性状的关系：
(1)关系：基因与性状的关系并不是简单的________关系。
(2)实例：例如人的身高可能由________基因决定的，其中每一个基因对身高都______一定的作用。同时，身高也不是完全是由________决定的，后天的________和__________也有重要作用。
(3)调控网络：基因与________、基因与__________、基因与________之间存在着复杂的____________，这种相互作用形成了一个____________的网络，精细地调控着生物体的性状。第2节 │ 自主探究线性 多个 有 基因 营养 体育锻炼 基因 基因产物 环境 相互作用 错综复杂 [想一想] DNA上的基因都能表达出其所控制的性状吗？
[答案] 不一定，如杂合子个体表现的是显性基因所控制的性状。第2节 │ 自主探究三、细胞质基因
细胞质基因指的是细胞核以外的________中的基因。________和________中的DNA都能够进行半自主自我复制，并通过________和________控制某些蛋白质的合成。如线粒体疾病就是由线粒体________缺陷引起的，这种遗传病只能通过________遗传给后代。第2节 │ 自主探究细胞质 线粒体 叶绿体 转录 翻译 DNA 母亲 第2节 │ 典例类析典例类析?　类型一　对中心法则的理解
1．内容图解
2．中心法则体现DNA的功能
(1)对遗传信息的传递功能：通过DNA复制完成的，发生在亲代产生的生殖细胞或细胞增殖过程中。
(2)对遗传信息的表达功能：通过转录和翻译完成，发生在个体发育过程中。第2节 │ 典例类析3．中心法则几个过程的比较
第2节 │ 典例类析第2节 │ 典例类析4. 中心法则各过程的适用范围
(1)DNA生物(包括原核生物、真核生物和DNA病毒)
(2)RNA生物(RNA病毒)
第2节 │ 典例类析例1　如图4－2－2所示，下列有关叙述中，不正确的是(　　)
A．甲是DNA，乙为RNA，此过程要以甲为模板，酶为RNA聚合酶
B．甲是DNA，乙为DNA，此过程要以甲为模板，酶为DNA聚合酶
C．甲是RNA，乙为DNA，此过程为转录，原料为脱氧核苷酸
D．甲是RNA，乙为蛋白质，此过程为翻译，原料为氨基酸图4－2－2第2节 │ 典例类析[答案]C　
[解析] 读题可知：(1)容器内有ATP、酶和原料；(2)甲为加入的模板物质，乙为产物。要判断容器内发生的具体反应过程，必须先明确模板、原料、产物中的两项，再根据中心法则内容进行逐项分析。选项A，甲是DNA，乙为RNA时应为转录过程，需要以DNA为模板、核糖核苷酸为原料、RNA聚合酶为催化剂；选项B，甲是DNA，乙为DNA，表示DNA复制，需要DNA为模板、脱氧核苷酸为原料、DNA聚合酶为催化剂；选项C，甲是RNA，乙为DNA，表示逆转录，原料是脱氧核苷酸、RNA为模板，需要逆转录酶；选项D，甲是RNA，乙为蛋白质，表示翻译过程，RNA是模板、氨基酸为原料。第2节 │ 典例类析[点评] 本题考查遗传信息传递中各过程的判断。解答此类题需牢记各过程的原料、模板和所需酶的种类。第2节 │ 典例类析变式　提取双尾鳍鲫鱼卵细胞细胞质中的RNA，将它注射到单尾鳍鲫鱼的受精卵中，此后有部分受精卵发育成具双尾鳍性状的鱼。在此过程中，遗传信息的传递不包括(　　)
A．DNA以其中的一条链为模板合成RNA
B．按照mRNA密码子的排列顺序合成蛋白质
C．DNA按照碱基互补配对原则自我复制
D．以RNA为模板逆转录合成DNA
[答案]D　
[解析] 只有极少数的RNA病毒才具有逆转录过程，鲫鱼细胞内不可能存在此过程。第2节 │ 典例类析?　类型二　基因、蛋白质与性状的关系
1．三者之间的关系
(1)三者关系
①基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能单位。
②生物的性状是通过蛋白质体现的。
③基因通过控制蛋白质的合成来体现生物性状。第2节 │ 典例类析(2)三者关系图解
第2节 │ 典例类析2．基因控制性状的两条途径
第2节 │ 典例类析3．基因与性状的关系
第2节 │ 典例类析(3)影响基因控制性状的因素
一个基因能决定一种或多种性状，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。其关系如下：第2节 │ 典例类析点拨：基因的改变不仅仅引起生物单一性状的改变，并非是简单的一一对应关系，还存在“多因一效”“一因多效”的类型；基因的表达有时还会受基因表达产物的反馈调节；基因表达也会受到环境条件的影响，生物的性状是基因与环境条件共同作用的结果。
第2节 │ 典例类析例2　在豌豆粒中，由于控制合成淀粉分支酶的基因中插入外来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(　　)
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．基因可以通过控制蛋白质结构来控制生物性状
D．基因可以通过控制酶的合成控制生物性状第2节 │ 典例类析[答案]D　
[解析] 生物体的形态特征或生理特性叫做性状。基因可以通过控制蛋白质结构来控制生物性状或通过控制酶的合成控制生物性状。该事例说明基因可以通过控制酶的合成控制生物性状。
[点评] 解答本题要明确基因、蛋白质、环境和性状之间的关系。第2节 │ 典例类析变式　下列关于基因与性状关系的叙述，错误的是(　　)
A．一对相对性状可由一对基因控制也可由多对基因控制
B．基因可通过控制蛋白质的合成来控制生物的性状
C．隐性基因控制的性状在后代中不能得到表现
D．在相同条件下，基因型相同，表现型就相同第2节 │ 典例类析[答案]C　
[解析] 基因可以通过控制蛋白质结构来控制生物性状或通过控制酶的合成控制生物性状。基因与性状的关系并不是简单的线性关系。例如人的身高可能是由多个基因决定的，其中每一个基因对身高都有一定的作用，同时，身高也不是完全是由基因决定的，后天的营养和体育锻炼也有重要作用。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。
第2节 │ 正误立判1．克里克提出的中心法则只适用于真核生物。(　　)
[答案]×
2．DNA复制只发生在细胞分裂过程中，而转录和翻译则发生在任何时候。(　　)
[答案]√
3．RNA复制和逆转录发生在RNA病毒体内。(　　)
[答案]×　
[解析] 在病毒体内不会发生RNA复制和逆转录过程，该过程是在被病毒寄生的宿主细胞内进行的。 正误立判第2节 │ 正误立判4．一种基因只能控制一种性状，但一种性状可由多对基因控制。(　　)
[答案]×　
[解析] 有的基因可以控制多个性状，即多因一效现象。
5．基因型相同表现型不一定相同，表现型相同基因型也不一定相同。(　　)
[答案]√ 单元总结提升单元总结提升 单元总结提升 │ 知识网络知识网络?　类型一　对DNA组成、结构和功能的相关考查分析
DNA是生物的主要遗传物质，其组成、结构与功能是考查的重点，尤其是与RNA之间的比较备受命题人青睐，考试中是以图形的形式考查有关DNA(基因)上遗传信息的传递与表达相关知识，需要学生从时间、模板、酶、原料和碱基配对方式等方面进行综合分析比较。单元总结提升 │ 整合拓展整合拓展例1　[2012·安徽联考]如图2－T－1为基因控制蛋白质合成过程的示意图，有关该图的叙述不正确的是(　　) 单元总结提升 │ 整合拓展图2－T－1A．该图表示的是真核细胞内基因控制蛋白质合成的过程
B．图中的信使RNA是以DNA分子中的①链为模板转录而来
C．图中参与蛋白质合成的RNA只有信使RNA和转运RNA
D．图中蛋白质多肽链中肽键的形成部位是在核糖体单元总结提升 │ 整合拓展[答案]C　
[解析] 在图中很明显可以看到细胞核结构，因此该细胞是真核细胞，故A正确；mRNA以碱基A开头，根据碱基互补配对原则可知是以DNA的①链为模板转录来的，故B正确；在基因的表达过程中参与的RNA除了mRNA、tRNA外还有rRNA，故C错误；在核糖体上通过脱水缩合反应形成肽键将单个的氨基酸连接成多肽链，故D正确。 单元总结提升 │ 整合拓展变式　图2－T－2代表人体胰岛细胞中发生的某一过程，下列叙述错误的是(　　)
A．该过程发生的场所不一定是
细胞质基质
B．该过程合成的产物可能不是酶
C．该过程中不一定遵循碱基互补
配对原则
D．转运每种氨基酸的工具不一定有多种单元总结提升 │ 整合拓展图2－T－2[答案]C　
[解析] 该过程是蛋白质的合成过程，在人体内的核糖体上进行。该过程合成的产物可以是结构蛋白、分泌蛋白、酶等蛋白质。该过程遵循碱基互补配对原则。有的tRNA转运一种氨基酸，最多可以转运6种。 单元总结提升 │ 整合拓展?　类型二　与DNA分子相关计算的考查
1．DNA分子多样性的计算
DNA分子多样性与碱基的数目、种类和排列顺序有关，尤其是碱基的排列顺序，如由n个碱基对组成的DNA，其碱基排列顺序有4n种。
2．DNA分子中的碱基计算
(1)计算原则：碱基互补配对原则A＝T、C＝G、A＋G＝C＋T。单元总结提升 │ 整合拓展 (2)计算规律单元总结提升 │ 整合拓展③在双链DNA及其转录的RNA之间，有下列关系(设双链DNA中a链的碱基为A1、T1、C1、G1，b链的碱基为A2、T2、C2、G2)：单元总结提升 │ 整合拓展3．DNA复制过程中的相关计算
(1)计算原则：半保留复制。
(2)计算规律：一个双链DNA分子复制n次，形成的子代中含亲代DNA分子链的DNA共有两个，占子代DNA总数的比例为2/2n。
4．翻译过程中的相关计算
在涉及该部分内容的计算时，要注意题干中是否需要考虑终止密码及基因中不能转录的片段，如果题目中未作说明，一般按照以下规律计算：
DNA―→RNA―→氨基酸
　 6n　∶　3n　∶　n
(注6n：DNA碱基数、3n：RNA碱基数)单元总结提升 │ 整合拓展例2　[2011·上海卷]某双链DNA分子含有400个碱基，其中一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4。下列表述错误的是(　　)
A．该DNA分子的一个碱基改变，不一定会引起子代性状的改变
B．该DNA分子连续复制两次，需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸120个
C．该DNA分子中4种碱基的比例为A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7
D．该DNA分子中的碱基排列方式共有4200种单元总结提升 │ 整合拓展[答案]B　
[解析] 本题考查碱基互补配对的应用和基因突变等相关知识。由于突变不一定发生在生殖细胞和密码子具有简并性等原因，DNA分子中一个碱基改变，不一定引起子代性状的改变；由一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，可计算出该DNA分子中腺嘌呤脱氧核苷酸的数量为400×(3/10)/2＝60个，该DNA分子连续复制两次，需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸为60×3＝180个，故B错。由该DNA一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，且该DNA分子中A＝T、C＝G，从而得出该DNA分子中A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7。该DNA分子有200个碱基对，其排列方式有4200种。单元总结提升 │ 整合拓展[点评] 一般DNA分子中A与T配对、C与G配对，即碱基互补配对原则，并由此计算出该DNA分子中各种碱基的数目。注意在DNA复制时遵循半保留复制的原则，所以连续复制两次后，产生的4个子代DNA分子中，有两条链是亲代链，不需新合成。单元总结提升 │ 整合拓展变式　已知有1 000个碱基的一段单链mRNA分子中，腺嘌呤和尿嘧啶所占比例为20%，则转录mRNA的DNA中非模板链的胞嘧啶的数量最多是(　　)
A．1 200　　　　　 B．800
C．400 D．1 600单元总结提升 │ 整合拓展[答案]B　
[解析] 由于该mRNA是以DNA分子的一条链(模板链)为模板转录而来的，所以DNA分子的每条链上各有1 000个碱基。根据碱基互补配对原则得出：mRNA上G＋C与DNA中非模板链上的G＋C相等。由已知mRNA分子中，腺嘌呤和尿嘧啶所占比例为20%，得出A＋
U＝1 000×20%＝200，则G＋C＝1 000－200＝800，所以在一条链上胞嘧啶(C)最多为800。单元总结提升 │ 整合拓展1．[2012·江苏卷] 人类对遗传物质本质的探索经历了漫长的过程，下列有关叙述正确的是(　　)
A．孟德尔发现遗传因子并证实了其传递规律和化学本质
B．噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力
C．沃森和克里克提出在DNA 双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数
D．烟草花叶病毒感染烟草实验说明所有病毒的遗传物质是RNA单元总结提升 │ 体验高考体验高考[答案]B　
[解析]孟德尔通过假说－演绎法证明了遗传因子在亲子代间的传递规律，但受当时科学水平所限，他并没有证实遗传因子的化学本质。艾弗里所做的肺炎双球菌体外转化实验虽能证明肺炎双球菌的遗传物质不是蛋白质而是DNA，但因为在提取DNA时还不能将其中的0.02%的蛋白质去掉，受到当时一些科学家的质疑。噬菌体侵染细菌实验则能证明噬菌体的遗传物质是没有掺杂任何蛋白质的DNA，因此比艾弗里的实验更具说服力。在DNA的双螺旋结构中嘧啶数总是等于嘌呤数。烟草花叶病毒感染烟草实验只能证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，不能证明其他病毒的遗传物质是什么。单元总结提升 │ 体验高考2．[2012·福建卷] 双脱氧核苷酸常用于DNA测序，其结构与脱氧核苷酸相似，能参与DNA的合成，且遵循碱基互补配对原则。DNA合成时，在DNA聚合酶作用下，若连接上的是双脱氧核苷酸，子链延伸终止；若连接上的是脱氧核苷酸，子链延伸继续。在人工合成体系中，有适量的序列为GTACATACATG的单链模板、胸腺嘧啶双脱氧核苷酸和4种脱氧核苷酸。则以该单链为模板合成出的不同长度的子链最多有(　　)
A．2种　　 　B．3种　　 　C．4种　　 　D．5种单元总结提升 │ 体验高考[答案]D　
[解析]考查有关DNA分子复制和碱基互补配对的运用。根据题意，胸腺嘧啶双脱氧核苷酸也可和单链模板上的腺嘌呤脱氧核苷酸进行配对，但子链延伸终止。在该模板上共有4个腺嘌呤脱氧核苷酸，这样，可能在第1、2、3、4个腺嘌呤脱氧核苷酸的位点上发生胸腺嘧啶双脱氧核苷酸与单链模板上的腺嘌呤脱氧核苷酸进行配对，也可形成不含胸腺嘧啶双脱氧核苷酸的子链，所以总共有5种不同长度的子链。单元总结提升 │ 体验高考3．[2012·安徽卷] 图2－T－3所示细胞内某些重要物质的合成过程。该过程发生在(　　)
A．真核细胞内，一个mRNA分子上结合
多个核糖体同时合成多条肽链
B．原核细胞内，转录促使mRNA在核糖体
上移动以便合成肽链
C．原核细胞内，转录还未结束便启动遗传信息的翻译
D．真核细胞内，转录的同时核糖体进入细胞核启动遗传信息的翻译单元总结提升 │ 体验高考图2－T－3[答案]C　
[解析]本题考查真核细胞与原核细胞中DNA的表达过程，考查学生对真核细胞与原核细胞结构的理解。由图可知，该细胞正在同时进行转录和翻译，真核细胞中核内DNA的转录在细胞核内进行，翻译在细胞质中的核糖体上进行，转录和翻译不能同时发生，A、D项错误；翻译时核糖体沿着mRNA移动而不是mRNA在核糖体上移动，B项错误；原核细胞的转录和翻译不存在时间和空间限制，可以同时进行，C项正确。单元总结提升 │ 体验高考4．[2011·江苏卷] 关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是(　　)
A．分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体
B．分别用35S和32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，进行长时间的保温培养
C．用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致
D．32P、35S标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质单元总结提升 │ 体验高考[答案]C　
[解析]A项噬菌体为病毒营活细胞寄生，不能直接用普通培养基培养；B项保温时间不能过长，否则子代噬菌体从细菌中释放，而导致上清液中也含有大量放射性；C项若搅拌不充分，可能是部分35S标记噬菌体附着在细菌表面而使沉淀物中也有少量放射性；D项，实验中蛋白质没有进入到细菌内部，不能说明蛋白质不是遗传物质。
[点评] 本题考查对噬菌体侵染实验的理解和分析。解答时要注意噬菌体为活细胞寄生，只能用活体培养基培养；标记的噬菌体有两组，一组用35S标记，另一组用32P标记；在实验中要注意保温的时间，否则会导致实验失败。单元总结提升 │ 体验高考5. [2011·安徽卷] 甲、乙图示真核细胞内两种物质的合成过程，下列叙述正确的是(　　)
A．甲、乙所示过程通过半保留方式进行，合成的产物是双链核酸分子
B．甲所示过程在细胞核内进行，乙在细胞质基质中进行
C．DNA分子解旋时，甲所示过程不需要解旋酶，乙需要解旋酶
D．一个细胞周期中，甲所示过程在每个起点只起始一次，乙可起始多次单元总结提升 │ 体验高考图2－T－4[答案]D　
[解析]甲图以DNA两条单链为模板，而乙以一条链为模板，且产物是一条链，确定甲图表示DNA复制，乙图表示转录。转录不是半保留方式，产物是单链RNA，A选项错误；真核细胞的DNA复制可以发生在细胞核、线粒体及叶绿体中，B选项错误；DNA复制过程解旋需要解旋酶，C选项错误；一个细胞周期DNA只复制一次，但要进行大量的蛋白质合成，所以转录多次发生，D选项正确。
[点评] 本题考查真核生物的DNA复制和转录。单元总结提升 │ 体验高考6．[2010·江苏卷] 铁蛋白是细胞内储存多余Fe3＋的蛋白，
铁蛋白合成的调节与游离的Fe3＋、铁调节蛋白、铁应答元件等有关。铁应答元件是位于铁蛋白mRNA起始密码上游的特异性序列，能与铁调节蛋白发生特异性结合，阻遏铁蛋白的合成。当Fe3＋浓度高时，铁调节蛋白由于结合Fe3＋而丧失与铁应答元件的结合能力，核糖体能与铁蛋白mRNA一端结合，沿mRNA移动，遇到起始密码后开始翻译(如图2－T－5所示)。回答下列问题：单元总结提升 │ 体验高考单元总结提升 │ 体验高考图2－T－5(1)图中甘氨酸的密码子是______________，铁蛋白基因中决定“ ”的模板链碱基序列为________________。
(2)Fe3＋浓度低时，铁调节蛋白与铁应答元件结合干扰了___________，从而抑制了翻译的起始；Fe3＋浓度高时，铁调节蛋白由于结合Fe3＋而丧失与铁应答元件的结合能力，铁蛋白mRNA能够翻译。这种调节机制既可以避免________对细胞的毒性影响，又可以减少____________。
(3)若铁蛋白由n个氨基酸组成，指导其合成的mRNA的碱基数远大于3n，主要原因是__________________________________。单元总结提升 │ 体验高考(4)若要改造铁蛋白分子，将图中色氨酸变成亮氨酸(密码子为UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG)，可以通过改变DNA模板链上的一个碱基来实现，即由________。
[答案] (1)GGU　 …CCACTGACC…　
(2)核糖体在mRNA上的结合与移动　Fe3＋　 细胞内物质和能量的浪费　
(3)mRNA两端存在不翻译的序列　
(4)C→A
单元总结提升 │ 体验高考[解析] (1)从图中可以看出，转运甘氨酸的tRNA上反密码子为CCA，所以密码子是GGU。…—甘—天—色—…的密码子为…GGUGACUGG…决定其的模板碱基序列为…CCACTGACC…。
(2)铁应答元件位于铁蛋白mRNA起始密码上游，其与铁调节蛋白结合，导致核糖体不能沿mRNA移动，从而无法进行翻译。Fe3＋对细胞有毒，铁蛋白能够储存多余的Fe3＋，这样就避免了Fe3＋对细胞的毒性影响，又可充分利用Fe3＋，减少物质和能量的浪费。
(3)mRNA两端(远离起始密码和终止密码)存在不翻译的序列，所以mRNA的碱基数远大于氨基酸数的3倍。单元总结提升 │ 体验高考[点评] 本题以图解形式考查DNA的转录和翻译过程，解答时要注意理解两过程的异同，尤其注意碱基排列顺序改变对翻译的影响。单元总结提升 │ 体验高考