【课堂新坐标，同步备课参考】2013-2014学年高中生物（中图版）必修2教师用书：第3单元第2章 基因对性状的控制
文档属性
| 名称 | 【课堂新坐标，同步备课参考】2013-2014学年高中生物（中图版）必修2教师用书：第3单元第2章 基因对性状的控制 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 10.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 中图版 | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2014-07-29 18:02:57 | ||
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文档简介
第二章 基因对性状的控制
第一节认识基因
(教师用书独具)
●课标要求
阐明基因的概念。
●课标解读
1．概述基因的概念及其发展。
2．举例说明基因的现代含义。
●教学地位
本节内容是联系细胞学和遗传的相关知识的枢 ( http: / / www.21cnjy.com )纽。深刻地理解基因与染色体的平行关系有助于学生理解生物物质基础、结构基础和功能三者之间的关系。在近三年的高考中，多以遗传系谱图、相关图表为知识载体，考查基因和染色体的位置关系及概率的计算等。
●教法指导
1．用现实生活中的例子和设计学生感兴趣的问题导入，激发学生的积极性和兴趣。
2．教学中注意对学生探究能力的培养，引导学生逐步的得出基因是有遗传效应的DNA片断。
3．注重核心概念的内涵和外延。如基因、染色体、遗传信息、脱氧核苷酸、碱基之间关系的提升。
4．为弥补学生自主学习的不足，可使用多媒体 ( http: / / www.21cnjy.com )课件帮助学生对知识进行归纳整理，使学生对知识有一个全面、系统、准确的了解，在头脑中形成系统的知识结构。
(教师用书独具)
●新课导入建议
资料展示：《美国人类基因学》期刊—人类可能 ( http: / / www.21cnjy.com )具有“聪明”基因；科学家发现人的某些基因可能会对人的智商产生影响！ 2005年7月澳大利亚昆士兰医学研究院的研究人员发现：“聪明”基因在人的第2和第6号染色体上。孟德尔的遗传规律中强调了遗传因子(基因)的变化，减数分裂中强调了染色体的变化，那么，它们有没有什么联系呢？
●教学流程设计
课前自主探究：阅读教材相关 ( http: / / www.21cnjy.com )内容，填写【课前自主导学】一、二，完成“思考交流”。 步骤1：情景导课：选择【新课导入建议】方式创设情景，激趣导出本课时课题。 步骤2：检测自学效果：分组抢答【正误判断】并进行校正。 步骤3：结合教材内容，分析传统观点对基因的认识及其局限性，讨论分析现代遗传学对基因的新认识。
步骤7：构建本课时知识网络，诵读【结论 ( http: / / www.21cnjy.com )语句】，课下完成【课时作业】。 步骤6：以【探究2】【名师点拨】将细胞减数分裂与遗传定律进行联系，完成【例2】的解题，分组作答【当堂双基达标】。 步骤5：思考【探究2】的【审题导思】，分析脱氧核苷酸、基因、DNA和染色体的关系，采取板书和课件展示相结合的形式展示，加深理解。 步骤4：从四个角度分析【名师点拨】基因的内涵，指导学生结合审题导析完成【例1】的解题。
步骤8：作业：课下独立完成摩尔根果蝇杂交试验及验证试验的遗传图解。
课 标 解 读 重 点 难 点
1.概述基因的概念及其发展。2．举例说明基因的现代含义。 脱氧核糖核苷酸、基因、DNA和染色体之间的关系。(重点)
“基因”概念的发展
1.“基因”的提出
(1)1865年，孟德尔提出生物的某种性状是由“遗传因子”决定的。它具有世代相传和决定遗传表达两个基本属性。
(2)1909年，丹麦遗传学家约翰逊提出“基因”这个名词，其含义与“遗传因子”完全一致。
2．基因概念的发展
(1)摩尔根的研究成果
通过对果蝇的研究证实了：
①基因存在于染色体上。
②一条染色体上含有许多基因。
③基因在染色体上呈线性排列。
(2)艾弗里等的研究成果
最终证实：基因的本质是DNA。基因是DNA分子上的一段核苷酸序列，是遗传的功能单位，可编码一段肽链或者编码一段RNA。
(3)雅各布和莫诺的研究成果
研究大肠杆菌的乳糖代谢调节机制试验 ( http: / / www.21cnjy.com )证明：基因是可分的，从功能上可以把基因分为编码蛋白质的结构基因，以及负责调节其他基因功能的调节基因和起调控作用的启动基因、操纵基因。
1．控制植物开红花的基因能决定人皮肤的性状吗？
【提示】 不能。二者DNA的碱基序列不同，代表的遗传信息也不相同。
基因的现代含义
1.基因的结构特点
(1)断裂基因
大多数真核生物的基因的编码序列是不 ( http: / / www.21cnjy.com )连续的，而是被不编码的序列隔开，称为断裂基因。其中的编码序列称为外显子，非编码序列称为内含子。断裂基因往往由一些交替存在的外显子和内含子构成。
(2)重叠基因
指两个基因共用一段重叠的核苷酸序列。
(3)可动基因
在染色体上通过某种方式从一个位置转移到另外一个位置的基因，称为可动基因，也叫做转座因子。
2．基因的概念
基因是遗传的基本物质和功能单位，它携带了逐代传递的信息，是组成一个转录区域和转录调节的一段DNA序列。
2．是否DNA上任何一段脱氧核糖核苷酸序列都可称为一个基因？为什么？
【提示】 不是。基因是有遗传效应的DNA序列。
1．基因都位于染色体上。(×)
【提示】 基因主要位于染色体上，还有染色体外基因。
2．基因的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸。(√)
3．构成基因的碱基总数与DNA分子的碱基总数相等。(×)
【提示】 基因碱基数只占DNA分子碱基的一部分。
4．细胞中所有的基因均会表达为一定的产物。(×)
【提示】 不一定，要在特定时间、特定空间才会表达为一定的产物。
基因的现代含义
【问题导思】
①传统观点对基因的认识是怎样的？有何局限性？
②现代对基因是如何定义的？
1．传统观点对基因的认识及其局限性
(1)每一个结构基因是一段连续的DNA序列，一定的DNA序列对应着一定的氨基酸序列。
局限性：大多数真核生物的基因的编码序列在DN ( http: / / www.21cnjy.com )A分子上不是连续排列的，而是被不编码的序列隔开，称为断裂基因，由交替存在的内含子(非编码序列)和外显子(编码序列)构成。
(2)基因是互不沾染、单个分离的实体。
局限性：在许多原核生物和一些真核生物中发现有两个基因共用一段重叠的核苷酸序列的现象，即重叠基因。
(3)基因在染色体上的位置是固定的。
局限性：绝大多数基因在染色 ( http: / / www.21cnjy.com )体上的位置是固定的，但有些基因在染色体上的位置是可以移动的，可以通过某种方式从一个位置转移到另外一个位置，称作可动基因，也叫转座因子。
2．现代遗传学对基因的认识
(1)现代基因概念
基因是遗传的基本物质和功能单位，它携带了逐代传递的信息，是组成一个转录区域和转录调节的一段DNA序列。
(2)基因概念的含义
①基因在绝大多数生物中是 ( http: / / www.21cnjy.com )有遗传效应的DNA序列，这些序列是遗传信息的物质载体，可表达为一定的产物如蛋白质或RNA，传递着支配生命活动的指令。
②所有生物的生命活动无不直接或间接地在 ( http: / / www.21cnjy.com )基因控制之下，基因既是构建生命和生命活动及其多样性的基本因子，又是用于人工操作改造生命属性的基本元件。
基因的内涵
1．功能上，是遗传物质的结构和功能的基本单位。
2．本质上，是有遗传效应的DNA序列。
3．结构上，含有特定遗传信息的脱氧核糖核苷酸序列。
4．位置上，在染色体上有特定的位置，呈线性排列。
下列关于基因结构的认识中，正确的是( )
A．小麦细胞基因的编码区中存在非编码序列
B．花生细胞基因结构中内含子存在于编码区中，是能编码蛋白质的序列
C．不同生物中的基因结构基本相同
D．乳酸菌与酵母菌基因结构中，都存在外显子和内含子
【审题导析】 解答本题应明确以下几点：
(1)原核生物和真核生物编码区不同。
(2)基因的现代含义。
(3)不同基因间的区别之处。
【精讲精析】
选项 分析判断
A 小麦细胞为真核细胞，其编码区中存在着非编码的序列，A项正确
B 真核细胞的编码区中含有内含子和外显子，外显子能编码蛋白质序列，B项错误
C 不同生物中的基因结构是不同的，主要表现在核苷酸的数目和排列顺序上，C项错误
D 乳酸菌是原核生物，其基因结构不含有内含子，D项错误
【答案】 A
脱氧核糖核苷酸、基因、DNA和染色体的关系
【问题导思】
①基因、DNA和染色体间的结构层次由小到大是如何排列的？
②基因在染色体上是如何排列的？
1．基因与脱氧核糖核苷酸的关系
(1)基因的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸。
(2)基因中脱氧核糖核苷酸的排列顺序称为遗传信息。
(3)基因中脱氧核糖核苷酸的排列顺序的多样性决定了基因的多样性。
2．基因与DNA的关系
(1)基因是有遗传效应的DNA序列，每个DNA分子上有许多个基因。一个DNA分子上的碱基总数大于该DNA分子上所有基因上的碱基数之和。
(2)基因具有遗传效应是指其能控制生物的性状。基因是控制生物性状的结构和功能的基本单位，特定的基因控制特定的性状。
3．DNA与染色体的关系
染色体主要由DNA和蛋白质构成。通常情况下一条染色体上含有1个DNA分子，染色体是DNA的主要载体。
4．基因与染色体的关系
(1)基因在染色体上呈线性排列。
(2)染色体是基因的主要载体，但不是唯一载体，如线粒体、叶绿体中也有少量的DNA，也是基因的载体。
5．四者之间的数量关系
1条染色体DNA分子基因脱氧核糖核苷酸。
基因的行为并不都遵循孟德尔遗传规律
1．并不是所有的非等位基因都遵循基因自由组合规律，只有非同源染色体上的非等位基因遵循自由组合规律。
2．并不是真核生物中所有的基因都遵循孟德尔的遗传规律，叶绿体、线粒体中的基因都不遵循遗传规律。
3．原核生物中的基因都不遵循孟德尔遗传规律。
下图表示基因、DNA和染色体之间的关系。1、2、3、4分别表示( )
A．胸腺嘧啶、启动基因和操纵基因、内含子、外显子
B．尿嘧啶、非编码区、外显子、内含子
C．胸腺嘧啶、非编码序列、外显子、内含子
D．尿嘧啶、启动基因和操纵基因、内含子、外显子
【审题导析】 解答本题须明确以下几点：
(1)染色体只存在于真核细胞的细胞核中，主要由DNA分子和蛋白质分子组成。
(2)DNA分子上具有遗传效应的片段是基因。
(3)真核生物基因的种类。
【精讲精析】 图示中1是构成脱氧核糖核 ( http: / / www.21cnjy.com )苷酸的成分，所以是胸腺嘧啶T,2是启动基因和操纵基因。3和4构成结构基因，4编码蛋白质，说明是外显子，3是内含子。
【答案】 A
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
结 论 语 句
1．一条染色体上有许多基因，基因在染色体上呈线性排列。
2．基因是有遗传效应的DNA序列。
3．依据功能可把基因分为结构基因、调节基因、启动基因和操纵基因。
4．依据结构特点可把基因分为断裂基因、重叠基因和可动基因。
1．下列各项中，属于“遗传因子”的基本属性的是
( )
①世代相传 ②决定遗传表达 ③由DNA片段组成
A．①③ B．②③
C．①② D．①②③
【解析】 孟德尔认识到“遗传因子”具有两个基本属性：“遗传因子”是世代相传的；“遗传因子”是决定遗传表达的。
【答案】 C
2．(2012·延安高一检测)根据下图所示，下列相关叙述正确的是( )
A．非编码序列是外显子，编码序列是内含子
B．启动基因没有遗传效应
C．结构基因有三个内含子和四个外显子
D．结构基因有三个外显子和四个内含子
【解析】 基因是具有遗传效应的DN ( http: / / www.21cnjy.com )A序列。图示为真核生物的基因，结构基因中的编码序列称为外显子，非编码序列称为内含子。图示结构基因中有四个外显子，三个内含子。
【答案】 C
3．绝大多数基因在染色体上的位置是固定不 ( http: / / www.21cnjy.com )变的，但有些基因可以通过某种方式从一个位置转移到另外一个位置，这些能在染色体上移动位置的基因称为( )
A．断裂基因 B．重叠基因
C．转座因子 D．操纵子
【解析】 断裂基因是指绝大多数真核生 ( http: / / www.21cnjy.com )物的基因的编码序列在DNA分子上不是连续的，而是被不编码的序列隔开。重叠基因是许多原核生物和真核生物中有两个基因共用一段重叠的核苷酸序列的现象。可动基因也称为转座因子。
【答案】 C
4．细胞内与遗传有关的物质，从复杂到简单的结构层次是( )
A. DNA→染色体→脱氧核糖核苷酸→基因
B．染色体→脱氧核糖核苷酸→DNA→基因
C. DNA→染色体→基因→脱氧核糖核苷酸
D．染色体→DNA→基因→脱氧核糖核苷酸
【解析】 染色体是DNA的主要载体，基因是具有遗传效应的DNA片段，基因是由脱氧核糖核苷酸组成的。
【答案】 D
5．比德尔和泰特姆曾经以链孢霉为材料进 ( http: / / www.21cnjy.com )行了下面的实验，选择三种不能合成精氨酸的链孢霉突变菌株，分别培养在不同的培养基上，培养基成分和生长情况如下表所示。
培养基菌株 基本培养基 添加精氨酸的培养基 添加瓜氨酸的培养基 添加鸟氨酸的培养基
菌株Ⅰ － ＋ － －
菌株Ⅱ － ＋ ＋ －
菌株Ⅲ － ＋ ＋ ＋
野生型 ＋ ＋ ＋ ＋
(“＋”表示生长，“－”表示不生长)
(1)该实验的目的是探究________和________之间的关系。
(2)该实验过程遵守了实验设计的哪些原则？
________________________。
(3)请根据实验结果推断链孢霉合成精氨酸、鸟氨酸、瓜氨酸的合成顺序：__________________________。
(4)两位科学家通过本实验证明了什么问题？
_______________________________________。
【解析】 比德尔和泰特姆提出了 ( http: / / www.21cnjy.com )特定的酶的产生是由一个特定的基因负责的，即“一基因一酶说”。该实验中要注意遵循单一变量和对照原则，否则实验结果不具有说服力。由信息推出，有了精氨酸菌株Ⅰ才能生长，故精氨酸是菌株生长所必需的。有了瓜氨酸和精氨酸菌株Ⅱ都能生长，但只有鸟氨酸不能生长，故瓜氨酸能生成精氨酸。菌株Ⅲ有了精氨酸、瓜氨酸、鸟氨酸都能生长，故菌株Ⅲ鸟氨酸可以形成瓜氨酸。野生型有了三种氨基酸和基本原料都能生长，故原料可以产生鸟氨酸。最终总结精氨酸的形成途径是前体→鸟氨酸→瓜氨酸→精氨酸。
【答案】 (1)基因 酶
(2)对照原则和控制单一变量原则
(3)前体→鸟氨酸→瓜氨酸→精氨酸
(4)特定的酶的产生是由一个特定的基因负责的
一、选择题
1．(2013·济南期末)在人类探明基因神秘踪迹的历程中，最早证明基因位于染色体上的是( )
A．孟德尔的豌豆杂交实验
B．人类红绿色盲研究
C．萨顿的蝗虫实验
D．摩尔根的果蝇杂交实验
【解析】 孟德尔提出了“遗传因子”假说，萨顿通过类比推理把基因定位在染色体上，但最早证明基因位于染色体上的是摩尔根。
【答案】 D
2．下列关于基因的叙述中，正确的是( )
A．基因是DNA的基本组成单位
B．基因全部位于细胞核中
C．基因是遗传物质的功能和结构单位
D．基因是DNA上任意一个序列
【解析】 基因是有遗传效应的DNA序列，主要位于细胞核中；DNA的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸。
【答案】 C
3．下列关于基因的说法不正确的是( )
A．孟德尔提出了“遗传因子”的概念
B．比德尔和泰特姆提出了“一基因一酶说”
C．雅各布和莫诺认为基因是可分的
D．原核基因只有外显子，不含内含子
【解析】 本题考查基因概念的认识过程。 ( http: / / www.21cnjy.com )孟德尔提出了遗传因子的概念，实际指的就是基因。真核生物的基因的编码区有内含子、外显子之分，原核生物的基因的编码区是连续的，没有内含子和外显子之分。
【答案】 D
4．(2013·南通高一期末)下列有关基因的叙述，正确的是( )
A．基因是控制生物性状的结构单位和功能单位
B．经测定，一个由n个脱氧核糖核苷酸构成的DNA分子中，包含了m个基因，则每个基因的平均长度为n/2m个脱氧核糖核苷酸对
C．人体细胞内的基因全部位于染色体上
D．基因中脱氧核糖核苷酸的排列顺序就是遗传信息，只能通过减数分裂传递给后代
【解析】 基因是有遗传效应的DNA片段，是 ( http: / / www.21cnjy.com )控制生物性状的结构单位和功能单位。一个DNA分子上有许多个基因，但并非基因与基因紧密相连，那些没有遗传效应的DNA片段并不是基因，因此B项中基因的平均长度小于n/2m个脱氧核糖核苷酸对。人体细胞内的基因主要在染色体上，线粒体DNA分子上也有少量基因。有性生殖的生物通过减数分裂将遗传信息传递给下一代，无性生殖的生物通过有丝分裂将遗传信息传递给下一代。
【答案】 A
5．下列关于真、原核细胞的各种结构，有基因分布其中的是( )
①细胞核 ②核糖体 ③叶绿体 ④线粒体 ⑤拟核
⑥高尔基体 ⑦内质网 ⑧质粒
A．①③④⑤⑧ B．②③④⑤⑧
C．②⑥⑦ D．③④⑧
【解析】 核糖体、高尔基体、 ( http: / / www.21cnjy.com )内质网上不存在基因。D选项中③④⑧为染色体外基因，真核生物的基因主要分布于核内染色体上，原核生物的基因主要存在于拟核内大型环状DNA分子上。
【答案】 A
6.
(2012·济南高一检测)右图为大肠杆 ( http: / / www.21cnjy.com )菌DNA分子的基因结构示意图，其中a、b、c、d为能编码蛋白质的片段，e、f、g、h、i为不能编码蛋白质的片段，下列叙述不正确的是( )
A．a、b、c、d为结构基因
B．e、f、g、h、i不属于基因结构
C．e、f、g、h、i中有启动子
D．片段g可能是操作子
【解析】 原核生物(如大肠杆菌)的基因有编码区和非编码区之分，非编码区中有启动子和操作子，它们仍是基因部分结构。
【答案】 B
7．传统观点认为基因是互不沾染、单个分离的实体，下列现象能说明这一观点具有局限性的是( )
A．真核生物的结构基因是断裂基因，由内含子和外显子交替构成
B．许多原核生物和一些真核生物中发现有重叠基因
C．转座因子可以通过某种方式从一个位置转移到另外一个位置
D．基因不仅单独起作用，且各个基因之间还存在相互制约和调节的关系
【解析】 A是针对传统观点中的每一个结构基因是一段连续的DNA序列，C是针对传统观点中的基因在染色体上的位置是固定的。
【答案】 B
8．(2012·广州期末)下列关于基因和染色体关系的叙述，错误的是( )
A．染色体是基因的主要载体
B．基因在染色体上呈线性排列
C．一条染色体上有一个基因
D．体细胞(细胞核)中基因成对存在，染色体也成对存在
【解析】 基因和染色体存在明显的平行关 ( http: / / www.21cnjy.com )系，基因是有遗传效应的DNA片段，细胞中的DNA主要位于染色体上，此外在细胞质中的线粒体、叶绿体上也有少量的DNA，所以染色体是基因的主要载体。基因在染色体上呈线性排列，这也说明一条染色体上有多个基因。基因和染色体的平行关系还表现在体细胞(细胞核)中基因成对存在，染色体也成对存在。
【答案】 C
9．(2013·新乡高一期末)下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核糖核苷酸的说法，不正确的是( )
A．基因一定位于染色体上
B．基因在染色体上呈线性排列
C．四种脱氧核糖核苷酸的数目和排列顺序决定了基因的多样性和特异性
D．一条染色体上含有1个或2个DNA分子
【解析】 一般来讲，基因是具有遗传效应的 ( http: / / www.21cnjy.com )DNA片段，而DNA不一定组成染色体，因此基因不一定位于染色体上，A错；多个基因位于同一条染色体上，基因在染色体上呈线性排列，B正确；不同基因中脱氧核糖核苷酸的数目和排列顺序不同，使基因具有多样性，而每一个基因的脱氧核糖核苷酸的数目和排列顺序是特定的，因此基因又具有特异性，C正确；没有复制的每条染色体含有1个DNA分子，复制后的每条染色体含有两条染色单体，每条染色单体含有1个DNA分子，D正确。
【答案】 A
10．染色体、DNA、基因三者关系密切，下列叙述中不正确的是( )
A．正常细胞中每个染色体含有一个DNA分子，每个DNA分子有很多个基因
B．复制、分离和传递，三者都能相伴而行
C．三者都是遗传物质，三者都能行使生物的遗传作用
D．在生物的传宗接代过程中，染色体行为决定后两者
【解析】 DNA是主要的遗传物质，基因是有遗传效应的DNA片段，染色体是DNA与基因的载体，而不是遗传物质。
【答案】 C
二、非选择题
11．分析下图，回答有关问题。
)D脱氧核糖核苷酸→E基因→F DNA＋G→H染色体
(1)图中B是________，C是________，G是________________。
(2)F的基本组成单位是图中的________。
(3)图中E和F的关系是________。
(4)图中F的主要载体是__________，E和H的关系是________。
(5)通常一个H中含__________个F，一个F中含有____________个E，一个E中含有________个D。
【解析】 本题主要考查染色体和DNA及基因的 ( http: / / www.21cnjy.com )关系。DNA的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸，它是由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基构成的；基因是有遗传效应的DNA片段；染色体是遗传物质DNA的主要载体。一条染色体上通常含有一个DNA分子，一个DNA分子上有很多个基因，一个基因是由成百上千个脱氧核糖核苷酸构成的。
【答案】 (1)脱氧核糖 含氮碱基 ( http: / / www.21cnjy.com )蛋白质 (2)D (3)E是有遗传效应的F片段 (4)染色体 E(基因)以线性形式排列在H(染色体)的特定位置上 (5)一 许多 成百上千
12．[实验探究] 下图表示大肠杆菌中与乳糖代谢有关的基因结构，完成下面有关的问题。
(1)图中标出的四种基因是按基因的__ ( http: / / www.21cnjy.com )______________________________________________________________________划分的。
(2)已知上图中的四个基因都与大肠杆菌乳糖代谢有关，其中不能编码蛋白质的基因是________。
(3)已知启动子在结构基因控制合成蛋白质 ( http: / / www.21cnjy.com )的过程中发挥重要的调控作用。当环境中没有乳糖时，调节基因能够控制合成一种叫做阻抑物的蛋白质，能与操作子紧密结合，从而阻碍启动子对结构基因发挥调控作用。试解释阻抑物与操作子结合后，启动子不能发挥作用的最可能原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)由此可见，各个基因之间存在着________的关系。
【解析】 (1)基因按功能可以分为结 ( http: / / www.21cnjy.com )构基因、调节基因和起调控作用的启动基因、操纵基因。(2)启动基因和操纵基因由于不编码任何蛋白质或RNA，称为启动子和操作子。(3)(4)阻抑物蛋白质与操作子紧密结合，阻碍了启动子对结构基因发挥调控作用，这说明启动子与操作子这两个基因可能共用一段重叠的核苷酸序列。由此可见，各个基因之间存在着相互制约和调节的关系。
【答案】 (1)功能 (2)P(启动子 ( http: / / www.21cnjy.com ))和O(操作子) (3)启动子与操作子这两个基因可能共用一段重叠的核苷酸序列(重叠基因) (4)相互制约和调节
第二节基因的表达
(教师用书独具)
●课标要求
评述遗传信息的转录和翻译。
●课标解读
1．解释基因的功能。
2．结合教材图示，概述遗传信息的转录和翻译过程。
3．解释密码子在翻译过程中的作用。
4．说明中心法则的含义。
●教学地位
本课时是对基因定义进一步进行 ( http: / / www.21cnjy.com )阐述——什么是遗传效应的DNA片段以及细胞核为什么是细胞代谢和遗传的控制中心。同时也为学习变异、生物进化理论和基因工程垫定了基础。近三年的高考中，对遗传信息的流动包括复制、转录和翻译的过程及中心法则的内容、基因对性状的控制等考查尤为突出。常结合具体生理过程如某些蛋白质的合成及生物变异等知识，以信息题或实验题形式进行综合考查。
●教法指导
1．以问题为纽带，通过基因 ( http: / / www.21cnjy.com )的转录和翻译两个视频录像营造一种“教学情意场”，学生以探索者、研究者的身份投入学习的。学生通过仔细观察独立思考，亲身体验基因指导蛋白质合成中转录的动态过程。
2．对翻译的教学建议使用两个“突破”，即突 ( http: / / www.21cnjy.com )破将翻译的静止插图转化为动态图形，突破将翻译的抽象复杂转化为直观形象。课件展示flash动画，准备翻译的剪纸模型，以小组为单位用翻译的剪纸模型动手模拟翻译过程。
3．本课时教材的特点之一是插图多而且复杂。插 ( http: / / www.21cnjy.com )图包括结构示意图、化学组成区别图、转录过程流程图、翻译过程流程图和一个mRNA分子上的多个核糖体同时合成多条肽链示意图等。能否处理好教材中的插图，是本节教学成败的关键因素之一。
(教师用书独具)
●新课导入建议
播放视频：电影《侏罗纪公园》中恐龙复活的场景 ( http: / / www.21cnjy.com )。提问：电影中的科学家是怎么使已灭绝的动物复活的？ 教师引导：基因就像一张蓝图，生物体就是根据这张蓝图用蛋白质构建起来的。思考：基因(DNA)在细胞核中，而蛋白质的合成是在细胞质的核糖体上进行的，在细胞核的基因如何控制在细胞质中的蛋白质的合成呢？
●教学流程设计
课前自主探究：阅读教材相关内 ( http: / / www.21cnjy.com )容，填写【课前自主导学】一、二，完成“思考交流”。 步骤1：情景导课：选择【新课导入建议】中的【电影视频】创设情景，导出本课时题目。 步骤2：评价自学效果：(1)课件分别打出DNA与RNA的区别与联系，回答二者的判定方法。(2)分组抢答【正误判断】并进行校正。 步骤3：学生观察课件播放转录的过程，思考转录的模板、场所、条件及产物等，结合【探究2】表格部分内容进行识记。
步骤7：解读【探究2】有关表格内 ( http: / / www.21cnjy.com )容，指导学生完成对【例3】的解答，接着再进行课件系统展示整个遗传信息表达的过程。 步骤6：课件打出转录、翻译与DNA复制比较的表格，尝试填充，参看【探究2】进行校正。分析【例1】、【例2】以加强对遗传信息传递及表达的理解。 步骤5：解读密码子表，课件展示搬运氨基酸的tRNA，引出反密码子，结合【探究2】加以分析。课件播放“翻译”的动态过程。思考翻译的模板、场所、条件、原料等。 步骤4：由教材引出
mRNA上的相邻的三个碱基与氨基酸间如何建立关系的，继而推导编码氨基酸的“密码子”并由课件打出密码子表。
步骤8：构建本课时知识网络，诵读【结论语句 ( http: / / www.21cnjy.com )】，草纸上规范描绘DNA复制与转录、翻译的关系图解。完成【当堂双基达标】题目。 步骤9：课下完成【课时作业】。学会查看教材密码子表，以及分析教材蛋白质合成示意图。
课 标 解 读 重 点 难 点
1.解释基因的功能。2．结合教材图示，概述遗传信息的转录和翻译过程。3．解释密码子在翻译过程中的作用。4．说明中心法则的含义。 1.描述遗传信息的转录和翻译过程。(重难点)2．理解遗传信息、密码子、反密码子的区别。(重点)
基因的表达
1.概念
基因表达是指基因通过转录和翻译而产生蛋白质或转录后直接产生RNA的过程。
2．转录
(1)概念：在细胞核中，DNA分子首先解开双链，以其中的一条链为模板，按照碱基互补配对原则合成RNA的过程称为转录。
(2)场所：主要在细胞核中进行。其意义是使DNA中遗传信息传递到RNA中。
(3)RNA的结构和种类
①RNA与DNA结构的比较
DNA RNA
结构 双螺旋结构 通常呈单链结构
基本单位 脱氧核糖核苷酸 核糖核苷酸
碱基 A、T、C、G A、U、C、G
五碳糖 脱氧核糖 核糖
主要存在部位 细胞核 细胞质
②种类
(4)转录的过程
1．转录和复制都遵循碱基互补配对原则，碱基配对方式有何不同？
【提示】 复制时A—T配对，转录时A—U配对。
3．翻译
(1)概念：在细胞质中以mRNA为模板，以tRNA为运载工具，合成具有一定氨基酸序列的蛋白质的过程称为翻译。
(2)翻译场所：细胞质中进行。
密码子：mRNA上决定一个特定氨基酸的碱基三联体。
反密码子：转运RNA上能与密码子配对的三个相邻的碱基叫做一个反密码子。
(3)过程
起始：mRNA与核糖体结合。
↓
运输：tRNA携带氨基酸置于特定位置。
↓
延伸：核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子，由对应tRNA运输相应的氨基酸加到延伸中的肽链上。(一个mRNA可以结合多个核糖体)
终止：当核糖体到达mRNA上的终止密码子时，合成停止。
↓
脱离：肽链合成后从核糖体与mRNA的复合物上脱离，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质。
2．密码子具有什么特性？
【提示】 密码子具有专一性，一种密码子只能决定一种氨基酸，而一种氨基酸可以由一种或几种密码子决定。
3．密码子有64种，而反密码子为什么是61种？
【提示】 有3种终止密码子不与氨基酸对应，所以不存在与之对应的反密码子。
中心法则
中心法则描述了遗传信息传递的全过程。目前发现的遗传信息传递途径有
1．DNA→DNA：DNA的复制。
2．DNA→RNA：转录。
3．RNA→蛋白质：翻译。
4．RNA→RNA：RNA的复制。
5．RNA→DNA：逆转录。
1．DNA和RNA的化学成分除五碳糖不同之外，其他成分均相同。(×)
【提示】 DNA和RNA的化学成分除五 ( http: / / www.21cnjy.com )碳糖分别为脱氧核糖与核糖不同之外，碱基组成也有区别，DNA中含有胸腺嘧啶T，RNA中不含T，代之以尿嘧啶U。
2．脱水缩合产生的水中的氢只来自于氨基。(×)
【提示】 蛋白质合成过程中脱水缩合产生的水中的氢一个来自于氨基，一个来自于羧基。
3．转录只发生在细胞核中。(×)
【提示】 有DNA的地方就可以发生转录，如线粒体和叶绿体中。
4．转录和翻译过程可以出现A—U、U—A、C—G、G—C四种配对关系，不会出现A—T的配对方式。(×)
【提示】 翻译的过程中碱基配对双方 ( http: / / www.21cnjy.com )是mRNA上密码子和tRNA上反密码子，故A—U，U—A配对，不能出现T。但是在转录时mRNA上的A可以与DNA上的T配对。
5．当密码子中有一个碱基改变时，可能不会改变对应的氨基酸。(√)
DNA与RNA的区别与联系
【问题导思】
①DNA和RNA在结构上有哪些不同？
②DNA和RNA有什么联系？
种类比较项目 DNA(脱氧核糖核酸) RNA(核糖核酸)
组成成分
碱基
胸腺嘧啶(T) 尿嘧啶(U)
腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)
磷酸 磷酸
五碳糖 脱氧核糖 核糖
组成单位 脱氧核糖核苷酸(4种) 核糖核苷酸(4种)
结构 规则的双螺旋结构 常呈单链结构
分布 主要在细胞核内的染色体上 主要在细胞质内的核糖体等处
功能 遗传信息的储存、传递、表达 mRNA：转录DNA中的遗传信息，作为翻译的模板tRNA：识别密码子，携带特定氨基酸至核糖体rRNA：参与构成核糖体
联系 RNA是以DNA为模板转录而来的
DNA与RNA的判定方法
1．若有核糖，一定是RNA；若有脱氧核糖，一定是DNA。
2．若含T，一定为DNA；若含U ( http: / / www.21cnjy.com )，一定是RNA。所以用放射性同位素标记T或U，可探知DNA或RNA，若大量利用T，可认为进行DNA的复制；若大量利用U，可认为进行RNA的合成即转录。
3．若含T，A≠T或嘌呤≠嘧啶，则为单链DNA。因为双链DNA中A＝T，G＝C，嘌呤＝嘧啶(A＋G＝T＋C)。
在如图所示的四种化合物的化学组成中，“?”中所对应的含义最接近的是( )
A．①和② B．②和③
C．③和④ D．①和④
【审题导析】 正确解答本题应从以下几点分析：
(1)核酸分为DNA和RNA。
(2)DNA和RNA在基本组成单位上的区别。
【精讲精析】 ①中代表一磷酸腺苷，其中 ( http: / / www.21cnjy.com )的五碳糖为核糖，按核酸命名原则可称之为腺嘌呤核糖核苷酸，②中代表腺嘌呤，③中代表腺嘌呤脱氧核糖核苷酸，④中代表腺嘌呤核糖核苷酸，所以①和④最相近。
【答案】 D
基因的表达
【问题导思】
①DNA的复制、转录和翻译间有什么区别与联系？
②遗传信息、密码子和反密码子间有什么关系？
1．复制、转录和翻译的比较
DNA功能 传递遗传信息(DNA的复制)
表达遗传信息
转录 翻译
时间 细胞有丝分裂间期和减数分裂间期 在生长发育的连续过程中 在生长发育的连续过程中
场所 主要在细胞核 主要在细胞核 细胞质中核糖体
原料 4种脱氧核糖核苷酸 4种核糖核苷酸 20种氨基酸
模板 以DNA解旋后的两条链为模板 以DNA解旋后的一条链为模板 以信使RNA为模板
条件 解旋酶、DNA聚合酶、ATP等 解旋酶、RNA聚合酶、ATP等 缩合酶、ATP等
碱基配对方式 A—T、T—A、G—C、C—G A—U、T—A、G—C、C—G A—U、U—A、G—C、C—G
遗传信息传递方向 亲代DNA→子代DNA DNA→RNA RNA→蛋白质
过程特点 边解旋边复制、半保留复制(每个子代DNA含一条母链、含一条子链) 边解旋边转录，完成转录后的DNA仍保留原来的双链结构 以mRNA为模板，以tRNA为运载工具，在核糖体中合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质
产物 两个双链DNA 一条单链的 RNA 多肽或蛋白质
2.DNA上遗传信息、密码子、反密码子的对应关系
(1)密码子：mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻碱基。
①种类
②对应关系
(2)反密码子：与mRNA分子中的密码子互补配对的tRNA上的3个碱基。
①种类：61种。
②对应关系：反密码子与61种决定氨基酸的密码子对应。
a．一种tRNA只能运输一种氨基酸。
b．一种氨基酸可由一种或几种tRNA运输。
③特点：反密码子的三个碱基与相应的DNA模板链上对应的碱基相同，只是DNA的“T”对应tRNA的“U”。
密码子的特性
1．简并性：①当密码子中有一个碱基 ( http: / / www.21cnjy.com )改变时，可能并不会改变其对应的氨基酸，从而减少变异发生的频率。②当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸可保证翻译的速度。
2．通用性：说明所有生物可能有共同的起源或生命在本质上是统一的。
(2012·沈阳高一检测)根据下表中的已知条件，判断苏氨酸的密码子是( )
DNA双链
T G
mRNA
tRNA反密码子 A
氨基酸 苏氨酸
A.TGU B．UGA
C．ACU D．UCU
【审题导析】 解答本题须明确以下两点：
(1)DNA片段上模板链与mRNA碱基互补配对。
(2)mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子碱基互补配对。
【精讲精析】 反密码子与密码子互补， ( http: / / www.21cnjy.com )所以苏氨酸密码子第三个碱基为U，且密码子由mRNA上的碱基组成，不含碱基T，所以A、B两项错。根据mRNA与DNA中模板链互补可推知苏氨酸密码子为ACU，故选C。
【答案】 C
与基因表达有关的计算及中心法则
【问题导思】
①基因中碱基、mRNA中碱基和氨基酸的数量关系一定符合6∶3∶1吗？
②中心法则包含了哪些内容？
③每种生物是否都遵循中心法则的所有过程？
1．与基因表达有关的计算
转录、翻译过程中DNA(基因)碱基数∶mRNA碱基数∶多肽链氨基酸数＝6∶3∶1。参考图解如下：
有关计算的关系式可总结为：蛋白质中氨基酸的数目＝参加转移的tRNA数目＝1/3mRNA的碱基数目＝1/6基因中的碱基数。
以上比例关系都是最大值，原因如下：
(1)DNA中有的片段无遗传效应，不能转录出mRNA。
(2)在基因片段中，有的片段起调控作用，不转录。
(3)转录出的mRNA中有终止密码子，终止密码子不对应氨基酸，所以基因或DNA上碱基数目比蛋白质氨基酸数目的6倍多。
2．中心法则
最初中心法则的要点是：遗传信息只能由D ( http: / / www.21cnjy.com )NA传递到DNA，或由DNA传递到RNA，然后决定蛋白质的特异性。后来又发现，许多RNA病毒的RNA在宿主体内也可以进行自我复制，或能逆转录成DNA。发展后的中心法则可用下图表示：
发展后的中心法则展示了遗传信息的五个流动方向。
(1)DNA→DNA：以DNA作为遗传物质的生物的自我复制。
(2)RNA→RNA：某些以RNA作为遗传物质的生物的自我复制。
(3)DNA→RNA：细胞中的转录过程。
(4)RNA→DNA：个别病毒在宿主细胞中的逆转录过程。
(5)RNA→蛋白质：细胞质核糖体中的翻译过程。
不同生物体内的遗传信息传递规律
1．以DNA为遗传物质的生物的遗传信息传递
2．以RNA为遗传物质的生物的遗传信息传递
(1)RNA复制病毒
(2)RNA逆转录病毒
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
【审题导析】 中心法则是生物界最基本的法则，它包含了所有生物遗传信息传递的途径，应在熟记中心法则的基础上，理解每一途径的过程及意义。
【精讲精析】
选项 分析判断
A 线粒体和叶绿体中也有少量的DNA和RNA，能够进行DNA的复制、转录和翻译过程，遵循中心法则，A项正确
B 转录是以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程，故可将遗传信息传递给mRNA，B项正确
C 通过转录，DNA将遗传信息传递给mRNA，进一步通过翻译合成具有一定氨基酸序列的蛋白质，C项正确
D 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，故D项错误
【答案】 D
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
结 论 语 句
1．转录是以DNA的一条链为模板，以4种核糖核苷酸为原料，合成mRNA的过程。
2．翻译是以mRNA为模板，以20种氨基酸为原料，合成蛋白质的过程。
3．密码子共有64种，其中决定氨基酸的密码子有61种，3种终止密码子。
4．一种氨基酸对应一种或多种密码子，一种密码子最多只决定一种氨基酸。
5．每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸，一种氨基酸可由一种或多种tRNA转运。
1．基因是有遗传效应的DNA片段，在下面关于“遗传效应”的说法中，不正确的是( )
A．能控制一种生物性状的表现
B．能控制一种蛋白质的生物合成
C．能转录形成信使RNA
D．存在遗传密码并决定某种氨基酸
【解析】 基因是指具有遗 ( http: / / www.21cnjy.com )传效应的DNA片段，对“遗传效应”的理解：这一片段的DNA通过转录将其中的遗传信息传递到mRNA中，并通过mRNA控制蛋白质的合成或控制某种酶的合成，从而决定某种性状的表现。
【答案】 D
2．下列生理过程的组合中，所用原料相同的是( )
①DNA分子的复制 ②RNA的复制 ③转录 ④逆转录 ⑤翻译
A．①③与②④ B．②⑤与①④
C．①④与②③ D．②③与③⑤
【解析】 DNA复制的原料是四种游 ( http: / / www.21cnjy.com )离的脱氧核糖核苷酸；RNA复制所需原料为四种游离的核糖核苷酸；转录的原料和RNA复制的原料相同，逆转录的原料与DNA复制的原料相同；翻译的原料是20种组成蛋白质的氨基酸。
【答案】 C
3．(2013·济南期末)某双链DNA中，腺嘌呤占30%，则由该DNA作模板转录出来的mRNA上的尿嘧啶占( )
A．15% B．30%
C．60% D．无法确定
【解析】 mRNA上的尿嘧啶数目等于DNA中模板链中腺嘌呤的数目，但此题只知道两条链上总的腺嘌呤的数目，所以单独一条链上无法确定。
【答案】 D
4．(2011·江苏高考)关于转录和翻译的叙述，错误的是( )
A．转录时以核糖核苷酸为原料
B．转录时RNA聚合酶能识别DNA中特定碱基序列
C．mRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质
D．不同密码子编码同种氨基酸可增强密码的容错性
【解析】 翻译时，核糖体结合到mRNA上，并沿着mRNA移动合成蛋白质。
【答案】 C
5．(2013·株洲期末)依图回答下列问题。
(1)在生物体内图a所示的过程是_______，进行的主要场所是______，其所需的原料是______，产物是______。
(2)图b所示的过程是_ ( http: / / www.21cnjy.com )_______，进行的场所是____________，所需的原料是________，此原料的种类主要有________种。
(3)碱基①②③分别为________、________、________，图b中的Ⅰ、Ⅱ分别为________、________，若Ⅰ所示的三个碱基为UAC，则此时Ⅰ所携带的氨基酸的密码子为________。
(4)若已知R链中(A＋G)/( ( http: / / www.21cnjy.com )T＋C)的值为0.8，Y链中的(A＋G)/(T＋C)的值为________，R、Y链构成的DNA分子中(A＋G)/(T＋C)的值应为________。
(5)人体有的细胞不会发生图a和图b所示的过程，如____________，其原因是__________________________。
【解析】 (1)DNA的复制是以两 ( http: / / www.21cnjy.com )条链为模板，而转录只以一条链为模板，复制和转录的主要场所都是细胞核，但所需原料不同，前者是脱氧核糖核苷酸，后者是核糖核苷酸，产物也不同，前者是两个相同的DNA分子，后者是mRNA。
(2)翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，场所是核糖体，原料是氨基酸，产物是具有一定氨基酸排列顺序的蛋白质。
(3)根据碱基互补配对原则 ( http: / / www.21cnjy.com )可以判断①②③分别是U、G、C。在图b中Ⅰ是tRNA，是氨基酸的运载工具，其中的UAC为反密码子，与之对应的密码子是AUG，Ⅱ是核糖体。
(4)在双链DNA分子中，A＝ ( http: / / www.21cnjy.com )T，G＝C，所以(A＋G)/(T＋C)＝1，但一条链上(A＋G)/(T＋C)与另一条链上(A＋G)/(T＋C)互为倒数。
(5)成熟的红细胞无细胞核和线粒体，即不含DNA，不可能进行转录和翻译。
【答案】 (1)转录 细胞核 核糖核苷酸 mRNA
(2)翻译 核糖体 氨基酸 20
(3)U G C 转运RNA 核糖体 AUG
(4)1.25 1
(5)成熟的红细胞 该细胞中不存在DNA
一、选择题
1．下列叙述正确的是( )
A．DNA是蛋白质合成的直接模板
B．每种氨基酸仅由一种密码子编码
C．DNA复制就是基因表达的过程
D．DNA是主要的遗传物质
【解析】 本题主要考查遗传信息的传递与表达过 ( http: / / www.21cnjy.com )程。A项，蛋白质合成的直接模板是mRNA，属于基因表达中的翻译过程；B项，密码子具有简并性，即存在多个密码子决定同一种氨基酸的现象；C项，基因表达的过程包括转录和翻译，DNA复制属于遗传信息的传递过程；D项，绝大多数生物的遗传物质是DNA，少数生物(部分病毒)的遗传物质是RNA，因而DNA是主要的遗传物质。
【答案】 D
2．(2013·济南检测)人体神经细胞与肝细胞的形态结构和功能不同，其根本原因是这两种细胞的( )
A．DNA碱基排列顺序不同
B．核糖体不同
C．转运RNA不同
D．信使RNA不同
【解析】 神经细胞和肝细胞都是人体的 ( http: / / www.21cnjy.com )体细胞，是由一个受精卵经分裂、分化得到的。体细胞具有全能性，因此DNA的碱基排列顺序相同。形态结构与功能的不同是基因选择性表达的结果，即在不同的细胞中表达的基因不同，所以转录形成的信使RNA不同。
【答案】 D
3．(2011·上海高考 ( http: / / www.21cnjy.com ))原核生物的mRNA通常在转录完成之前便可启动蛋白质的翻译，但真核生物的核基因必须在mRNA形成之后才能翻译蛋白质，针对这一差异的合理解释是( )
A．原核生物的tRNA合成无需基因指导
B．真核生物tRNA呈三叶草结构
C．真核生物的核糖体可进入细胞核
D．原核生物的核糖体可以靠近DNA
【解析】 由题意可知原核生物的转录和翻译可以同步进行，翻译的场所核糖体与DNA靠得很近。
【答案】 D
4．有关真核细胞DNA复制和转录这两种过程的叙述，错误的是( )
A．两种过程都可在细胞核中发生
B．两种过程都有酶参与反应
C．两种过程都以脱氧核糖核苷酸为原料
D．两种过程都以DNA为模板
【解析】 DNA的复制是 ( http: / / www.21cnjy.com )以DNA双链为模板，以脱氧核糖核苷酸为原料合成新的DNA的过程，转录是以DNA的一条链为模板，以核糖核苷酸为原料合成RNA的过程，都主要发生在细胞核中，需要酶的催化。
【答案】 C
5．(2012·青岛高一期末)某mRNA分子中，U占20%，A占10%，那么它的模板DNA片段中胞嘧啶占( )
A．25% B．30% C．35% D．70%
【解析】 此题考查有关转录的知识。m ( http: / / www.21cnjy.com )RNA是通过DNA分子的一条链转录而来的。mRNA分子中碱基的比例与模板链的碱基比例是相对应的。据题意，U占20%，A占10%，则基因模板链中的A＋T就占该链的30%，而根据碱基互补配对原则，基因中一条链的A＋T占该链的比率与另一条链中的A＋T占另一条链的比率及整个基因中A＋T的比率是相等的，即整个基因中A＋T占全部碱基的30%，那么G＋C就占全部碱基的70%，又因为G＝C，所以胞嘧啶C占35%。
【答案】 C
6．已知一段信使RNA上有12个A和G，该信使RNA上共有30个碱基，那么转录成信使RNA的一段DNA分子中应有C和T多少个( )
A．12个 B．18个 C．24个 D．30个
【解析】 解法一：该信使RNA有A＋G ( http: / / www.21cnjy.com )＝12，指导转录的基因模板链中应有T＋C＝12，A＋G＝30－12＝18，则与基因模板链互补的另一条链上应有T＋C＝18，故基因中T＋C＝12＋18＝30。
解法二：信使RNA中有碱基30个，则转录基因中有30×2＝60个碱基。在基因中根据碱基互补配对原则知＝1，所以T＋C＝60/2＝30。
【答案】 D
7．(2012·深圳高一期末)下图所示过程，正常情况下在动、植物细胞中都不可能发生的是( )
A．①② B．③④⑥ C．⑤⑥ D．②④
【解析】 ③逆转录、④RNA的复制只发生在RNA病毒侵染的宿主细胞中，正常情况下不会发生，⑥在所有细胞中均不存在。
【答案】 B
8．(2011·海南高考)关于RNA的叙述，错误的是( )
A．少数RNA具有生物催化作用
B．真核细胞内mRNA和tRNA都是在细胞质中合成的
C. mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基称为密码子
D．细胞中有多种tRNA，一种tRNA只能转运一种氨基酸
【解析】 真核细胞内的mRNA和tRNA ( http: / / www.21cnjy.com )主要是在细胞核内合成的；少数RNA是酶，具有催化作用；mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻碱基称为一个密码子；tRNA具有特异性，一种tRNA只能转运一种氨基酸。故B错误。
【答案】 B
9．(2013·聊城期末)对于下列图解，正确的说法有( )
①表示DNA复制过程 ②表示DNA转录 ( http: / / www.21cnjy.com )过程 ③共有5种碱基 ④共有8种核苷酸 ⑤共有5种核苷酸 ⑥A均表示同一种核苷酸 ⑦共有4个遗传密码 ⑧经过翻译可形成二肽
A．①②③⑦ B．④⑤⑥⑦
C．②③④⑧ D．①③⑤⑧
【解析】 据图可知，该过程是以DNA为模板合 ( http: / / www.21cnjy.com )成RNA的过程，属于转录。图中共有5种碱基：A、G、C、T、U，共有8种核苷酸，组成DNA的脱氧核糖核苷酸有4种，组成RNA的核糖核苷酸有4种。RNA中共有6个碱基，构成2个密码子，对应2个氨基酸，构成二肽。
【答案】 C
10．(2013·新课标全国卷Ⅰ)关于蛋白质生物合成的叙述，正确的是( )
A．一种tRNA可以携带多种氨基酸
B．DNA聚合酶是在细胞核内合成的
C．反密码子是位于mRNA上相邻的3个碱基
D．线粒体中的DNA能控制某些蛋白质的合成
【解析】 根据题干提供的信息， ( http: / / www.21cnjy.com )联想蛋白质的合成场所及合成过程中tRNA、密码子、反密码子等相关知识，逐项进行解答。一种tRNA只能携带特定的一种氨基酸，而一种氨基酸可能由多种tRNA转运，A项错误。DNA聚合酶是蛋白质，是在细胞质中的核糖体上合成的，B项错误。反密码子是由位于tRNA上相邻的3个碱基构成的，mRNA上相邻的3个碱基可构成密码子，C项错误。线粒体是半自主性细胞器，其内含有部分DNA，可以控制某些蛋白质的合成，D项正确。
【答案】 D
二、非选择题
11．三名科学家因“对核糖体结构和 ( http: / / www.21cnjy.com )功能的研究”而获得2009年诺贝尔化学奖。如图为细胞内核糖体合成某多肽过程示意图(图中甲表示甲硫氨酸，丙表示丙氨酸)，请分析回答有关问题：
(1)图中②是________，其作用是____________。
(2)由图中可以看出，丙氨酸 ( http: / / www.21cnjy.com )的密码子是________；连接甲和丙的化学键④的结构简式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)③中尿嘧啶和腺嘌呤的和占42%，则可得出与③合成有关的DNA分子片段中胞嘧啶占________。
(4)下列细胞中不能发生该生理过程的是( )
A．根毛细胞 B．浆细胞
C．人体成熟的红细胞 D．大肠杆菌
(5)若肽链由n个氨基酸组成，则该肽链至少有氧原子的个数是________。
【解析】 该细胞内正在进行翻译过程，②为t ( http: / / www.21cnjy.com )RNA，其作用是携带氨基酸进入核糖体并识别密码子。丙表示丙氨酸，由图可知丙氨酸所对应的密码子是GCU。连接两个氨基酸的化学键叫肽键，其结构式是—CO—NH—。mRNA中U＋A＝42%，可推出DNA一条链中A1＋T1＝42%，整个DNA分子中A＋T＝42%，A＝T＝21%，G＝C＝29%。人的成熟红细胞中没有细胞核与核糖体，不能发生翻译过程。若肽链由n个氨基酸组成，则至少有n－1个NHCO—，1个—COOH，故至少有n＋1个氧原子。
【答案】 (1)tRNA 携带氨基酸进入核糖体
(2)GCU —CO—NH—
(3)29% (4)C (5)n＋1
12．[实验探究] 如图所示，在a、b试管内加入的DNA都含有30对碱基。四个试管内都有产物生成，请回答下列问题。
(1)a、d两试管内的产物是相同的，但a试管内模拟的是________过程；d试管内模拟的是________过程。
(2)b、c两试管内的产物都是________，但b试管内模拟的是________过程，c试管内模拟的是________过程；b试管的产物中最多含有________个碱基，有________个密码子。
(3)d试管中加入的酶比a试管中加入的酶多了____________。
【解析】 考查遗传信息传递的有关知识，即考查中心法则的内容。
(1)因为a与d两试管中加入的 ( http: / / www.21cnjy.com )原料都是脱氧核糖核苷酸，其产物又相同，所以该产物是DNA。而a试管中加入的模板是DNA，故模拟的是DNA复制过程；d试管内加入的模板是RNA，故模拟的是逆转录过程。
(2)因为b与c两试管中加入的原料都是核糖核 ( http: / / www.21cnjy.com )苷酸，所以两试管中的产物都是RNA，而b与c试管中加入的模板分别是DNA与RNA，因此b试管内模拟的是以DNA为模板合成RNA的转录过程；由于转录是以DNA的一条链为模板进行的，故RNA含有的碱基最多应为DNA的一半，即30个，每3个相邻碱基为一个密码子，所以有10个密码子。c试管表示的是RNA的复制。
(3)逆转录时需要逆转录酶的催化。
【答案】 (1)DNA复制 逆转录
(2)RNA 转录 RNA复制 30 10
(3)逆转录酶
第三节基因与性状
(教师用书独具)
●课标要求
1．概述基因突变的特征和原因。
2．概述基因重组及其意义。
3．概述基因与性状的关系。
●课标解读
1．举例说明基因与性状的关系。
2．举例说出基因重组的含义，明确其来源和意义。
3．阐明基因突变的含义，明确其类型、特点及诱发因素。
4．写出人类镰刀型细胞贫血症的发病机理。
●教学地位
本课时所学内容是基因、蛋白 ( http: / / www.21cnjy.com )质与性状的关系及可遗传变异的两种重要来源，其关键是基因突变，理解它关键就是要通过分析镰刀型细胞贫血症知道基因突变的实质。由于它还与遗传病有紧密的联系，所以在本学科有作为基础的地位，并有承上启下的作用。高考中，对基因突变的类型、特点及性状的影响的考查尤为突出，还常考查基因突变和基因重组在育种生产实践中的应用，如人工诱变的方法过程、杂交育种的原理和方法等。
●教法指导
1．让学生利用类比推理基因 ( http: / / www.21cnjy.com )突变的类型和结果。理解基因突变的类型，可以用英文句子中一个字母的改变，导致句子意思不变、变化不大、完全变化三种情况，通过联想和类比的方法，结合不同密码子对应相应的氨基酸的知识，了解基因突变对生物性状影响的三种情况。使学生明确基因突变不一定都导致生物性状的改变。
2．对于基因突变的具体原因，在教学过 ( http: / / www.21cnjy.com )程中引导学生回忆癌症的相关问题并展示一些基因突变的实例，介绍癌症的形成是体细胞发生基因突变的结果，然后让学生列举生活中的事例，引导学生分析思考讨论得出基因突变的原因，归纳哪些因素会诱发基因突变，从而选择健康的生活方式养成健康的生活习惯。
3．对于基因、蛋白质与性状的关系，除了实 ( http: / / www.21cnjy.com )例展示外，可运用恰当的比喻进行描述，引发学生思考其中的含义即基因主要存在于细胞核的染色体上(细胞核基因)，而合成蛋白质是在细胞质里进行的(基因可比喻为导演，蛋白质可比喻为演员)。
(教师用书独具)
●新课导入建议
“你见过这样的老鼠吗？”“你见过这 ( http: / / www.21cnjy.com )样的青蛙吗？” 图片展示：切尔诺贝利核电站周围的老鼠和青蛙， “是什么原因导致了生物变异呢？”由于核辐射导致了基因突变，到底什么是基因突变呢？今天这节课我们一起来学习基因与性状一节内容。
●教学流程设计
课前自主探究：阅读教材相关内容，填 ( http: / / www.21cnjy.com )写【课前自主导学】一、二，完成“思考交流”。 步骤1：课程导入：使用【新课导入建议】突变的青蛙和老鼠图片导入基因突变及重组，引出课题。 步骤2：教师将【正误判断】中的5项内容分为两组让学生进行抢答，检测预习情况。 步骤3：课件展示镰刀型贫血症的发病机理，继而引发学生思考基因对生物性状控制的两个途径，及【探究1】·【问题导思】。
步骤7：挖掘【例3】题干中的 ( http: / / www.21cnjy.com )关键信息，逐项进行剖析，在此基础上总结出三种可遗传变异区别要点。 步骤6：引导学生回忆减数分裂的第一次分裂染色体行为特征“联会、非同源染色体的随机结合”，继而与基因重组的类型相联系。课件展示基因重组的两个类型，结合【探究3】对三大可遗传的变异进行比较。 步骤5：以小组合作交流的方式完成【探究2】基因突变的相关要点。强调【探究2】·【名师点拨】并完成【例2】的分析。 步骤4：结合【探究1】课件展示基因突变对生物性状的影响，结合【名师点拨】进行总结，完成对【例1】的分析，学生自主完成【例2】的解答。
步骤8: 默诵【结论语句】，尝试构建最佳知识网络，课下完成【课时作业】。
课 标 解 读 重 点 难 点
1.举例说明基因与性状的关系。2．举例说出基因重组的含义，明确其来源和意义。3．阐明基因突变的含义，明确其类型、特点及诱发因素。4．写出人类镰刀型细胞贫血症的发病机理。 1.理解基因、蛋白质和性状之间的关系。(重难点)2．概述基因突变的类型和特点。(重点)3．结合实例，分析基因突变的原因。(重难点)
基因与性状的关系
1.基因与性状
(1)基因通过控制蛋白质的分子结构来控制性状，如镰刀型细胞贫血症。
(2)基因通过控制酶的合成控制代谢过程，从而影响生物性状，如白化病。
2．基因重组及其意义
有性生殖过程中，相同亲本的后代常出现多种变异个体，主要原因是在减数分裂形成配子时：
(1)四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体之间发生局部交叉互换，导致基因的重新组合。
(2)减数分裂形成配子时，非同源染色体上的非等位基因之间进行自由组合。
(3)意义：基因重组使后代产生了许多新的基因型，从而使后代出现多种新的性状组合。
1．基因重组一定会产生具有新性状的后代吗？
【提示】 不一定。例如，在完全显性的条件下，基因型为AABB和aaBB的两亲本杂交的后代，其表现型均与亲本AABB的表现型相同。
3．环境与性状
生物的性状不仅受基因的控制，也会受到环境的影响。性状是基因和环境共同作用的结果。
基因突变
1.概念
DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或改变，而引起的基因结构的改变。
2．实例：镰刀型细胞贫血症。
(1)症状：患者红细胞由正常中央微凹的圆饼状变为镰刀状，红细胞易发生破裂，使人患溶血性贫血。
(2)病因
该症状出现的直接原因是红细胞血红蛋白分子上一个氨基酸被替换，而根本原因是控制血红蛋白合成的基因中一个碱基对的改变。
①图解
3．特征
具有普遍性、低频性、可逆性、多方向性和随机性等特征。
4．结果
基因通过突变成为它的等位基因，如基因A突变后成为a。
5．种类
(1)自然突变：没有人为因素干扰产生的基因突变。
(2)人工诱变：在人为因素干扰下发生的基因突变，它可以提高突变率。
2．基因突变导致基因结构的改变，这种改变具体表现在哪些方面？这种改变在光镜下能观察到吗？
【提示】 脱氧核糖核苷酸(碱基)的种类、数量、排列顺序的改变引起遗传信息的改变。这种改变在光镜下不能观察到。
可遗传变异
遗传物质改变引起的，包括基因突变、基因重组和染色体变异三种方式。可遗传变异对于生物进化具有重要的意义，也是形成生物多样性的重要原因之一。
1．基因突变在生物体发育过程中发生的越早对生物体的影响越大。(√)
2．基因突变破坏了生物体与现有环境的协调关系，所以基因突变都是有害的。(×)
【提示】 基因突变多数是有害的，少数是有利的。
3．基因突变通常发生在DNA→RNA的过程中。(×)
【提示】 基因突变主要发生在DNA复制过程中。
4．在有丝分裂和减数分裂的过程中均可产生的变异有：非同源染色体之间发生自由组合，导致基因重组。(×)
【提示】 非同源染色体之间发生自由组合，导致基因重组仅发生在减Ⅰ过程中。
5．超级细菌是一种耐药性细菌，它最可能由普通细菌通过染色体结构变异形成。(×)
【提示】 细菌是原核生物，没有染色体，也就没有染色体结构变异和数目变异。
基因、蛋白质与性状的关系
【问题导思】
①基因是通过哪些途径控制生物性状的？
②基因和性状间是否是一一对应的关系？
1．三者的关系
2．中心法则与基因表达的关系
(1)DNA的复制体现了遗传信息的传递功能，发生在细胞有丝分裂间期或减数第一次分裂间期。
(2)DNA的转录和翻译共同体现了遗传信息的表达功能，发生在个体整个生命过程中。
3．基因对性状控制的两种途径
基因酶或激素细胞代谢结构蛋白细胞结构性状
4．基因对性状控制的复杂性
(1)基因与性状的关系并不都是简单的线性关系。既有一个基因决定一种性状，也有多个基因共同决定一种性状。
(2)有些基因会影响多种性状。
(3)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，共同调控着生物的性状。
5．基因与性状的对应关系图解
基因、蛋白质和性状的关系
下列关于基因、蛋白质、性状之间关系的叙述中，不正确的是( )
A．每一种性状都只受一个基因控制
B．蛋白质的结构改变能导致生物体的性状改变
C．蛋白质的合成是受基因控制的
D．基因可通过控制酶的合成来控制生物体的性状
【审题导析】 (1)基因对性状的控制具有复杂性。
(2)基因通过转录和翻译过程控制蛋白质的合成。
(3)基因对性状控制的两种途径。
【精讲精析】
选项 分析判断
A 性状和基因之间并非都是简单的线性关系，多数性状受多对基因控制，A项错误
B 蛋白质是生命活动的物质承担者，其分子结构改变，会导致生物性状发生改变，B项正确
C 基因通过转录和翻译过程控制蛋白质分子的合成，C项正确
D 基因通过控制酶的合成，从而控制代谢过程进而影响生物的性状，D项正确
【答案】 A
基因突变
【问题导思】
①什么是基因突变？其影响因素有哪些？
②基因突变是否一定引起性状的改变？
1．基因突变的概念和原因
(1)概念
由于DNA分子中碱基对的增添、缺失或改变而引起的基因结构的改变。
(2)实质及原因
DNADNA
,差错内、外因素影响
碱基对的替换、增添、缺失
脱氧核糖核苷酸种类、数量、排列顺序改变
基因结构发生改变
遗传信息改变
产生等位基因(A??a1、a2……)
①外因：外界的物理因素(射线、电离辐射等)、化学因素(亚硝酸、碱基类似物等)和生物因素(病毒、某些细菌等)都可以引起基因突变。
②内因：DNA复制过程中，基因内部脱氧核糖核苷酸的种类、数量或排列顺序发生局部的改变，从而改变了遗传信息。
2．时期
基因突变通常发生于DNA复制的过程中，即细胞分裂的间期。
3．基因突变与生物性状的关系
基因突变包括基因中碱基对的替换、增加或缺失，可产生新的基因，并可能产生新的性状。
(1)碱基对的替换
①含义：基因中一对碱基被另一对碱基取代。
②影响：转录时mRNA中一个密码 ( http: / / www.21cnjy.com )子发生改变，可能导致翻译时，一个氨基酸改变而影响生物性状。但有些碱基的替换并不引起生物性状的改变，原因如下：
a．由于同一种氨基酸可以对应多种密码子，因此某些基因突变不引起生物性状的改变。
例如，UUU和UUC都是苯丙氨酸的密码子，当U改变为C时，不会改变密码子的功能。
b．某些突变虽改变了蛋白质中个别氨基酸的位置和种类，但并不影响该蛋白质的功能。
例如，酵母菌的细胞色素C，其肽链的第十七位上是亮氨酸，而小麦是异亮氨酸，尽管有这样的差异，但它们的细胞色素C的功能都是相同的。
c．隐性突变在杂合状态下不会引起性状的改变。
例如，豌豆在基因型为DD时表现高茎，当豌豆发生基因突变，基因型变为Dd时，仍表现高茎性状。
d．若突变发生于真核生物基因结构的内 ( http: / / www.21cnjy.com )含子内，此基因转录的信使RNA仍未改变(但前体RNA改变)，因而合成的蛋白质也不发生改变，此时性状不改变。
(2)碱基对的增添或缺失
将会导致mRNA中碱基数目的改变，由 ( http: / / www.21cnjy.com )于密码子的阅读是连续的，可能导致mRNA中的密码子发生连锁式改变(除碱基对改变为3的倍数外，改变后的碱基后面的密码子都发生改变)。进一步影响到翻译产物肽链中氨基酸的改变而影响性状。
1．体细胞的突变可在当代表现，生殖细胞的突变在当代不表现。
2．体细胞突变也可经无性生殖而遗传给后代。
3．体细胞的显性突变(a→A)一般情况下一旦发生即可表现，但常不能稳定遗传；体细胞的隐性突变(A→a)一旦表现即可稳定遗传。
(2010·福建高考)如图为人WNK4基因部分碱基序列及其编码蛋白质的部分氨基酸序列示意图。已知WNK4基因发生一种突变，导致1169位赖氨酸变为谷氨酸。该基因发生的突变是( )
A．①处插入碱基对G—C
B．②处碱基对A—T替换为G—C
C．③处缺失碱基对A—T
D．④处碱基对G—C替换为A—T
【审题导析】 (1)碱基对增添、缺失引起的基因突变，突变后的基因控制合成的蛋白质与突变前的基因控制合成的蛋白质相比，氨基酸差别较大。
(2)碱基对的改变最多引起一个氨基酸的改变(形成终止密码子除外)
【精讲精析】 由题干分析得知，WN ( http: / / www.21cnjy.com )K4基因对应的正常蛋白质中赖氨酸的密码子为AAG，基因突变后仅仅导致了相应蛋白质中1 169位氨基酸由赖氨酸变成了谷氨酸，即氨基酸的类型发生了改变，而其他氨基酸的种类和数目没有发生变化，因而只可能是WNK4基因中碱基对类型发生了替换，而非缺失或增添，经分析，②处碱基对A—T替换为G—C。
【答案】 B
可遗传变异
【问题导思】
①生物产生的变异是否都可遗传？
②可遗传变异的三种类型间有什么区别？
1．可遗传变异与不可遗传的变异
由遗传物质的改变引起的变异属可遗传变 ( http: / / www.21cnjy.com )异，包括基因突变、基因重组和染色体变异三种类型。仅由环境条件引起的变异，不涉及遗传物质的改变，不能遗传。
2．可遗传变异三种类型的比较
基因突变 基因重组 染色体变异
结果 产生新的基因，控制新的性状 产生新的基因型，不产生新的基因 不产生新的基因，引起性状的变化
种类 自然突变、人工诱变 基因的自由组合、基因的交换 染色体数目变异、染色体结构变异
意义 基因突变是生物变异的主要来源，也是 ( http: / / www.21cnjy.com )生物进化的重要因素之一。人工诱变育种可以提高变异的频率，使后代的变异性状较快得到稳定，因而能够加速育种的进程 变异的来源之一，指导育种 单倍体育种、多倍体育种
1．基因重组发生于真核生物有性生殖的过程中。
2．基因突变在真核生物、原核生物及病毒内均有可能发生。
3．基因重组包括三种类型 ( http: / / www.21cnjy.com )：一是减数第一次分裂后期由于非同源染色体上的非等位基因自由组合而发生基因重组；二是四分体时期由于同源染色体的非姐妹染色单体的交叉互换而发生基因重组；三是重组DNA技术。
以下关于生物变异的叙述，正确的是( )
A．基因突变都会遗传给后代
B．染色体变异产生的后代都是不育的
C．基因碱基序列发生改变，不一定导致性状改变
D．基因重组是生物变异的根本来源
【审题导析】 正确解答本题须明确以下两点：
(1)可遗传变异的三种类型。
(2)三类可遗传变异发生的时间及结果。
【精讲精析】
选项 分析判断
A 若基因突变发生在体细胞而不是生殖细胞中，进行有性生殖的生物就不会遗传给后代，A项错误
B 染色体变异分为结构变异和数目变异，染色体数目成倍增加的变异一般是可育的，B项错误
C 基因碱基序列改变如果并未引起相应蛋白质中氨基酸的改变，或者是真核生物中内含子的碱基改变，并不导致性状的改变，C项正确
D 基因突变是唯一可产生新基因的变异，是生物变异的根本来源，D项错误
【答案】 C
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
结 论 语 句
1．基因控制生物性状的两条途径
(1)通过控制蛋白质的分子结构来控制性状。
(2)通过控制酶的合成控制代谢过程，从而影响生物性状。
2．基因重组包括基因自由组合和交叉互换两种类型。
3．基因突变会引起基因结构的改变，但却不一定引起生物性状的改变。
4．基因突变有碱基对的增添、缺失或改变三种方式。
5．基因突变具有普遍性、随机性、多方向性、低频性和可逆性。
1．基因突变常发生在细胞周期的( )
A．分裂间期 B．前期
C．后期 D．分裂期的各个时期
【解析】 基因突变常发生在DNA分子结构最不稳定的时期，DNA在细胞分裂间期解螺旋，结构最不稳定，易发生基因突变。
【答案】 A
2．(2012·济南检测)关于基因重组的叙述，下列哪一项是正确的( )
A．有性生殖可导致基因重组
B．等位基因的分离可导致基因重组
C．细菌分裂时发生基因重组
D．无性生殖可导致基因重组
【解析】 基因重组是指生物 ( http: / / www.21cnjy.com )体在有性生殖过程中，控制不同性状的基因的重新组合，具体包括非同源染色体上的非等位基因的自由组合，同源染色体的非姐妹染色单体间的基因的互换，发生在减Ⅰ后期或减数分裂的四分体时期。
【答案】 A
3．(2013·海南高考)某二倍体植物染色体上的基因B2是由其等位基因B1突变而来，如不考虑染色体变异，下列叙述错误的是( )
A．该突变可能是碱基对替换或碱基对插入造成的
B．基因B1和B2编码的蛋白质可以相同，也可以不同
C．基因B1和B2指导蛋白质合成时使用同一套遗传密码
D．基因B1和B2可同时存在于同一个体细胞中或同一个配子中
【解析】 基因突变是由碱基对的增 ( http: / / www.21cnjy.com )添、缺失或改变引起的，A正确；突变后的密码子可能与原密码子决定同一种氨基酸，故基因B1和B2编码的蛋白质可以相同，也可以不同，B正确；自然界所有生物共用一套遗传密码，C正确；正常情况下，减数分裂产生配子时，同源染色体上的等位基因会随着同源染色体的分离而分离，B1和B2基因不可能同时存在于同一个配子中，D错误。
【答案】 D
4．噬菌体和黄瓜的变异来源分别是( )
①基因突变 ②基因重组 ③染色体变异
A．①、①②③ B．①、①②
C．②、①②③ D．③、①②③
【解析】 黄瓜属于真核生物，能进行 ( http: / / www.21cnjy.com )有性生殖，能发生基因重组、染色体变异、基因突变。噬菌体不能进行有性生殖，不能进行基因重组，没有染色体，不能发生染色体变异，只能发生基因突变。
【答案】 A
5．(2013·济宁高一期末)根据下面甲、乙两图，回答下列问题。
甲 乙
(1)图甲所示为遗传信息的__________过程，图乙为________的结构示意图。
(2)RNA有三种，分别是__________、____________、________。如果图乙中的反密码子为UAC，则对应的密码子是________，转录出该密码子的基因模板链的对应碱基是________，对应的氨基酸是________。
(3)基因控制蛋白质的合成包括__ ( http: / / www.21cnjy.com )______和________两个过程；基因控制生物体的性状有两种方式：____________________和________________________。
(4)遗传密码是________上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。
【解析】 解题的关键是明确RNA的种类 ( http: / / www.21cnjy.com )、作用及遗传信息的传递过程。RNA有mRNA、tRNA和rRNA三种，遗传密码位于mRNA上。图乙中tRNA的反密码子为UAC，按照碱基互补配对原则(A—U，T—A，G—C，C—G)，对应的密码子是AUG，转录出该密码子的DNA模板链的对应碱基是TAC。该密码子决定的氨基酸是甲硫氨酸且是起始密码子。基因通过控制酶的合成来控制代谢的过程，进而控制生物体的性状，也可以通过控制蛋白质的分子结构直接控制生物体的性状。
【答案】 (1)翻译 tRNA
(2)mRNA tRNA rRNA AUG TAC 甲硫氨酸
(3)转录 翻译 基因通过控制酶的合成来控制代谢的过程，进而控制生物体的性状 基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
(4)mRNA
一、选择题
1．下列关于基因与性状关系的叙述，错误的是( )
A．一对相对性状可由多对基因控制
B．基因可通过控制酶的合成控制代谢过程进而控制生物的性状
C．隐性基因控制的性状不一定得到表现
D．基因型相同，表现型就相同
【解析】 基因与性状的关系是基因型与环境条件共同决定生物性状，因此基因型相同，环境不同时，表现型不一定相同。
【答案】 D
2．红海中营群居生活的红鲷鱼有一 ( http: / / www.21cnjy.com )种奇怪的现象，即在缺少雄性红鲷鱼的雌鱼群体中，总会有一条雌鱼变成雄鱼，且身体也变得比其他雌鱼健壮。为解释这一现象，有人做了如下两组实验(注：两组红鲷鱼生长状况、实验装置、条件及时间都相同)。该实验说明( )
A．环境因素对生物的性状表现起到决定性作用
B．生物的性状表现由遗传物质决定
C．生物的性状表现是基因型与环境相互作用的结果
D．红鲷鱼的性别决定与遗传物质无关
【解析】 该实验说明生物表现型是由环境和基因型共同决定的，且由环境引起的变异属于不可遗传变异。
【答案】 C
3．某基因的一个片段中的一条单链在复制时一个碱基由G→C，该基因复制三次后发生基因突变的基因占基因总数的( )
A．100% B．50% C．25% D．12.5%
【解析】 DNA的复制是 ( http: / / www.21cnjy.com )半保留式的，在DNA双链中，以该单链为模板复制的子代双链DNA中基因突变。而以与该单链的互补链为模板复制的后代DNA中，基因都是正常的。因此在后代DNA中，正常基因和突变基因各占一半。
【答案】 B
4．(2012·淮安高一期末)下列有关基因重组的叙述中，正确的是( )
A．基因型为Aa的个体自交，因基因重组而导致子代性状分离
B．基因A因替换、增添或缺失部分碱基而形成它的等位基因a属于基因重组
C．非姐妹染色单体间的互换可能导致基因重组
D．造成同卵双生姐妹间性状上差异的主要原因是基因重组
【解析】 本题主要考查基因重组。Aa个体 ( http: / / www.21cnjy.com )自交，后代的性状分离是由于等位基因的分离和配子之间随机结合而形成的；基因A中碱基对的替换、增添或缺失属于基因突变；同源染色体上非姐妹染色单体间的互换属于基因重组；同卵双生是指由同一受精卵发育而来的，所以细胞核中的遗传物质是一样的，其性状差异主要是由于外界环境引起的。
【答案】 C
5．(2013·青岛高一期末)真核生物进行有性生殖时，通过减数分裂和随机受精使后代( )
A．增加发生基因突变的概率
B．继承双亲全部的遗传性状
C．从双亲各获得一半的DNA
D．产生不同于双亲的基因组合
【解析】 本题考查了遗传变异的相 ( http: / / www.21cnjy.com )关知识。进行有性生殖的生物，其变异的主要来源是基因重组，即在减数分裂过程中，由于四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体的交叉互换或减数第一次分裂后期非同源染色体上的非等位基因自由组合而发生基因重组，使后代产生不同于双亲的基因组合。
【答案】 D
6．如果一个基因的中部缺失了1个核苷酸对，下列后果中不可能出现的是( )
A．没有蛋白质产物
B．翻译为蛋白质时在缺失位置终止
C．所控制合成的蛋白质减少多个氨基酸
D．翻译的蛋白质中，缺失部位以后的氨基酸序列发生变化
【解析】 基因的中部若缺少1个核 ( http: / / www.21cnjy.com )苷酸对，该基因仍然能表达，但是表达产物(蛋白质)的结构发生变化，有可能出现下列三种情况：翻译为蛋白质时在缺失位置终止、所控制合成的蛋白质减少或者增加多个氨基酸、缺失部位以后的氨基酸序列发生变化。
【答案】 A
7．雌果蝇某染色体上的DNA分子中一个脱氧核糖核苷酸对发生了替换，其结果是( )
A．该雌果蝇性状一定发生变化
B．形成的卵细胞中一定有该突变的基因
C．此染色体的化学成分发生改变
D．此染色体上基因的数目和排列顺序不改变
【解析】 有些氨基酸是由 ( http: / / www.21cnjy.com )几个不同的密码子决定的，因此DNA分子中一个脱氧核糖核苷酸对发生了替换，合成的蛋白质不一定发生变化，因此该雌果蝇的性状不一定发生变化。如果替换发生在体细胞中，则形成的卵细胞中就没有该突变的基因。染色体的化学成分不会发生改变。
【答案】 D
8．(2013·广州期末)下图为结肠癌发病过程中细胞形态和部分染色体上基因的变化。下列表述正确的是( )
A．图示中与结肠癌有关的基因互为等位基因
B．结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果
C．图中染色体上的基因变化说明基因突变是随机和定向的
D．上述基因突变可传递给子代细胞从而一定传给子代个体
【解析】 等位基因位于同源染色体上，基因突变是随机和不定向的。发生在体细胞中的基因突变一般不会遗传给后代。
【答案】 B
9．(2011·安徽高考)人体 ( http: / / www.21cnjy.com )甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄碘能力。临床上常用小剂量的放射性同位素131I治疗某些甲状腺疾病，但大剂量的131I对人体会产生有害影响。积聚在细胞内的131I可能直接( )
A．插入DNA分子引起插入点后的碱基序列改变
B．替换DNA分子中的某一碱基引起基因突变
C．造成染色体断裂、缺失或易位等染色体结构变异
D．诱发甲状腺滤泡上皮细胞基因突变并遗传给下一代
【解析】 DNA分子中没有I元 ( http: / / www.21cnjy.com )素，所以131I不会插入DNA分子或替换其中的碱基而引起基因突变，所以积聚在细胞内的131I可能直接造成染色体断裂、缺失或易位等染色体结构的变异，而这种变异发生在体细胞，不可能传递给下一代。
【答案】 C
10．(2011·海南高考)关于哺乳动物红细胞和血红蛋白的叙述，错误的是( )
A．机体缺铁时，血红蛋白的合成量会减少
B．成熟红细胞中没有血红蛋白mRNA的合成
C．血浆中的氧和Na＋通过主动运输进入红细胞
D．血红蛋白基因突变可导致镰刀型细胞贫血症
【解析】 血浆中的氧进入红细胞的方式是自由扩散。
【答案】 C
二、非选择题
11．图示为人类镰刀型细胞贫血症病因的图解。请分析回答(已知谷氨酸的密码子是GAA、GAG)。
(1)图解中①是________过程，是在________中完成的。
(2)图解中②是________过程，是在________上完成的。
(3)图解中③是在________中完成的，因为这一过程中一个碱基对发生了改变，导致最终合成的血红蛋白异常，这一改变叫________。
(4)写出④上的三个碱基序列___ ( http: / / www.21cnjy.com )_______。这一碱基序列被称为缬氨酸的__________。转运上述谷氨酸的tRNA中对应的碱基是________________。
(5)镰刀型细胞贫血症是常染色体上隐性遗 ( http: / / www.21cnjy.com )传病。若正常基因为H，那么H基因的碱基组成是________，h基因的碱基组成为______________。
(6)若正常基因片段中CTT突变成CTC，是否会引发血红蛋白异常？为什么？
(7)镰刀型细胞贫血症十分少见，说明基因突变的特点为____________。
【答案】 (1)转录 细胞核 (2)翻译 核糖体
(3)细胞核 基因突变
(4)GUA 遗传密码 CUU
(5)
(6)不会，因为当基因中的CTT ( http: / / www.21cnjy.com )突变成CTC时，转录的mRNA上的密码子由GAA变成GAG，两个密码子决定的氨基酸均为谷氨酸，所以血红蛋白分子结构不发生改变。
(7)低频性
12．已知物质D是某微生物生长所必需的，它的合成途径如下图所示。
基因A 基因B 基因C
↓ ↓ ↓
酶A 酶B 酶C
↓ ↓ ↓
物质A→物质B→物质C→物质D
野生型在只含物质A的培养基上就能正常生 ( http: / / www.21cnjy.com )长。现发现有三种突变体(均只有某一基因发生突变)，均不能在只含物质A的培养基上正常生长，请设计一实验方案，区分出三种突变体的突变基因，并预测实验结果。
(1)实验方案：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)预测实验结果：
①如果______________________________，说明基因A突变。
②如果______________________________，说明基因B突变。
③如果______________________________，说明基因C突变。
【解析】 (1)图中信息 ( http: / / www.21cnjy.com )表明，基因A、B、C分别控制酶A、B、C的合成，进而分别催化合成物质B、C、D。野生型果蝇同时具有基因A、B、C，只要培养基中含有物质A，最终可转化为其生长所必需的物质D。(2)若某一基因突变，则不能合成相应的酶，也就不能催化生成相应的物质，此种生物必须在添加相应的物质后才能生长，因此可通过控制培养基物质的成分来判断基因突变的情况。
【答案】 (1)将这三种突变体分别放在只含物质B、只含物质C的培养基中培养，观察生长情况
(2)①在只含物质B和只含物质C的培养基中都能正常生长
②在只含物质B的培养基中不能正常生长，在只含物质C的培养基中能正常生长
③在只含物质B和只含物质C的培养基中都不能正常生长
第四节转基因生物和转基因食品
第五节人类基因组计划
(教师用书独具)
●课标要求
1．简述转基因食品的安全。
2．简述人类基因组计划及意义。
●课标解读
1．简述重组DNA技术的概念和步骤。
2．关注转基因生物和转基因食品的利弊。
3．掌握核基因组、线粒体基因组、叶绿体基因组、病毒基因组等基因组的含义。
4．掌握人类基因组的含义及人类基因组计划的内容及意义。
●教学地位
本课时内容不仅是必修二的学习内容之一，还 ( http: / / www.21cnjy.com )与选修三中的基因工程专题有密切的联系，且用于指导生产实践、提高和改善生产技术，尤其人类基因组计划和转基因食品的安全性是近年来大家较为关注的热点内容。纵观近三年的高考，对生物育种的原理、流程、优缺点的考查尤为突出，但单独考查命题较少。
●教法指导
1．由于基因工程是在分子水平上进行的生 ( http: / / www.21cnjy.com )物工程，在高中阶段不可能直接让学生进行相关实验和操作，备课时作充分准备，如准备相关的课件通过电脑动画来表现这一动态过程。
2．充分发挥学生的动手能力，用百度文库 ( http: / / www.21cnjy.com )和百度知道搜索转基因生物的安全性的讨论资料，课堂上让各小组的学生参阅百度图片上的转基因科幻图，根据所学习的本节转基因知识的内容，小组合作设计至少一幅应用转基因的科幻图，配上文字说明，展示在黑板上，每组推选一位讲解员，针对本小组的作品，说明设计意图。
3．采用奥苏贝尔的渐进分化式，先 ( http: / / www.21cnjy.com )向学生提供一个“先行组织器”，介绍总括性信息(人类基因组计划的有关基本知识和课本基本知识)，然后逐层展开，提供稍微详细的信息(需要学生进行讨论的问题)，分层次进行教学，最后再由部分到整体，使整个教和学的路径最短。
(教师用书独具)
●新课导入建议
图片展示“发光的水母”和“ ( http: / / www.21cnjy.com )不发光的热带鱼”，提问：能否让热带鱼也发光呢？再展示“五彩斑斓的发光热带鱼”，梦想成为现实！再欣赏：“超级小鼠和普通小鼠”、“抗虫棉和普通棉花”、“抗虫玉米与不抗虫玉米”、“超级细菌”等图片的对比，提问：想什么就有什么，什么技术这么神奇呢？转基因生物安全吗？有人说“Yes”，有人说“No”，在你的内心，对转基因生物的安全性有哪些想法呢？
●教学流程设计
课前自主探究：阅读教材相关内容，填 ( http: / / www.21cnjy.com )写【课前自主导学】一、二，完成“思考交流”。 步骤1：情景导课：以【新课导入建议】多媒体展示图片方式激趣导入，导出课题。 步骤2：预习效果检测：作答【正误判断】并进行校正。随机抽选学生回答基因工程操作的“四大步骤”。 步骤3：阅读【探究1】，课件以动画形式播放基因工程操作的基本步骤，分析审题导析，共同完成【例1】进行强化。
步骤6：诵读【结论语句】，当 ( http: / / www.21cnjy.com )堂完成【当堂双基达标】。课下完成【课时作业】。 步骤5：学生阅读【探究2】有关基因组概念、基因组类型及染色体组的辨析。分析审题导析，以【例2】为例对该要点进行强化。 步骤4：课件提供丰富的图片以展示基因工程在医药卫生、农牧业、食品工业等方面的应用，继而引出转基因生物及食品的安全性问题，引导学生展开关于其安全性的讨论。
课 标 解 读 重 点 难 点
1.简述重组DNA技术的概念和步骤。2．关注转基因生物和转基因食品的利弊。3．掌握核基因组、线粒体基因组、叶绿体基因组、病毒基因组等基因组的含义。4．掌握人类基因组的含义及人类基因组计划的内容及意义。 1.概述重组DNA技术的步骤和应用。(重难点)2．关注转基因生物和转基因食品的安全性。(重点)3．掌握核基因组、线粒体基因组等基因组的含义。(重点)
重组DNA技术
1.概念
又称转基因技术，指利用分子生物学和基因工程的手段，将某种生物的基因转移到其他生物物种中，使其出现原物种不具有的新性状的技术。
2．步骤(以转基因动物为例)
(1)获取目的基因
常用的方法有：直接提取法或人工合成法。
(2)体外重组DNA分子
①常用的载体：细菌质粒或病毒DNA。
②常用的酶：限制性内切酶和DNA连接酶。
(3)重组DNA分子导入受体细胞
将重组DNA分子通过显微注射技术导入受体细胞(如受精卵)。
(4)筛选和鉴定
在全部受体细胞中，筛选出真正导入目的基因的受体细胞，并鉴定其是否表达了所需遗传性状或产物。
1．把一种生物的基因植入另一种生物体内后，该基因为什么能表达？
【提示】 因为不同生物基因的物质组成相同、空间结构相同，且所有生物在表达过程中共用一套密码子。
转基因生物和转基因食品的安全性
1．转基因生物可能对生物的多样性、生态环境和人类健康构成威胁。
(1)可能把具抗性的基因转到野生亲缘种中，使之成为具抗性的杂草，或导致野生等位基因的丢失，造成遗传多样性降低。
(2)可能与其他病毒重组，产生超级病毒，给生物界带来巨大灾难。
(3)可能与土壤微生物相互作用，影响一些微生物的活动过程，从而影响地球化学循环。
2．转基因食品可能存在环境安全性和食用 ( http: / / www.21cnjy.com )安全性。环境安全性集中体现在生产转基因食品时应用的转基因生物的安全性。食用安全性体现在转基因食品经过代谢后是否会产生一些有毒物质，危害人和动物健康；转基因食品是否会对肠道微生物产生影响。
基因组和人类基因组
1.基因组：一个单倍体细胞核中、一个细胞器(如线粒体、叶绿体)中或一个病毒中所包含的全部DNA(或RNA)分子的总称。
2．基因组的分类
基因组可分为核基因组、线粒体基因组、叶绿体基因组、病毒基因组等。
3．人类基因组
(1)指单倍体细胞中24条染色体，即22条常染色体、一条X染色体和一条Y染色体所具有的全部DNA分子。
(2)人类基因组的DNA序列分为编码序列和非编码序列，其中非编码序列远远多于编码序列。
2．人类基因组DNA序列的非编码序列有何数量特点？
【提示】 非编码序列远远多于编码序列，约占97%。
人类基因组计划
1.目标
(1)最初目标：测定人类基因组DNA分子的核苷酸排列次序，绘制成精细的DNA序列图，定位约10万个基因，并对其他生物进行类似研究。
(2)终极目标：阐明人类基因组全部DNA序 ( htt
第一节认识基因
(教师用书独具)
●课标要求
阐明基因的概念。
●课标解读
1．概述基因的概念及其发展。
2．举例说明基因的现代含义。
●教学地位
本节内容是联系细胞学和遗传的相关知识的枢 ( http: / / www.21cnjy.com )纽。深刻地理解基因与染色体的平行关系有助于学生理解生物物质基础、结构基础和功能三者之间的关系。在近三年的高考中，多以遗传系谱图、相关图表为知识载体，考查基因和染色体的位置关系及概率的计算等。
●教法指导
1．用现实生活中的例子和设计学生感兴趣的问题导入，激发学生的积极性和兴趣。
2．教学中注意对学生探究能力的培养，引导学生逐步的得出基因是有遗传效应的DNA片断。
3．注重核心概念的内涵和外延。如基因、染色体、遗传信息、脱氧核苷酸、碱基之间关系的提升。
4．为弥补学生自主学习的不足，可使用多媒体 ( http: / / www.21cnjy.com )课件帮助学生对知识进行归纳整理，使学生对知识有一个全面、系统、准确的了解，在头脑中形成系统的知识结构。
(教师用书独具)
●新课导入建议
资料展示：《美国人类基因学》期刊—人类可能 ( http: / / www.21cnjy.com )具有“聪明”基因；科学家发现人的某些基因可能会对人的智商产生影响！ 2005年7月澳大利亚昆士兰医学研究院的研究人员发现：“聪明”基因在人的第2和第6号染色体上。孟德尔的遗传规律中强调了遗传因子(基因)的变化，减数分裂中强调了染色体的变化，那么，它们有没有什么联系呢？
●教学流程设计
课前自主探究：阅读教材相关 ( http: / / www.21cnjy.com )内容，填写【课前自主导学】一、二，完成“思考交流”。 步骤1：情景导课：选择【新课导入建议】方式创设情景，激趣导出本课时课题。 步骤2：检测自学效果：分组抢答【正误判断】并进行校正。 步骤3：结合教材内容，分析传统观点对基因的认识及其局限性，讨论分析现代遗传学对基因的新认识。
步骤7：构建本课时知识网络，诵读【结论 ( http: / / www.21cnjy.com )语句】，课下完成【课时作业】。 步骤6：以【探究2】【名师点拨】将细胞减数分裂与遗传定律进行联系，完成【例2】的解题，分组作答【当堂双基达标】。 步骤5：思考【探究2】的【审题导思】，分析脱氧核苷酸、基因、DNA和染色体的关系，采取板书和课件展示相结合的形式展示，加深理解。 步骤4：从四个角度分析【名师点拨】基因的内涵，指导学生结合审题导析完成【例1】的解题。
步骤8：作业：课下独立完成摩尔根果蝇杂交试验及验证试验的遗传图解。
课 标 解 读 重 点 难 点
1.概述基因的概念及其发展。2．举例说明基因的现代含义。 脱氧核糖核苷酸、基因、DNA和染色体之间的关系。(重点)
“基因”概念的发展
1.“基因”的提出
(1)1865年，孟德尔提出生物的某种性状是由“遗传因子”决定的。它具有世代相传和决定遗传表达两个基本属性。
(2)1909年，丹麦遗传学家约翰逊提出“基因”这个名词，其含义与“遗传因子”完全一致。
2．基因概念的发展
(1)摩尔根的研究成果
通过对果蝇的研究证实了：
①基因存在于染色体上。
②一条染色体上含有许多基因。
③基因在染色体上呈线性排列。
(2)艾弗里等的研究成果
最终证实：基因的本质是DNA。基因是DNA分子上的一段核苷酸序列，是遗传的功能单位，可编码一段肽链或者编码一段RNA。
(3)雅各布和莫诺的研究成果
研究大肠杆菌的乳糖代谢调节机制试验 ( http: / / www.21cnjy.com )证明：基因是可分的，从功能上可以把基因分为编码蛋白质的结构基因，以及负责调节其他基因功能的调节基因和起调控作用的启动基因、操纵基因。
1．控制植物开红花的基因能决定人皮肤的性状吗？
【提示】 不能。二者DNA的碱基序列不同，代表的遗传信息也不相同。
基因的现代含义
1.基因的结构特点
(1)断裂基因
大多数真核生物的基因的编码序列是不 ( http: / / www.21cnjy.com )连续的，而是被不编码的序列隔开，称为断裂基因。其中的编码序列称为外显子，非编码序列称为内含子。断裂基因往往由一些交替存在的外显子和内含子构成。
(2)重叠基因
指两个基因共用一段重叠的核苷酸序列。
(3)可动基因
在染色体上通过某种方式从一个位置转移到另外一个位置的基因，称为可动基因，也叫做转座因子。
2．基因的概念
基因是遗传的基本物质和功能单位，它携带了逐代传递的信息，是组成一个转录区域和转录调节的一段DNA序列。
2．是否DNA上任何一段脱氧核糖核苷酸序列都可称为一个基因？为什么？
【提示】 不是。基因是有遗传效应的DNA序列。
1．基因都位于染色体上。(×)
【提示】 基因主要位于染色体上，还有染色体外基因。
2．基因的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸。(√)
3．构成基因的碱基总数与DNA分子的碱基总数相等。(×)
【提示】 基因碱基数只占DNA分子碱基的一部分。
4．细胞中所有的基因均会表达为一定的产物。(×)
【提示】 不一定，要在特定时间、特定空间才会表达为一定的产物。
基因的现代含义
【问题导思】
①传统观点对基因的认识是怎样的？有何局限性？
②现代对基因是如何定义的？
1．传统观点对基因的认识及其局限性
(1)每一个结构基因是一段连续的DNA序列，一定的DNA序列对应着一定的氨基酸序列。
局限性：大多数真核生物的基因的编码序列在DN ( http: / / www.21cnjy.com )A分子上不是连续排列的，而是被不编码的序列隔开，称为断裂基因，由交替存在的内含子(非编码序列)和外显子(编码序列)构成。
(2)基因是互不沾染、单个分离的实体。
局限性：在许多原核生物和一些真核生物中发现有两个基因共用一段重叠的核苷酸序列的现象，即重叠基因。
(3)基因在染色体上的位置是固定的。
局限性：绝大多数基因在染色 ( http: / / www.21cnjy.com )体上的位置是固定的，但有些基因在染色体上的位置是可以移动的，可以通过某种方式从一个位置转移到另外一个位置，称作可动基因，也叫转座因子。
2．现代遗传学对基因的认识
(1)现代基因概念
基因是遗传的基本物质和功能单位，它携带了逐代传递的信息，是组成一个转录区域和转录调节的一段DNA序列。
(2)基因概念的含义
①基因在绝大多数生物中是 ( http: / / www.21cnjy.com )有遗传效应的DNA序列，这些序列是遗传信息的物质载体，可表达为一定的产物如蛋白质或RNA，传递着支配生命活动的指令。
②所有生物的生命活动无不直接或间接地在 ( http: / / www.21cnjy.com )基因控制之下，基因既是构建生命和生命活动及其多样性的基本因子，又是用于人工操作改造生命属性的基本元件。
基因的内涵
1．功能上，是遗传物质的结构和功能的基本单位。
2．本质上，是有遗传效应的DNA序列。
3．结构上，含有特定遗传信息的脱氧核糖核苷酸序列。
4．位置上，在染色体上有特定的位置，呈线性排列。
下列关于基因结构的认识中，正确的是( )
A．小麦细胞基因的编码区中存在非编码序列
B．花生细胞基因结构中内含子存在于编码区中，是能编码蛋白质的序列
C．不同生物中的基因结构基本相同
D．乳酸菌与酵母菌基因结构中，都存在外显子和内含子
【审题导析】 解答本题应明确以下几点：
(1)原核生物和真核生物编码区不同。
(2)基因的现代含义。
(3)不同基因间的区别之处。
【精讲精析】
选项 分析判断
A 小麦细胞为真核细胞，其编码区中存在着非编码的序列，A项正确
B 真核细胞的编码区中含有内含子和外显子，外显子能编码蛋白质序列，B项错误
C 不同生物中的基因结构是不同的，主要表现在核苷酸的数目和排列顺序上，C项错误
D 乳酸菌是原核生物，其基因结构不含有内含子，D项错误
【答案】 A
脱氧核糖核苷酸、基因、DNA和染色体的关系
【问题导思】
①基因、DNA和染色体间的结构层次由小到大是如何排列的？
②基因在染色体上是如何排列的？
1．基因与脱氧核糖核苷酸的关系
(1)基因的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸。
(2)基因中脱氧核糖核苷酸的排列顺序称为遗传信息。
(3)基因中脱氧核糖核苷酸的排列顺序的多样性决定了基因的多样性。
2．基因与DNA的关系
(1)基因是有遗传效应的DNA序列，每个DNA分子上有许多个基因。一个DNA分子上的碱基总数大于该DNA分子上所有基因上的碱基数之和。
(2)基因具有遗传效应是指其能控制生物的性状。基因是控制生物性状的结构和功能的基本单位，特定的基因控制特定的性状。
3．DNA与染色体的关系
染色体主要由DNA和蛋白质构成。通常情况下一条染色体上含有1个DNA分子，染色体是DNA的主要载体。
4．基因与染色体的关系
(1)基因在染色体上呈线性排列。
(2)染色体是基因的主要载体，但不是唯一载体，如线粒体、叶绿体中也有少量的DNA，也是基因的载体。
5．四者之间的数量关系
1条染色体DNA分子基因脱氧核糖核苷酸。
基因的行为并不都遵循孟德尔遗传规律
1．并不是所有的非等位基因都遵循基因自由组合规律，只有非同源染色体上的非等位基因遵循自由组合规律。
2．并不是真核生物中所有的基因都遵循孟德尔的遗传规律，叶绿体、线粒体中的基因都不遵循遗传规律。
3．原核生物中的基因都不遵循孟德尔遗传规律。
下图表示基因、DNA和染色体之间的关系。1、2、3、4分别表示( )
A．胸腺嘧啶、启动基因和操纵基因、内含子、外显子
B．尿嘧啶、非编码区、外显子、内含子
C．胸腺嘧啶、非编码序列、外显子、内含子
D．尿嘧啶、启动基因和操纵基因、内含子、外显子
【审题导析】 解答本题须明确以下几点：
(1)染色体只存在于真核细胞的细胞核中，主要由DNA分子和蛋白质分子组成。
(2)DNA分子上具有遗传效应的片段是基因。
(3)真核生物基因的种类。
【精讲精析】 图示中1是构成脱氧核糖核 ( http: / / www.21cnjy.com )苷酸的成分，所以是胸腺嘧啶T,2是启动基因和操纵基因。3和4构成结构基因，4编码蛋白质，说明是外显子，3是内含子。
【答案】 A
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
结 论 语 句
1．一条染色体上有许多基因，基因在染色体上呈线性排列。
2．基因是有遗传效应的DNA序列。
3．依据功能可把基因分为结构基因、调节基因、启动基因和操纵基因。
4．依据结构特点可把基因分为断裂基因、重叠基因和可动基因。
1．下列各项中，属于“遗传因子”的基本属性的是
( )
①世代相传 ②决定遗传表达 ③由DNA片段组成
A．①③ B．②③
C．①② D．①②③
【解析】 孟德尔认识到“遗传因子”具有两个基本属性：“遗传因子”是世代相传的；“遗传因子”是决定遗传表达的。
【答案】 C
2．(2012·延安高一检测)根据下图所示，下列相关叙述正确的是( )
A．非编码序列是外显子，编码序列是内含子
B．启动基因没有遗传效应
C．结构基因有三个内含子和四个外显子
D．结构基因有三个外显子和四个内含子
【解析】 基因是具有遗传效应的DN ( http: / / www.21cnjy.com )A序列。图示为真核生物的基因，结构基因中的编码序列称为外显子，非编码序列称为内含子。图示结构基因中有四个外显子，三个内含子。
【答案】 C
3．绝大多数基因在染色体上的位置是固定不 ( http: / / www.21cnjy.com )变的，但有些基因可以通过某种方式从一个位置转移到另外一个位置，这些能在染色体上移动位置的基因称为( )
A．断裂基因 B．重叠基因
C．转座因子 D．操纵子
【解析】 断裂基因是指绝大多数真核生 ( http: / / www.21cnjy.com )物的基因的编码序列在DNA分子上不是连续的，而是被不编码的序列隔开。重叠基因是许多原核生物和真核生物中有两个基因共用一段重叠的核苷酸序列的现象。可动基因也称为转座因子。
【答案】 C
4．细胞内与遗传有关的物质，从复杂到简单的结构层次是( )
A. DNA→染色体→脱氧核糖核苷酸→基因
B．染色体→脱氧核糖核苷酸→DNA→基因
C. DNA→染色体→基因→脱氧核糖核苷酸
D．染色体→DNA→基因→脱氧核糖核苷酸
【解析】 染色体是DNA的主要载体，基因是具有遗传效应的DNA片段，基因是由脱氧核糖核苷酸组成的。
【答案】 D
5．比德尔和泰特姆曾经以链孢霉为材料进 ( http: / / www.21cnjy.com )行了下面的实验，选择三种不能合成精氨酸的链孢霉突变菌株，分别培养在不同的培养基上，培养基成分和生长情况如下表所示。
培养基菌株 基本培养基 添加精氨酸的培养基 添加瓜氨酸的培养基 添加鸟氨酸的培养基
菌株Ⅰ － ＋ － －
菌株Ⅱ － ＋ ＋ －
菌株Ⅲ － ＋ ＋ ＋
野生型 ＋ ＋ ＋ ＋
(“＋”表示生长，“－”表示不生长)
(1)该实验的目的是探究________和________之间的关系。
(2)该实验过程遵守了实验设计的哪些原则？
________________________。
(3)请根据实验结果推断链孢霉合成精氨酸、鸟氨酸、瓜氨酸的合成顺序：__________________________。
(4)两位科学家通过本实验证明了什么问题？
_______________________________________。
【解析】 比德尔和泰特姆提出了 ( http: / / www.21cnjy.com )特定的酶的产生是由一个特定的基因负责的，即“一基因一酶说”。该实验中要注意遵循单一变量和对照原则，否则实验结果不具有说服力。由信息推出，有了精氨酸菌株Ⅰ才能生长，故精氨酸是菌株生长所必需的。有了瓜氨酸和精氨酸菌株Ⅱ都能生长，但只有鸟氨酸不能生长，故瓜氨酸能生成精氨酸。菌株Ⅲ有了精氨酸、瓜氨酸、鸟氨酸都能生长，故菌株Ⅲ鸟氨酸可以形成瓜氨酸。野生型有了三种氨基酸和基本原料都能生长，故原料可以产生鸟氨酸。最终总结精氨酸的形成途径是前体→鸟氨酸→瓜氨酸→精氨酸。
【答案】 (1)基因 酶
(2)对照原则和控制单一变量原则
(3)前体→鸟氨酸→瓜氨酸→精氨酸
(4)特定的酶的产生是由一个特定的基因负责的
一、选择题
1．(2013·济南期末)在人类探明基因神秘踪迹的历程中，最早证明基因位于染色体上的是( )
A．孟德尔的豌豆杂交实验
B．人类红绿色盲研究
C．萨顿的蝗虫实验
D．摩尔根的果蝇杂交实验
【解析】 孟德尔提出了“遗传因子”假说，萨顿通过类比推理把基因定位在染色体上，但最早证明基因位于染色体上的是摩尔根。
【答案】 D
2．下列关于基因的叙述中，正确的是( )
A．基因是DNA的基本组成单位
B．基因全部位于细胞核中
C．基因是遗传物质的功能和结构单位
D．基因是DNA上任意一个序列
【解析】 基因是有遗传效应的DNA序列，主要位于细胞核中；DNA的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸。
【答案】 C
3．下列关于基因的说法不正确的是( )
A．孟德尔提出了“遗传因子”的概念
B．比德尔和泰特姆提出了“一基因一酶说”
C．雅各布和莫诺认为基因是可分的
D．原核基因只有外显子，不含内含子
【解析】 本题考查基因概念的认识过程。 ( http: / / www.21cnjy.com )孟德尔提出了遗传因子的概念，实际指的就是基因。真核生物的基因的编码区有内含子、外显子之分，原核生物的基因的编码区是连续的，没有内含子和外显子之分。
【答案】 D
4．(2013·南通高一期末)下列有关基因的叙述，正确的是( )
A．基因是控制生物性状的结构单位和功能单位
B．经测定，一个由n个脱氧核糖核苷酸构成的DNA分子中，包含了m个基因，则每个基因的平均长度为n/2m个脱氧核糖核苷酸对
C．人体细胞内的基因全部位于染色体上
D．基因中脱氧核糖核苷酸的排列顺序就是遗传信息，只能通过减数分裂传递给后代
【解析】 基因是有遗传效应的DNA片段，是 ( http: / / www.21cnjy.com )控制生物性状的结构单位和功能单位。一个DNA分子上有许多个基因，但并非基因与基因紧密相连，那些没有遗传效应的DNA片段并不是基因，因此B项中基因的平均长度小于n/2m个脱氧核糖核苷酸对。人体细胞内的基因主要在染色体上，线粒体DNA分子上也有少量基因。有性生殖的生物通过减数分裂将遗传信息传递给下一代，无性生殖的生物通过有丝分裂将遗传信息传递给下一代。
【答案】 A
5．下列关于真、原核细胞的各种结构，有基因分布其中的是( )
①细胞核 ②核糖体 ③叶绿体 ④线粒体 ⑤拟核
⑥高尔基体 ⑦内质网 ⑧质粒
A．①③④⑤⑧ B．②③④⑤⑧
C．②⑥⑦ D．③④⑧
【解析】 核糖体、高尔基体、 ( http: / / www.21cnjy.com )内质网上不存在基因。D选项中③④⑧为染色体外基因，真核生物的基因主要分布于核内染色体上，原核生物的基因主要存在于拟核内大型环状DNA分子上。
【答案】 A
6.
(2012·济南高一检测)右图为大肠杆 ( http: / / www.21cnjy.com )菌DNA分子的基因结构示意图，其中a、b、c、d为能编码蛋白质的片段，e、f、g、h、i为不能编码蛋白质的片段，下列叙述不正确的是( )
A．a、b、c、d为结构基因
B．e、f、g、h、i不属于基因结构
C．e、f、g、h、i中有启动子
D．片段g可能是操作子
【解析】 原核生物(如大肠杆菌)的基因有编码区和非编码区之分，非编码区中有启动子和操作子，它们仍是基因部分结构。
【答案】 B
7．传统观点认为基因是互不沾染、单个分离的实体，下列现象能说明这一观点具有局限性的是( )
A．真核生物的结构基因是断裂基因，由内含子和外显子交替构成
B．许多原核生物和一些真核生物中发现有重叠基因
C．转座因子可以通过某种方式从一个位置转移到另外一个位置
D．基因不仅单独起作用，且各个基因之间还存在相互制约和调节的关系
【解析】 A是针对传统观点中的每一个结构基因是一段连续的DNA序列，C是针对传统观点中的基因在染色体上的位置是固定的。
【答案】 B
8．(2012·广州期末)下列关于基因和染色体关系的叙述，错误的是( )
A．染色体是基因的主要载体
B．基因在染色体上呈线性排列
C．一条染色体上有一个基因
D．体细胞(细胞核)中基因成对存在，染色体也成对存在
【解析】 基因和染色体存在明显的平行关 ( http: / / www.21cnjy.com )系，基因是有遗传效应的DNA片段，细胞中的DNA主要位于染色体上，此外在细胞质中的线粒体、叶绿体上也有少量的DNA，所以染色体是基因的主要载体。基因在染色体上呈线性排列，这也说明一条染色体上有多个基因。基因和染色体的平行关系还表现在体细胞(细胞核)中基因成对存在，染色体也成对存在。
【答案】 C
9．(2013·新乡高一期末)下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核糖核苷酸的说法，不正确的是( )
A．基因一定位于染色体上
B．基因在染色体上呈线性排列
C．四种脱氧核糖核苷酸的数目和排列顺序决定了基因的多样性和特异性
D．一条染色体上含有1个或2个DNA分子
【解析】 一般来讲，基因是具有遗传效应的 ( http: / / www.21cnjy.com )DNA片段，而DNA不一定组成染色体，因此基因不一定位于染色体上，A错；多个基因位于同一条染色体上，基因在染色体上呈线性排列，B正确；不同基因中脱氧核糖核苷酸的数目和排列顺序不同，使基因具有多样性，而每一个基因的脱氧核糖核苷酸的数目和排列顺序是特定的，因此基因又具有特异性，C正确；没有复制的每条染色体含有1个DNA分子，复制后的每条染色体含有两条染色单体，每条染色单体含有1个DNA分子，D正确。
【答案】 A
10．染色体、DNA、基因三者关系密切，下列叙述中不正确的是( )
A．正常细胞中每个染色体含有一个DNA分子，每个DNA分子有很多个基因
B．复制、分离和传递，三者都能相伴而行
C．三者都是遗传物质，三者都能行使生物的遗传作用
D．在生物的传宗接代过程中，染色体行为决定后两者
【解析】 DNA是主要的遗传物质，基因是有遗传效应的DNA片段，染色体是DNA与基因的载体，而不是遗传物质。
【答案】 C
二、非选择题
11．分析下图，回答有关问题。
)D脱氧核糖核苷酸→E基因→F DNA＋G→H染色体
(1)图中B是________，C是________，G是________________。
(2)F的基本组成单位是图中的________。
(3)图中E和F的关系是________。
(4)图中F的主要载体是__________，E和H的关系是________。
(5)通常一个H中含__________个F，一个F中含有____________个E，一个E中含有________个D。
【解析】 本题主要考查染色体和DNA及基因的 ( http: / / www.21cnjy.com )关系。DNA的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸，它是由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基构成的；基因是有遗传效应的DNA片段；染色体是遗传物质DNA的主要载体。一条染色体上通常含有一个DNA分子，一个DNA分子上有很多个基因，一个基因是由成百上千个脱氧核糖核苷酸构成的。
【答案】 (1)脱氧核糖 含氮碱基 ( http: / / www.21cnjy.com )蛋白质 (2)D (3)E是有遗传效应的F片段 (4)染色体 E(基因)以线性形式排列在H(染色体)的特定位置上 (5)一 许多 成百上千
12．[实验探究] 下图表示大肠杆菌中与乳糖代谢有关的基因结构，完成下面有关的问题。
(1)图中标出的四种基因是按基因的__ ( http: / / www.21cnjy.com )______________________________________________________________________划分的。
(2)已知上图中的四个基因都与大肠杆菌乳糖代谢有关，其中不能编码蛋白质的基因是________。
(3)已知启动子在结构基因控制合成蛋白质 ( http: / / www.21cnjy.com )的过程中发挥重要的调控作用。当环境中没有乳糖时，调节基因能够控制合成一种叫做阻抑物的蛋白质，能与操作子紧密结合，从而阻碍启动子对结构基因发挥调控作用。试解释阻抑物与操作子结合后，启动子不能发挥作用的最可能原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)由此可见，各个基因之间存在着________的关系。
【解析】 (1)基因按功能可以分为结 ( http: / / www.21cnjy.com )构基因、调节基因和起调控作用的启动基因、操纵基因。(2)启动基因和操纵基因由于不编码任何蛋白质或RNA，称为启动子和操作子。(3)(4)阻抑物蛋白质与操作子紧密结合，阻碍了启动子对结构基因发挥调控作用，这说明启动子与操作子这两个基因可能共用一段重叠的核苷酸序列。由此可见，各个基因之间存在着相互制约和调节的关系。
【答案】 (1)功能 (2)P(启动子 ( http: / / www.21cnjy.com ))和O(操作子) (3)启动子与操作子这两个基因可能共用一段重叠的核苷酸序列(重叠基因) (4)相互制约和调节
第二节基因的表达
(教师用书独具)
●课标要求
评述遗传信息的转录和翻译。
●课标解读
1．解释基因的功能。
2．结合教材图示，概述遗传信息的转录和翻译过程。
3．解释密码子在翻译过程中的作用。
4．说明中心法则的含义。
●教学地位
本课时是对基因定义进一步进行 ( http: / / www.21cnjy.com )阐述——什么是遗传效应的DNA片段以及细胞核为什么是细胞代谢和遗传的控制中心。同时也为学习变异、生物进化理论和基因工程垫定了基础。近三年的高考中，对遗传信息的流动包括复制、转录和翻译的过程及中心法则的内容、基因对性状的控制等考查尤为突出。常结合具体生理过程如某些蛋白质的合成及生物变异等知识，以信息题或实验题形式进行综合考查。
●教法指导
1．以问题为纽带，通过基因 ( http: / / www.21cnjy.com )的转录和翻译两个视频录像营造一种“教学情意场”，学生以探索者、研究者的身份投入学习的。学生通过仔细观察独立思考，亲身体验基因指导蛋白质合成中转录的动态过程。
2．对翻译的教学建议使用两个“突破”，即突 ( http: / / www.21cnjy.com )破将翻译的静止插图转化为动态图形，突破将翻译的抽象复杂转化为直观形象。课件展示flash动画，准备翻译的剪纸模型，以小组为单位用翻译的剪纸模型动手模拟翻译过程。
3．本课时教材的特点之一是插图多而且复杂。插 ( http: / / www.21cnjy.com )图包括结构示意图、化学组成区别图、转录过程流程图、翻译过程流程图和一个mRNA分子上的多个核糖体同时合成多条肽链示意图等。能否处理好教材中的插图，是本节教学成败的关键因素之一。
(教师用书独具)
●新课导入建议
播放视频：电影《侏罗纪公园》中恐龙复活的场景 ( http: / / www.21cnjy.com )。提问：电影中的科学家是怎么使已灭绝的动物复活的？ 教师引导：基因就像一张蓝图，生物体就是根据这张蓝图用蛋白质构建起来的。思考：基因(DNA)在细胞核中，而蛋白质的合成是在细胞质的核糖体上进行的，在细胞核的基因如何控制在细胞质中的蛋白质的合成呢？
●教学流程设计
课前自主探究：阅读教材相关内 ( http: / / www.21cnjy.com )容，填写【课前自主导学】一、二，完成“思考交流”。 步骤1：情景导课：选择【新课导入建议】中的【电影视频】创设情景，导出本课时题目。 步骤2：评价自学效果：(1)课件分别打出DNA与RNA的区别与联系，回答二者的判定方法。(2)分组抢答【正误判断】并进行校正。 步骤3：学生观察课件播放转录的过程，思考转录的模板、场所、条件及产物等，结合【探究2】表格部分内容进行识记。
步骤7：解读【探究2】有关表格内 ( http: / / www.21cnjy.com )容，指导学生完成对【例3】的解答，接着再进行课件系统展示整个遗传信息表达的过程。 步骤6：课件打出转录、翻译与DNA复制比较的表格，尝试填充，参看【探究2】进行校正。分析【例1】、【例2】以加强对遗传信息传递及表达的理解。 步骤5：解读密码子表，课件展示搬运氨基酸的tRNA，引出反密码子，结合【探究2】加以分析。课件播放“翻译”的动态过程。思考翻译的模板、场所、条件、原料等。 步骤4：由教材引出
mRNA上的相邻的三个碱基与氨基酸间如何建立关系的，继而推导编码氨基酸的“密码子”并由课件打出密码子表。
步骤8：构建本课时知识网络，诵读【结论语句 ( http: / / www.21cnjy.com )】，草纸上规范描绘DNA复制与转录、翻译的关系图解。完成【当堂双基达标】题目。 步骤9：课下完成【课时作业】。学会查看教材密码子表，以及分析教材蛋白质合成示意图。
课 标 解 读 重 点 难 点
1.解释基因的功能。2．结合教材图示，概述遗传信息的转录和翻译过程。3．解释密码子在翻译过程中的作用。4．说明中心法则的含义。 1.描述遗传信息的转录和翻译过程。(重难点)2．理解遗传信息、密码子、反密码子的区别。(重点)
基因的表达
1.概念
基因表达是指基因通过转录和翻译而产生蛋白质或转录后直接产生RNA的过程。
2．转录
(1)概念：在细胞核中，DNA分子首先解开双链，以其中的一条链为模板，按照碱基互补配对原则合成RNA的过程称为转录。
(2)场所：主要在细胞核中进行。其意义是使DNA中遗传信息传递到RNA中。
(3)RNA的结构和种类
①RNA与DNA结构的比较
DNA RNA
结构 双螺旋结构 通常呈单链结构
基本单位 脱氧核糖核苷酸 核糖核苷酸
碱基 A、T、C、G A、U、C、G
五碳糖 脱氧核糖 核糖
主要存在部位 细胞核 细胞质
②种类
(4)转录的过程
1．转录和复制都遵循碱基互补配对原则，碱基配对方式有何不同？
【提示】 复制时A—T配对，转录时A—U配对。
3．翻译
(1)概念：在细胞质中以mRNA为模板，以tRNA为运载工具，合成具有一定氨基酸序列的蛋白质的过程称为翻译。
(2)翻译场所：细胞质中进行。
密码子：mRNA上决定一个特定氨基酸的碱基三联体。
反密码子：转运RNA上能与密码子配对的三个相邻的碱基叫做一个反密码子。
(3)过程
起始：mRNA与核糖体结合。
↓
运输：tRNA携带氨基酸置于特定位置。
↓
延伸：核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子，由对应tRNA运输相应的氨基酸加到延伸中的肽链上。(一个mRNA可以结合多个核糖体)
终止：当核糖体到达mRNA上的终止密码子时，合成停止。
↓
脱离：肽链合成后从核糖体与mRNA的复合物上脱离，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质。
2．密码子具有什么特性？
【提示】 密码子具有专一性，一种密码子只能决定一种氨基酸，而一种氨基酸可以由一种或几种密码子决定。
3．密码子有64种，而反密码子为什么是61种？
【提示】 有3种终止密码子不与氨基酸对应，所以不存在与之对应的反密码子。
中心法则
中心法则描述了遗传信息传递的全过程。目前发现的遗传信息传递途径有
1．DNA→DNA：DNA的复制。
2．DNA→RNA：转录。
3．RNA→蛋白质：翻译。
4．RNA→RNA：RNA的复制。
5．RNA→DNA：逆转录。
1．DNA和RNA的化学成分除五碳糖不同之外，其他成分均相同。(×)
【提示】 DNA和RNA的化学成分除五 ( http: / / www.21cnjy.com )碳糖分别为脱氧核糖与核糖不同之外，碱基组成也有区别，DNA中含有胸腺嘧啶T，RNA中不含T，代之以尿嘧啶U。
2．脱水缩合产生的水中的氢只来自于氨基。(×)
【提示】 蛋白质合成过程中脱水缩合产生的水中的氢一个来自于氨基，一个来自于羧基。
3．转录只发生在细胞核中。(×)
【提示】 有DNA的地方就可以发生转录，如线粒体和叶绿体中。
4．转录和翻译过程可以出现A—U、U—A、C—G、G—C四种配对关系，不会出现A—T的配对方式。(×)
【提示】 翻译的过程中碱基配对双方 ( http: / / www.21cnjy.com )是mRNA上密码子和tRNA上反密码子，故A—U，U—A配对，不能出现T。但是在转录时mRNA上的A可以与DNA上的T配对。
5．当密码子中有一个碱基改变时，可能不会改变对应的氨基酸。(√)
DNA与RNA的区别与联系
【问题导思】
①DNA和RNA在结构上有哪些不同？
②DNA和RNA有什么联系？
种类比较项目 DNA(脱氧核糖核酸) RNA(核糖核酸)
组成成分
碱基
胸腺嘧啶(T) 尿嘧啶(U)
腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)
磷酸 磷酸
五碳糖 脱氧核糖 核糖
组成单位 脱氧核糖核苷酸(4种) 核糖核苷酸(4种)
结构 规则的双螺旋结构 常呈单链结构
分布 主要在细胞核内的染色体上 主要在细胞质内的核糖体等处
功能 遗传信息的储存、传递、表达 mRNA：转录DNA中的遗传信息，作为翻译的模板tRNA：识别密码子，携带特定氨基酸至核糖体rRNA：参与构成核糖体
联系 RNA是以DNA为模板转录而来的
DNA与RNA的判定方法
1．若有核糖，一定是RNA；若有脱氧核糖，一定是DNA。
2．若含T，一定为DNA；若含U ( http: / / www.21cnjy.com )，一定是RNA。所以用放射性同位素标记T或U，可探知DNA或RNA，若大量利用T，可认为进行DNA的复制；若大量利用U，可认为进行RNA的合成即转录。
3．若含T，A≠T或嘌呤≠嘧啶，则为单链DNA。因为双链DNA中A＝T，G＝C，嘌呤＝嘧啶(A＋G＝T＋C)。
在如图所示的四种化合物的化学组成中，“?”中所对应的含义最接近的是( )
A．①和② B．②和③
C．③和④ D．①和④
【审题导析】 正确解答本题应从以下几点分析：
(1)核酸分为DNA和RNA。
(2)DNA和RNA在基本组成单位上的区别。
【精讲精析】 ①中代表一磷酸腺苷，其中 ( http: / / www.21cnjy.com )的五碳糖为核糖，按核酸命名原则可称之为腺嘌呤核糖核苷酸，②中代表腺嘌呤，③中代表腺嘌呤脱氧核糖核苷酸，④中代表腺嘌呤核糖核苷酸，所以①和④最相近。
【答案】 D
基因的表达
【问题导思】
①DNA的复制、转录和翻译间有什么区别与联系？
②遗传信息、密码子和反密码子间有什么关系？
1．复制、转录和翻译的比较
DNA功能 传递遗传信息(DNA的复制)
表达遗传信息
转录 翻译
时间 细胞有丝分裂间期和减数分裂间期 在生长发育的连续过程中 在生长发育的连续过程中
场所 主要在细胞核 主要在细胞核 细胞质中核糖体
原料 4种脱氧核糖核苷酸 4种核糖核苷酸 20种氨基酸
模板 以DNA解旋后的两条链为模板 以DNA解旋后的一条链为模板 以信使RNA为模板
条件 解旋酶、DNA聚合酶、ATP等 解旋酶、RNA聚合酶、ATP等 缩合酶、ATP等
碱基配对方式 A—T、T—A、G—C、C—G A—U、T—A、G—C、C—G A—U、U—A、G—C、C—G
遗传信息传递方向 亲代DNA→子代DNA DNA→RNA RNA→蛋白质
过程特点 边解旋边复制、半保留复制(每个子代DNA含一条母链、含一条子链) 边解旋边转录，完成转录后的DNA仍保留原来的双链结构 以mRNA为模板，以tRNA为运载工具，在核糖体中合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质
产物 两个双链DNA 一条单链的 RNA 多肽或蛋白质
2.DNA上遗传信息、密码子、反密码子的对应关系
(1)密码子：mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻碱基。
①种类
②对应关系
(2)反密码子：与mRNA分子中的密码子互补配对的tRNA上的3个碱基。
①种类：61种。
②对应关系：反密码子与61种决定氨基酸的密码子对应。
a．一种tRNA只能运输一种氨基酸。
b．一种氨基酸可由一种或几种tRNA运输。
③特点：反密码子的三个碱基与相应的DNA模板链上对应的碱基相同，只是DNA的“T”对应tRNA的“U”。
密码子的特性
1．简并性：①当密码子中有一个碱基 ( http: / / www.21cnjy.com )改变时，可能并不会改变其对应的氨基酸，从而减少变异发生的频率。②当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸可保证翻译的速度。
2．通用性：说明所有生物可能有共同的起源或生命在本质上是统一的。
(2012·沈阳高一检测)根据下表中的已知条件，判断苏氨酸的密码子是( )
DNA双链
T G
mRNA
tRNA反密码子 A
氨基酸 苏氨酸
A.TGU B．UGA
C．ACU D．UCU
【审题导析】 解答本题须明确以下两点：
(1)DNA片段上模板链与mRNA碱基互补配对。
(2)mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子碱基互补配对。
【精讲精析】 反密码子与密码子互补， ( http: / / www.21cnjy.com )所以苏氨酸密码子第三个碱基为U，且密码子由mRNA上的碱基组成，不含碱基T，所以A、B两项错。根据mRNA与DNA中模板链互补可推知苏氨酸密码子为ACU，故选C。
【答案】 C
与基因表达有关的计算及中心法则
【问题导思】
①基因中碱基、mRNA中碱基和氨基酸的数量关系一定符合6∶3∶1吗？
②中心法则包含了哪些内容？
③每种生物是否都遵循中心法则的所有过程？
1．与基因表达有关的计算
转录、翻译过程中DNA(基因)碱基数∶mRNA碱基数∶多肽链氨基酸数＝6∶3∶1。参考图解如下：
有关计算的关系式可总结为：蛋白质中氨基酸的数目＝参加转移的tRNA数目＝1/3mRNA的碱基数目＝1/6基因中的碱基数。
以上比例关系都是最大值，原因如下：
(1)DNA中有的片段无遗传效应，不能转录出mRNA。
(2)在基因片段中，有的片段起调控作用，不转录。
(3)转录出的mRNA中有终止密码子，终止密码子不对应氨基酸，所以基因或DNA上碱基数目比蛋白质氨基酸数目的6倍多。
2．中心法则
最初中心法则的要点是：遗传信息只能由D ( http: / / www.21cnjy.com )NA传递到DNA，或由DNA传递到RNA，然后决定蛋白质的特异性。后来又发现，许多RNA病毒的RNA在宿主体内也可以进行自我复制，或能逆转录成DNA。发展后的中心法则可用下图表示：
发展后的中心法则展示了遗传信息的五个流动方向。
(1)DNA→DNA：以DNA作为遗传物质的生物的自我复制。
(2)RNA→RNA：某些以RNA作为遗传物质的生物的自我复制。
(3)DNA→RNA：细胞中的转录过程。
(4)RNA→DNA：个别病毒在宿主细胞中的逆转录过程。
(5)RNA→蛋白质：细胞质核糖体中的翻译过程。
不同生物体内的遗传信息传递规律
1．以DNA为遗传物质的生物的遗传信息传递
2．以RNA为遗传物质的生物的遗传信息传递
(1)RNA复制病毒
(2)RNA逆转录病毒
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
【审题导析】 中心法则是生物界最基本的法则，它包含了所有生物遗传信息传递的途径，应在熟记中心法则的基础上，理解每一途径的过程及意义。
【精讲精析】
选项 分析判断
A 线粒体和叶绿体中也有少量的DNA和RNA，能够进行DNA的复制、转录和翻译过程，遵循中心法则，A项正确
B 转录是以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程，故可将遗传信息传递给mRNA，B项正确
C 通过转录，DNA将遗传信息传递给mRNA，进一步通过翻译合成具有一定氨基酸序列的蛋白质，C项正确
D 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，故D项错误
【答案】 D
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
结 论 语 句
1．转录是以DNA的一条链为模板，以4种核糖核苷酸为原料，合成mRNA的过程。
2．翻译是以mRNA为模板，以20种氨基酸为原料，合成蛋白质的过程。
3．密码子共有64种，其中决定氨基酸的密码子有61种，3种终止密码子。
4．一种氨基酸对应一种或多种密码子，一种密码子最多只决定一种氨基酸。
5．每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸，一种氨基酸可由一种或多种tRNA转运。
1．基因是有遗传效应的DNA片段，在下面关于“遗传效应”的说法中，不正确的是( )
A．能控制一种生物性状的表现
B．能控制一种蛋白质的生物合成
C．能转录形成信使RNA
D．存在遗传密码并决定某种氨基酸
【解析】 基因是指具有遗 ( http: / / www.21cnjy.com )传效应的DNA片段，对“遗传效应”的理解：这一片段的DNA通过转录将其中的遗传信息传递到mRNA中，并通过mRNA控制蛋白质的合成或控制某种酶的合成，从而决定某种性状的表现。
【答案】 D
2．下列生理过程的组合中，所用原料相同的是( )
①DNA分子的复制 ②RNA的复制 ③转录 ④逆转录 ⑤翻译
A．①③与②④ B．②⑤与①④
C．①④与②③ D．②③与③⑤
【解析】 DNA复制的原料是四种游 ( http: / / www.21cnjy.com )离的脱氧核糖核苷酸；RNA复制所需原料为四种游离的核糖核苷酸；转录的原料和RNA复制的原料相同，逆转录的原料与DNA复制的原料相同；翻译的原料是20种组成蛋白质的氨基酸。
【答案】 C
3．(2013·济南期末)某双链DNA中，腺嘌呤占30%，则由该DNA作模板转录出来的mRNA上的尿嘧啶占( )
A．15% B．30%
C．60% D．无法确定
【解析】 mRNA上的尿嘧啶数目等于DNA中模板链中腺嘌呤的数目，但此题只知道两条链上总的腺嘌呤的数目，所以单独一条链上无法确定。
【答案】 D
4．(2011·江苏高考)关于转录和翻译的叙述，错误的是( )
A．转录时以核糖核苷酸为原料
B．转录时RNA聚合酶能识别DNA中特定碱基序列
C．mRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质
D．不同密码子编码同种氨基酸可增强密码的容错性
【解析】 翻译时，核糖体结合到mRNA上，并沿着mRNA移动合成蛋白质。
【答案】 C
5．(2013·株洲期末)依图回答下列问题。
(1)在生物体内图a所示的过程是_______，进行的主要场所是______，其所需的原料是______，产物是______。
(2)图b所示的过程是_ ( http: / / www.21cnjy.com )_______，进行的场所是____________，所需的原料是________，此原料的种类主要有________种。
(3)碱基①②③分别为________、________、________，图b中的Ⅰ、Ⅱ分别为________、________，若Ⅰ所示的三个碱基为UAC，则此时Ⅰ所携带的氨基酸的密码子为________。
(4)若已知R链中(A＋G)/( ( http: / / www.21cnjy.com )T＋C)的值为0.8，Y链中的(A＋G)/(T＋C)的值为________，R、Y链构成的DNA分子中(A＋G)/(T＋C)的值应为________。
(5)人体有的细胞不会发生图a和图b所示的过程，如____________，其原因是__________________________。
【解析】 (1)DNA的复制是以两 ( http: / / www.21cnjy.com )条链为模板，而转录只以一条链为模板，复制和转录的主要场所都是细胞核，但所需原料不同，前者是脱氧核糖核苷酸，后者是核糖核苷酸，产物也不同，前者是两个相同的DNA分子，后者是mRNA。
(2)翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，场所是核糖体，原料是氨基酸，产物是具有一定氨基酸排列顺序的蛋白质。
(3)根据碱基互补配对原则 ( http: / / www.21cnjy.com )可以判断①②③分别是U、G、C。在图b中Ⅰ是tRNA，是氨基酸的运载工具，其中的UAC为反密码子，与之对应的密码子是AUG，Ⅱ是核糖体。
(4)在双链DNA分子中，A＝ ( http: / / www.21cnjy.com )T，G＝C，所以(A＋G)/(T＋C)＝1，但一条链上(A＋G)/(T＋C)与另一条链上(A＋G)/(T＋C)互为倒数。
(5)成熟的红细胞无细胞核和线粒体，即不含DNA，不可能进行转录和翻译。
【答案】 (1)转录 细胞核 核糖核苷酸 mRNA
(2)翻译 核糖体 氨基酸 20
(3)U G C 转运RNA 核糖体 AUG
(4)1.25 1
(5)成熟的红细胞 该细胞中不存在DNA
一、选择题
1．下列叙述正确的是( )
A．DNA是蛋白质合成的直接模板
B．每种氨基酸仅由一种密码子编码
C．DNA复制就是基因表达的过程
D．DNA是主要的遗传物质
【解析】 本题主要考查遗传信息的传递与表达过 ( http: / / www.21cnjy.com )程。A项，蛋白质合成的直接模板是mRNA，属于基因表达中的翻译过程；B项，密码子具有简并性，即存在多个密码子决定同一种氨基酸的现象；C项，基因表达的过程包括转录和翻译，DNA复制属于遗传信息的传递过程；D项，绝大多数生物的遗传物质是DNA，少数生物(部分病毒)的遗传物质是RNA，因而DNA是主要的遗传物质。
【答案】 D
2．(2013·济南检测)人体神经细胞与肝细胞的形态结构和功能不同，其根本原因是这两种细胞的( )
A．DNA碱基排列顺序不同
B．核糖体不同
C．转运RNA不同
D．信使RNA不同
【解析】 神经细胞和肝细胞都是人体的 ( http: / / www.21cnjy.com )体细胞，是由一个受精卵经分裂、分化得到的。体细胞具有全能性，因此DNA的碱基排列顺序相同。形态结构与功能的不同是基因选择性表达的结果，即在不同的细胞中表达的基因不同，所以转录形成的信使RNA不同。
【答案】 D
3．(2011·上海高考 ( http: / / www.21cnjy.com ))原核生物的mRNA通常在转录完成之前便可启动蛋白质的翻译，但真核生物的核基因必须在mRNA形成之后才能翻译蛋白质，针对这一差异的合理解释是( )
A．原核生物的tRNA合成无需基因指导
B．真核生物tRNA呈三叶草结构
C．真核生物的核糖体可进入细胞核
D．原核生物的核糖体可以靠近DNA
【解析】 由题意可知原核生物的转录和翻译可以同步进行，翻译的场所核糖体与DNA靠得很近。
【答案】 D
4．有关真核细胞DNA复制和转录这两种过程的叙述，错误的是( )
A．两种过程都可在细胞核中发生
B．两种过程都有酶参与反应
C．两种过程都以脱氧核糖核苷酸为原料
D．两种过程都以DNA为模板
【解析】 DNA的复制是 ( http: / / www.21cnjy.com )以DNA双链为模板，以脱氧核糖核苷酸为原料合成新的DNA的过程，转录是以DNA的一条链为模板，以核糖核苷酸为原料合成RNA的过程，都主要发生在细胞核中，需要酶的催化。
【答案】 C
5．(2012·青岛高一期末)某mRNA分子中，U占20%，A占10%，那么它的模板DNA片段中胞嘧啶占( )
A．25% B．30% C．35% D．70%
【解析】 此题考查有关转录的知识。m ( http: / / www.21cnjy.com )RNA是通过DNA分子的一条链转录而来的。mRNA分子中碱基的比例与模板链的碱基比例是相对应的。据题意，U占20%，A占10%，则基因模板链中的A＋T就占该链的30%，而根据碱基互补配对原则，基因中一条链的A＋T占该链的比率与另一条链中的A＋T占另一条链的比率及整个基因中A＋T的比率是相等的，即整个基因中A＋T占全部碱基的30%，那么G＋C就占全部碱基的70%，又因为G＝C，所以胞嘧啶C占35%。
【答案】 C
6．已知一段信使RNA上有12个A和G，该信使RNA上共有30个碱基，那么转录成信使RNA的一段DNA分子中应有C和T多少个( )
A．12个 B．18个 C．24个 D．30个
【解析】 解法一：该信使RNA有A＋G ( http: / / www.21cnjy.com )＝12，指导转录的基因模板链中应有T＋C＝12，A＋G＝30－12＝18，则与基因模板链互补的另一条链上应有T＋C＝18，故基因中T＋C＝12＋18＝30。
解法二：信使RNA中有碱基30个，则转录基因中有30×2＝60个碱基。在基因中根据碱基互补配对原则知＝1，所以T＋C＝60/2＝30。
【答案】 D
7．(2012·深圳高一期末)下图所示过程，正常情况下在动、植物细胞中都不可能发生的是( )
A．①② B．③④⑥ C．⑤⑥ D．②④
【解析】 ③逆转录、④RNA的复制只发生在RNA病毒侵染的宿主细胞中，正常情况下不会发生，⑥在所有细胞中均不存在。
【答案】 B
8．(2011·海南高考)关于RNA的叙述，错误的是( )
A．少数RNA具有生物催化作用
B．真核细胞内mRNA和tRNA都是在细胞质中合成的
C. mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基称为密码子
D．细胞中有多种tRNA，一种tRNA只能转运一种氨基酸
【解析】 真核细胞内的mRNA和tRNA ( http: / / www.21cnjy.com )主要是在细胞核内合成的；少数RNA是酶，具有催化作用；mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻碱基称为一个密码子；tRNA具有特异性，一种tRNA只能转运一种氨基酸。故B错误。
【答案】 B
9．(2013·聊城期末)对于下列图解，正确的说法有( )
①表示DNA复制过程 ②表示DNA转录 ( http: / / www.21cnjy.com )过程 ③共有5种碱基 ④共有8种核苷酸 ⑤共有5种核苷酸 ⑥A均表示同一种核苷酸 ⑦共有4个遗传密码 ⑧经过翻译可形成二肽
A．①②③⑦ B．④⑤⑥⑦
C．②③④⑧ D．①③⑤⑧
【解析】 据图可知，该过程是以DNA为模板合 ( http: / / www.21cnjy.com )成RNA的过程，属于转录。图中共有5种碱基：A、G、C、T、U，共有8种核苷酸，组成DNA的脱氧核糖核苷酸有4种，组成RNA的核糖核苷酸有4种。RNA中共有6个碱基，构成2个密码子，对应2个氨基酸，构成二肽。
【答案】 C
10．(2013·新课标全国卷Ⅰ)关于蛋白质生物合成的叙述，正确的是( )
A．一种tRNA可以携带多种氨基酸
B．DNA聚合酶是在细胞核内合成的
C．反密码子是位于mRNA上相邻的3个碱基
D．线粒体中的DNA能控制某些蛋白质的合成
【解析】 根据题干提供的信息， ( http: / / www.21cnjy.com )联想蛋白质的合成场所及合成过程中tRNA、密码子、反密码子等相关知识，逐项进行解答。一种tRNA只能携带特定的一种氨基酸，而一种氨基酸可能由多种tRNA转运，A项错误。DNA聚合酶是蛋白质，是在细胞质中的核糖体上合成的，B项错误。反密码子是由位于tRNA上相邻的3个碱基构成的，mRNA上相邻的3个碱基可构成密码子，C项错误。线粒体是半自主性细胞器，其内含有部分DNA，可以控制某些蛋白质的合成，D项正确。
【答案】 D
二、非选择题
11．三名科学家因“对核糖体结构和 ( http: / / www.21cnjy.com )功能的研究”而获得2009年诺贝尔化学奖。如图为细胞内核糖体合成某多肽过程示意图(图中甲表示甲硫氨酸，丙表示丙氨酸)，请分析回答有关问题：
(1)图中②是________，其作用是____________。
(2)由图中可以看出，丙氨酸 ( http: / / www.21cnjy.com )的密码子是________；连接甲和丙的化学键④的结构简式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)③中尿嘧啶和腺嘌呤的和占42%，则可得出与③合成有关的DNA分子片段中胞嘧啶占________。
(4)下列细胞中不能发生该生理过程的是( )
A．根毛细胞 B．浆细胞
C．人体成熟的红细胞 D．大肠杆菌
(5)若肽链由n个氨基酸组成，则该肽链至少有氧原子的个数是________。
【解析】 该细胞内正在进行翻译过程，②为t ( http: / / www.21cnjy.com )RNA，其作用是携带氨基酸进入核糖体并识别密码子。丙表示丙氨酸，由图可知丙氨酸所对应的密码子是GCU。连接两个氨基酸的化学键叫肽键，其结构式是—CO—NH—。mRNA中U＋A＝42%，可推出DNA一条链中A1＋T1＝42%，整个DNA分子中A＋T＝42%，A＝T＝21%，G＝C＝29%。人的成熟红细胞中没有细胞核与核糖体，不能发生翻译过程。若肽链由n个氨基酸组成，则至少有n－1个NHCO—，1个—COOH，故至少有n＋1个氧原子。
【答案】 (1)tRNA 携带氨基酸进入核糖体
(2)GCU —CO—NH—
(3)29% (4)C (5)n＋1
12．[实验探究] 如图所示，在a、b试管内加入的DNA都含有30对碱基。四个试管内都有产物生成，请回答下列问题。
(1)a、d两试管内的产物是相同的，但a试管内模拟的是________过程；d试管内模拟的是________过程。
(2)b、c两试管内的产物都是________，但b试管内模拟的是________过程，c试管内模拟的是________过程；b试管的产物中最多含有________个碱基，有________个密码子。
(3)d试管中加入的酶比a试管中加入的酶多了____________。
【解析】 考查遗传信息传递的有关知识，即考查中心法则的内容。
(1)因为a与d两试管中加入的 ( http: / / www.21cnjy.com )原料都是脱氧核糖核苷酸，其产物又相同，所以该产物是DNA。而a试管中加入的模板是DNA，故模拟的是DNA复制过程；d试管内加入的模板是RNA，故模拟的是逆转录过程。
(2)因为b与c两试管中加入的原料都是核糖核 ( http: / / www.21cnjy.com )苷酸，所以两试管中的产物都是RNA，而b与c试管中加入的模板分别是DNA与RNA，因此b试管内模拟的是以DNA为模板合成RNA的转录过程；由于转录是以DNA的一条链为模板进行的，故RNA含有的碱基最多应为DNA的一半，即30个，每3个相邻碱基为一个密码子，所以有10个密码子。c试管表示的是RNA的复制。
(3)逆转录时需要逆转录酶的催化。
【答案】 (1)DNA复制 逆转录
(2)RNA 转录 RNA复制 30 10
(3)逆转录酶
第三节基因与性状
(教师用书独具)
●课标要求
1．概述基因突变的特征和原因。
2．概述基因重组及其意义。
3．概述基因与性状的关系。
●课标解读
1．举例说明基因与性状的关系。
2．举例说出基因重组的含义，明确其来源和意义。
3．阐明基因突变的含义，明确其类型、特点及诱发因素。
4．写出人类镰刀型细胞贫血症的发病机理。
●教学地位
本课时所学内容是基因、蛋白 ( http: / / www.21cnjy.com )质与性状的关系及可遗传变异的两种重要来源，其关键是基因突变，理解它关键就是要通过分析镰刀型细胞贫血症知道基因突变的实质。由于它还与遗传病有紧密的联系，所以在本学科有作为基础的地位，并有承上启下的作用。高考中，对基因突变的类型、特点及性状的影响的考查尤为突出，还常考查基因突变和基因重组在育种生产实践中的应用，如人工诱变的方法过程、杂交育种的原理和方法等。
●教法指导
1．让学生利用类比推理基因 ( http: / / www.21cnjy.com )突变的类型和结果。理解基因突变的类型，可以用英文句子中一个字母的改变，导致句子意思不变、变化不大、完全变化三种情况，通过联想和类比的方法，结合不同密码子对应相应的氨基酸的知识，了解基因突变对生物性状影响的三种情况。使学生明确基因突变不一定都导致生物性状的改变。
2．对于基因突变的具体原因，在教学过 ( http: / / www.21cnjy.com )程中引导学生回忆癌症的相关问题并展示一些基因突变的实例，介绍癌症的形成是体细胞发生基因突变的结果，然后让学生列举生活中的事例，引导学生分析思考讨论得出基因突变的原因，归纳哪些因素会诱发基因突变，从而选择健康的生活方式养成健康的生活习惯。
3．对于基因、蛋白质与性状的关系，除了实 ( http: / / www.21cnjy.com )例展示外，可运用恰当的比喻进行描述，引发学生思考其中的含义即基因主要存在于细胞核的染色体上(细胞核基因)，而合成蛋白质是在细胞质里进行的(基因可比喻为导演，蛋白质可比喻为演员)。
(教师用书独具)
●新课导入建议
“你见过这样的老鼠吗？”“你见过这 ( http: / / www.21cnjy.com )样的青蛙吗？” 图片展示：切尔诺贝利核电站周围的老鼠和青蛙， “是什么原因导致了生物变异呢？”由于核辐射导致了基因突变，到底什么是基因突变呢？今天这节课我们一起来学习基因与性状一节内容。
●教学流程设计
课前自主探究：阅读教材相关内容，填 ( http: / / www.21cnjy.com )写【课前自主导学】一、二，完成“思考交流”。 步骤1：课程导入：使用【新课导入建议】突变的青蛙和老鼠图片导入基因突变及重组，引出课题。 步骤2：教师将【正误判断】中的5项内容分为两组让学生进行抢答，检测预习情况。 步骤3：课件展示镰刀型贫血症的发病机理，继而引发学生思考基因对生物性状控制的两个途径，及【探究1】·【问题导思】。
步骤7：挖掘【例3】题干中的 ( http: / / www.21cnjy.com )关键信息，逐项进行剖析，在此基础上总结出三种可遗传变异区别要点。 步骤6：引导学生回忆减数分裂的第一次分裂染色体行为特征“联会、非同源染色体的随机结合”，继而与基因重组的类型相联系。课件展示基因重组的两个类型，结合【探究3】对三大可遗传的变异进行比较。 步骤5：以小组合作交流的方式完成【探究2】基因突变的相关要点。强调【探究2】·【名师点拨】并完成【例2】的分析。 步骤4：结合【探究1】课件展示基因突变对生物性状的影响，结合【名师点拨】进行总结，完成对【例1】的分析，学生自主完成【例2】的解答。
步骤8: 默诵【结论语句】，尝试构建最佳知识网络，课下完成【课时作业】。
课 标 解 读 重 点 难 点
1.举例说明基因与性状的关系。2．举例说出基因重组的含义，明确其来源和意义。3．阐明基因突变的含义，明确其类型、特点及诱发因素。4．写出人类镰刀型细胞贫血症的发病机理。 1.理解基因、蛋白质和性状之间的关系。(重难点)2．概述基因突变的类型和特点。(重点)3．结合实例，分析基因突变的原因。(重难点)
基因与性状的关系
1.基因与性状
(1)基因通过控制蛋白质的分子结构来控制性状，如镰刀型细胞贫血症。
(2)基因通过控制酶的合成控制代谢过程，从而影响生物性状，如白化病。
2．基因重组及其意义
有性生殖过程中，相同亲本的后代常出现多种变异个体，主要原因是在减数分裂形成配子时：
(1)四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体之间发生局部交叉互换，导致基因的重新组合。
(2)减数分裂形成配子时，非同源染色体上的非等位基因之间进行自由组合。
(3)意义：基因重组使后代产生了许多新的基因型，从而使后代出现多种新的性状组合。
1．基因重组一定会产生具有新性状的后代吗？
【提示】 不一定。例如，在完全显性的条件下，基因型为AABB和aaBB的两亲本杂交的后代，其表现型均与亲本AABB的表现型相同。
3．环境与性状
生物的性状不仅受基因的控制，也会受到环境的影响。性状是基因和环境共同作用的结果。
基因突变
1.概念
DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或改变，而引起的基因结构的改变。
2．实例：镰刀型细胞贫血症。
(1)症状：患者红细胞由正常中央微凹的圆饼状变为镰刀状，红细胞易发生破裂，使人患溶血性贫血。
(2)病因
该症状出现的直接原因是红细胞血红蛋白分子上一个氨基酸被替换，而根本原因是控制血红蛋白合成的基因中一个碱基对的改变。
①图解
3．特征
具有普遍性、低频性、可逆性、多方向性和随机性等特征。
4．结果
基因通过突变成为它的等位基因，如基因A突变后成为a。
5．种类
(1)自然突变：没有人为因素干扰产生的基因突变。
(2)人工诱变：在人为因素干扰下发生的基因突变，它可以提高突变率。
2．基因突变导致基因结构的改变，这种改变具体表现在哪些方面？这种改变在光镜下能观察到吗？
【提示】 脱氧核糖核苷酸(碱基)的种类、数量、排列顺序的改变引起遗传信息的改变。这种改变在光镜下不能观察到。
可遗传变异
遗传物质改变引起的，包括基因突变、基因重组和染色体变异三种方式。可遗传变异对于生物进化具有重要的意义，也是形成生物多样性的重要原因之一。
1．基因突变在生物体发育过程中发生的越早对生物体的影响越大。(√)
2．基因突变破坏了生物体与现有环境的协调关系，所以基因突变都是有害的。(×)
【提示】 基因突变多数是有害的，少数是有利的。
3．基因突变通常发生在DNA→RNA的过程中。(×)
【提示】 基因突变主要发生在DNA复制过程中。
4．在有丝分裂和减数分裂的过程中均可产生的变异有：非同源染色体之间发生自由组合，导致基因重组。(×)
【提示】 非同源染色体之间发生自由组合，导致基因重组仅发生在减Ⅰ过程中。
5．超级细菌是一种耐药性细菌，它最可能由普通细菌通过染色体结构变异形成。(×)
【提示】 细菌是原核生物，没有染色体，也就没有染色体结构变异和数目变异。
基因、蛋白质与性状的关系
【问题导思】
①基因是通过哪些途径控制生物性状的？
②基因和性状间是否是一一对应的关系？
1．三者的关系
2．中心法则与基因表达的关系
(1)DNA的复制体现了遗传信息的传递功能，发生在细胞有丝分裂间期或减数第一次分裂间期。
(2)DNA的转录和翻译共同体现了遗传信息的表达功能，发生在个体整个生命过程中。
3．基因对性状控制的两种途径
基因酶或激素细胞代谢结构蛋白细胞结构性状
4．基因对性状控制的复杂性
(1)基因与性状的关系并不都是简单的线性关系。既有一个基因决定一种性状，也有多个基因共同决定一种性状。
(2)有些基因会影响多种性状。
(3)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，共同调控着生物的性状。
5．基因与性状的对应关系图解
基因、蛋白质和性状的关系
下列关于基因、蛋白质、性状之间关系的叙述中，不正确的是( )
A．每一种性状都只受一个基因控制
B．蛋白质的结构改变能导致生物体的性状改变
C．蛋白质的合成是受基因控制的
D．基因可通过控制酶的合成来控制生物体的性状
【审题导析】 (1)基因对性状的控制具有复杂性。
(2)基因通过转录和翻译过程控制蛋白质的合成。
(3)基因对性状控制的两种途径。
【精讲精析】
选项 分析判断
A 性状和基因之间并非都是简单的线性关系，多数性状受多对基因控制，A项错误
B 蛋白质是生命活动的物质承担者，其分子结构改变，会导致生物性状发生改变，B项正确
C 基因通过转录和翻译过程控制蛋白质分子的合成，C项正确
D 基因通过控制酶的合成，从而控制代谢过程进而影响生物的性状，D项正确
【答案】 A
基因突变
【问题导思】
①什么是基因突变？其影响因素有哪些？
②基因突变是否一定引起性状的改变？
1．基因突变的概念和原因
(1)概念
由于DNA分子中碱基对的增添、缺失或改变而引起的基因结构的改变。
(2)实质及原因
DNADNA
,差错内、外因素影响
碱基对的替换、增添、缺失
脱氧核糖核苷酸种类、数量、排列顺序改变
基因结构发生改变
遗传信息改变
产生等位基因(A??a1、a2……)
①外因：外界的物理因素(射线、电离辐射等)、化学因素(亚硝酸、碱基类似物等)和生物因素(病毒、某些细菌等)都可以引起基因突变。
②内因：DNA复制过程中，基因内部脱氧核糖核苷酸的种类、数量或排列顺序发生局部的改变，从而改变了遗传信息。
2．时期
基因突变通常发生于DNA复制的过程中，即细胞分裂的间期。
3．基因突变与生物性状的关系
基因突变包括基因中碱基对的替换、增加或缺失，可产生新的基因，并可能产生新的性状。
(1)碱基对的替换
①含义：基因中一对碱基被另一对碱基取代。
②影响：转录时mRNA中一个密码 ( http: / / www.21cnjy.com )子发生改变，可能导致翻译时，一个氨基酸改变而影响生物性状。但有些碱基的替换并不引起生物性状的改变，原因如下：
a．由于同一种氨基酸可以对应多种密码子，因此某些基因突变不引起生物性状的改变。
例如，UUU和UUC都是苯丙氨酸的密码子，当U改变为C时，不会改变密码子的功能。
b．某些突变虽改变了蛋白质中个别氨基酸的位置和种类，但并不影响该蛋白质的功能。
例如，酵母菌的细胞色素C，其肽链的第十七位上是亮氨酸，而小麦是异亮氨酸，尽管有这样的差异，但它们的细胞色素C的功能都是相同的。
c．隐性突变在杂合状态下不会引起性状的改变。
例如，豌豆在基因型为DD时表现高茎，当豌豆发生基因突变，基因型变为Dd时，仍表现高茎性状。
d．若突变发生于真核生物基因结构的内 ( http: / / www.21cnjy.com )含子内，此基因转录的信使RNA仍未改变(但前体RNA改变)，因而合成的蛋白质也不发生改变，此时性状不改变。
(2)碱基对的增添或缺失
将会导致mRNA中碱基数目的改变，由 ( http: / / www.21cnjy.com )于密码子的阅读是连续的，可能导致mRNA中的密码子发生连锁式改变(除碱基对改变为3的倍数外，改变后的碱基后面的密码子都发生改变)。进一步影响到翻译产物肽链中氨基酸的改变而影响性状。
1．体细胞的突变可在当代表现，生殖细胞的突变在当代不表现。
2．体细胞突变也可经无性生殖而遗传给后代。
3．体细胞的显性突变(a→A)一般情况下一旦发生即可表现，但常不能稳定遗传；体细胞的隐性突变(A→a)一旦表现即可稳定遗传。
(2010·福建高考)如图为人WNK4基因部分碱基序列及其编码蛋白质的部分氨基酸序列示意图。已知WNK4基因发生一种突变，导致1169位赖氨酸变为谷氨酸。该基因发生的突变是( )
A．①处插入碱基对G—C
B．②处碱基对A—T替换为G—C
C．③处缺失碱基对A—T
D．④处碱基对G—C替换为A—T
【审题导析】 (1)碱基对增添、缺失引起的基因突变，突变后的基因控制合成的蛋白质与突变前的基因控制合成的蛋白质相比，氨基酸差别较大。
(2)碱基对的改变最多引起一个氨基酸的改变(形成终止密码子除外)
【精讲精析】 由题干分析得知，WN ( http: / / www.21cnjy.com )K4基因对应的正常蛋白质中赖氨酸的密码子为AAG，基因突变后仅仅导致了相应蛋白质中1 169位氨基酸由赖氨酸变成了谷氨酸，即氨基酸的类型发生了改变，而其他氨基酸的种类和数目没有发生变化，因而只可能是WNK4基因中碱基对类型发生了替换，而非缺失或增添，经分析，②处碱基对A—T替换为G—C。
【答案】 B
可遗传变异
【问题导思】
①生物产生的变异是否都可遗传？
②可遗传变异的三种类型间有什么区别？
1．可遗传变异与不可遗传的变异
由遗传物质的改变引起的变异属可遗传变 ( http: / / www.21cnjy.com )异，包括基因突变、基因重组和染色体变异三种类型。仅由环境条件引起的变异，不涉及遗传物质的改变，不能遗传。
2．可遗传变异三种类型的比较
基因突变 基因重组 染色体变异
结果 产生新的基因，控制新的性状 产生新的基因型，不产生新的基因 不产生新的基因，引起性状的变化
种类 自然突变、人工诱变 基因的自由组合、基因的交换 染色体数目变异、染色体结构变异
意义 基因突变是生物变异的主要来源，也是 ( http: / / www.21cnjy.com )生物进化的重要因素之一。人工诱变育种可以提高变异的频率，使后代的变异性状较快得到稳定，因而能够加速育种的进程 变异的来源之一，指导育种 单倍体育种、多倍体育种
1．基因重组发生于真核生物有性生殖的过程中。
2．基因突变在真核生物、原核生物及病毒内均有可能发生。
3．基因重组包括三种类型 ( http: / / www.21cnjy.com )：一是减数第一次分裂后期由于非同源染色体上的非等位基因自由组合而发生基因重组；二是四分体时期由于同源染色体的非姐妹染色单体的交叉互换而发生基因重组；三是重组DNA技术。
以下关于生物变异的叙述，正确的是( )
A．基因突变都会遗传给后代
B．染色体变异产生的后代都是不育的
C．基因碱基序列发生改变，不一定导致性状改变
D．基因重组是生物变异的根本来源
【审题导析】 正确解答本题须明确以下两点：
(1)可遗传变异的三种类型。
(2)三类可遗传变异发生的时间及结果。
【精讲精析】
选项 分析判断
A 若基因突变发生在体细胞而不是生殖细胞中，进行有性生殖的生物就不会遗传给后代，A项错误
B 染色体变异分为结构变异和数目变异，染色体数目成倍增加的变异一般是可育的，B项错误
C 基因碱基序列改变如果并未引起相应蛋白质中氨基酸的改变，或者是真核生物中内含子的碱基改变，并不导致性状的改变，C项正确
D 基因突变是唯一可产生新基因的变异，是生物变异的根本来源，D项错误
【答案】 C
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
结 论 语 句
1．基因控制生物性状的两条途径
(1)通过控制蛋白质的分子结构来控制性状。
(2)通过控制酶的合成控制代谢过程，从而影响生物性状。
2．基因重组包括基因自由组合和交叉互换两种类型。
3．基因突变会引起基因结构的改变，但却不一定引起生物性状的改变。
4．基因突变有碱基对的增添、缺失或改变三种方式。
5．基因突变具有普遍性、随机性、多方向性、低频性和可逆性。
1．基因突变常发生在细胞周期的( )
A．分裂间期 B．前期
C．后期 D．分裂期的各个时期
【解析】 基因突变常发生在DNA分子结构最不稳定的时期，DNA在细胞分裂间期解螺旋，结构最不稳定，易发生基因突变。
【答案】 A
2．(2012·济南检测)关于基因重组的叙述，下列哪一项是正确的( )
A．有性生殖可导致基因重组
B．等位基因的分离可导致基因重组
C．细菌分裂时发生基因重组
D．无性生殖可导致基因重组
【解析】 基因重组是指生物 ( http: / / www.21cnjy.com )体在有性生殖过程中，控制不同性状的基因的重新组合，具体包括非同源染色体上的非等位基因的自由组合，同源染色体的非姐妹染色单体间的基因的互换，发生在减Ⅰ后期或减数分裂的四分体时期。
【答案】 A
3．(2013·海南高考)某二倍体植物染色体上的基因B2是由其等位基因B1突变而来，如不考虑染色体变异，下列叙述错误的是( )
A．该突变可能是碱基对替换或碱基对插入造成的
B．基因B1和B2编码的蛋白质可以相同，也可以不同
C．基因B1和B2指导蛋白质合成时使用同一套遗传密码
D．基因B1和B2可同时存在于同一个体细胞中或同一个配子中
【解析】 基因突变是由碱基对的增 ( http: / / www.21cnjy.com )添、缺失或改变引起的，A正确；突变后的密码子可能与原密码子决定同一种氨基酸，故基因B1和B2编码的蛋白质可以相同，也可以不同，B正确；自然界所有生物共用一套遗传密码，C正确；正常情况下，减数分裂产生配子时，同源染色体上的等位基因会随着同源染色体的分离而分离，B1和B2基因不可能同时存在于同一个配子中，D错误。
【答案】 D
4．噬菌体和黄瓜的变异来源分别是( )
①基因突变 ②基因重组 ③染色体变异
A．①、①②③ B．①、①②
C．②、①②③ D．③、①②③
【解析】 黄瓜属于真核生物，能进行 ( http: / / www.21cnjy.com )有性生殖，能发生基因重组、染色体变异、基因突变。噬菌体不能进行有性生殖，不能进行基因重组，没有染色体，不能发生染色体变异，只能发生基因突变。
【答案】 A
5．(2013·济宁高一期末)根据下面甲、乙两图，回答下列问题。
甲 乙
(1)图甲所示为遗传信息的__________过程，图乙为________的结构示意图。
(2)RNA有三种，分别是__________、____________、________。如果图乙中的反密码子为UAC，则对应的密码子是________，转录出该密码子的基因模板链的对应碱基是________，对应的氨基酸是________。
(3)基因控制蛋白质的合成包括__ ( http: / / www.21cnjy.com )______和________两个过程；基因控制生物体的性状有两种方式：____________________和________________________。
(4)遗传密码是________上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。
【解析】 解题的关键是明确RNA的种类 ( http: / / www.21cnjy.com )、作用及遗传信息的传递过程。RNA有mRNA、tRNA和rRNA三种，遗传密码位于mRNA上。图乙中tRNA的反密码子为UAC，按照碱基互补配对原则(A—U，T—A，G—C，C—G)，对应的密码子是AUG，转录出该密码子的DNA模板链的对应碱基是TAC。该密码子决定的氨基酸是甲硫氨酸且是起始密码子。基因通过控制酶的合成来控制代谢的过程，进而控制生物体的性状，也可以通过控制蛋白质的分子结构直接控制生物体的性状。
【答案】 (1)翻译 tRNA
(2)mRNA tRNA rRNA AUG TAC 甲硫氨酸
(3)转录 翻译 基因通过控制酶的合成来控制代谢的过程，进而控制生物体的性状 基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
(4)mRNA
一、选择题
1．下列关于基因与性状关系的叙述，错误的是( )
A．一对相对性状可由多对基因控制
B．基因可通过控制酶的合成控制代谢过程进而控制生物的性状
C．隐性基因控制的性状不一定得到表现
D．基因型相同，表现型就相同
【解析】 基因与性状的关系是基因型与环境条件共同决定生物性状，因此基因型相同，环境不同时，表现型不一定相同。
【答案】 D
2．红海中营群居生活的红鲷鱼有一 ( http: / / www.21cnjy.com )种奇怪的现象，即在缺少雄性红鲷鱼的雌鱼群体中，总会有一条雌鱼变成雄鱼，且身体也变得比其他雌鱼健壮。为解释这一现象，有人做了如下两组实验(注：两组红鲷鱼生长状况、实验装置、条件及时间都相同)。该实验说明( )
A．环境因素对生物的性状表现起到决定性作用
B．生物的性状表现由遗传物质决定
C．生物的性状表现是基因型与环境相互作用的结果
D．红鲷鱼的性别决定与遗传物质无关
【解析】 该实验说明生物表现型是由环境和基因型共同决定的，且由环境引起的变异属于不可遗传变异。
【答案】 C
3．某基因的一个片段中的一条单链在复制时一个碱基由G→C，该基因复制三次后发生基因突变的基因占基因总数的( )
A．100% B．50% C．25% D．12.5%
【解析】 DNA的复制是 ( http: / / www.21cnjy.com )半保留式的，在DNA双链中，以该单链为模板复制的子代双链DNA中基因突变。而以与该单链的互补链为模板复制的后代DNA中，基因都是正常的。因此在后代DNA中，正常基因和突变基因各占一半。
【答案】 B
4．(2012·淮安高一期末)下列有关基因重组的叙述中，正确的是( )
A．基因型为Aa的个体自交，因基因重组而导致子代性状分离
B．基因A因替换、增添或缺失部分碱基而形成它的等位基因a属于基因重组
C．非姐妹染色单体间的互换可能导致基因重组
D．造成同卵双生姐妹间性状上差异的主要原因是基因重组
【解析】 本题主要考查基因重组。Aa个体 ( http: / / www.21cnjy.com )自交，后代的性状分离是由于等位基因的分离和配子之间随机结合而形成的；基因A中碱基对的替换、增添或缺失属于基因突变；同源染色体上非姐妹染色单体间的互换属于基因重组；同卵双生是指由同一受精卵发育而来的，所以细胞核中的遗传物质是一样的，其性状差异主要是由于外界环境引起的。
【答案】 C
5．(2013·青岛高一期末)真核生物进行有性生殖时，通过减数分裂和随机受精使后代( )
A．增加发生基因突变的概率
B．继承双亲全部的遗传性状
C．从双亲各获得一半的DNA
D．产生不同于双亲的基因组合
【解析】 本题考查了遗传变异的相 ( http: / / www.21cnjy.com )关知识。进行有性生殖的生物，其变异的主要来源是基因重组，即在减数分裂过程中，由于四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体的交叉互换或减数第一次分裂后期非同源染色体上的非等位基因自由组合而发生基因重组，使后代产生不同于双亲的基因组合。
【答案】 D
6．如果一个基因的中部缺失了1个核苷酸对，下列后果中不可能出现的是( )
A．没有蛋白质产物
B．翻译为蛋白质时在缺失位置终止
C．所控制合成的蛋白质减少多个氨基酸
D．翻译的蛋白质中，缺失部位以后的氨基酸序列发生变化
【解析】 基因的中部若缺少1个核 ( http: / / www.21cnjy.com )苷酸对，该基因仍然能表达，但是表达产物(蛋白质)的结构发生变化，有可能出现下列三种情况：翻译为蛋白质时在缺失位置终止、所控制合成的蛋白质减少或者增加多个氨基酸、缺失部位以后的氨基酸序列发生变化。
【答案】 A
7．雌果蝇某染色体上的DNA分子中一个脱氧核糖核苷酸对发生了替换，其结果是( )
A．该雌果蝇性状一定发生变化
B．形成的卵细胞中一定有该突变的基因
C．此染色体的化学成分发生改变
D．此染色体上基因的数目和排列顺序不改变
【解析】 有些氨基酸是由 ( http: / / www.21cnjy.com )几个不同的密码子决定的，因此DNA分子中一个脱氧核糖核苷酸对发生了替换，合成的蛋白质不一定发生变化，因此该雌果蝇的性状不一定发生变化。如果替换发生在体细胞中，则形成的卵细胞中就没有该突变的基因。染色体的化学成分不会发生改变。
【答案】 D
8．(2013·广州期末)下图为结肠癌发病过程中细胞形态和部分染色体上基因的变化。下列表述正确的是( )
A．图示中与结肠癌有关的基因互为等位基因
B．结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果
C．图中染色体上的基因变化说明基因突变是随机和定向的
D．上述基因突变可传递给子代细胞从而一定传给子代个体
【解析】 等位基因位于同源染色体上，基因突变是随机和不定向的。发生在体细胞中的基因突变一般不会遗传给后代。
【答案】 B
9．(2011·安徽高考)人体 ( http: / / www.21cnjy.com )甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄碘能力。临床上常用小剂量的放射性同位素131I治疗某些甲状腺疾病，但大剂量的131I对人体会产生有害影响。积聚在细胞内的131I可能直接( )
A．插入DNA分子引起插入点后的碱基序列改变
B．替换DNA分子中的某一碱基引起基因突变
C．造成染色体断裂、缺失或易位等染色体结构变异
D．诱发甲状腺滤泡上皮细胞基因突变并遗传给下一代
【解析】 DNA分子中没有I元 ( http: / / www.21cnjy.com )素，所以131I不会插入DNA分子或替换其中的碱基而引起基因突变，所以积聚在细胞内的131I可能直接造成染色体断裂、缺失或易位等染色体结构的变异，而这种变异发生在体细胞，不可能传递给下一代。
【答案】 C
10．(2011·海南高考)关于哺乳动物红细胞和血红蛋白的叙述，错误的是( )
A．机体缺铁时，血红蛋白的合成量会减少
B．成熟红细胞中没有血红蛋白mRNA的合成
C．血浆中的氧和Na＋通过主动运输进入红细胞
D．血红蛋白基因突变可导致镰刀型细胞贫血症
【解析】 血浆中的氧进入红细胞的方式是自由扩散。
【答案】 C
二、非选择题
11．图示为人类镰刀型细胞贫血症病因的图解。请分析回答(已知谷氨酸的密码子是GAA、GAG)。
(1)图解中①是________过程，是在________中完成的。
(2)图解中②是________过程，是在________上完成的。
(3)图解中③是在________中完成的，因为这一过程中一个碱基对发生了改变，导致最终合成的血红蛋白异常，这一改变叫________。
(4)写出④上的三个碱基序列___ ( http: / / www.21cnjy.com )_______。这一碱基序列被称为缬氨酸的__________。转运上述谷氨酸的tRNA中对应的碱基是________________。
(5)镰刀型细胞贫血症是常染色体上隐性遗 ( http: / / www.21cnjy.com )传病。若正常基因为H，那么H基因的碱基组成是________，h基因的碱基组成为______________。
(6)若正常基因片段中CTT突变成CTC，是否会引发血红蛋白异常？为什么？
(7)镰刀型细胞贫血症十分少见，说明基因突变的特点为____________。
【答案】 (1)转录 细胞核 (2)翻译 核糖体
(3)细胞核 基因突变
(4)GUA 遗传密码 CUU
(5)
(6)不会，因为当基因中的CTT ( http: / / www.21cnjy.com )突变成CTC时，转录的mRNA上的密码子由GAA变成GAG，两个密码子决定的氨基酸均为谷氨酸，所以血红蛋白分子结构不发生改变。
(7)低频性
12．已知物质D是某微生物生长所必需的，它的合成途径如下图所示。
基因A 基因B 基因C
↓ ↓ ↓
酶A 酶B 酶C
↓ ↓ ↓
物质A→物质B→物质C→物质D
野生型在只含物质A的培养基上就能正常生 ( http: / / www.21cnjy.com )长。现发现有三种突变体(均只有某一基因发生突变)，均不能在只含物质A的培养基上正常生长，请设计一实验方案，区分出三种突变体的突变基因，并预测实验结果。
(1)实验方案：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)预测实验结果：
①如果______________________________，说明基因A突变。
②如果______________________________，说明基因B突变。
③如果______________________________，说明基因C突变。
【解析】 (1)图中信息 ( http: / / www.21cnjy.com )表明，基因A、B、C分别控制酶A、B、C的合成，进而分别催化合成物质B、C、D。野生型果蝇同时具有基因A、B、C，只要培养基中含有物质A，最终可转化为其生长所必需的物质D。(2)若某一基因突变，则不能合成相应的酶，也就不能催化生成相应的物质，此种生物必须在添加相应的物质后才能生长，因此可通过控制培养基物质的成分来判断基因突变的情况。
【答案】 (1)将这三种突变体分别放在只含物质B、只含物质C的培养基中培养，观察生长情况
(2)①在只含物质B和只含物质C的培养基中都能正常生长
②在只含物质B的培养基中不能正常生长，在只含物质C的培养基中能正常生长
③在只含物质B和只含物质C的培养基中都不能正常生长
第四节转基因生物和转基因食品
第五节人类基因组计划
(教师用书独具)
●课标要求
1．简述转基因食品的安全。
2．简述人类基因组计划及意义。
●课标解读
1．简述重组DNA技术的概念和步骤。
2．关注转基因生物和转基因食品的利弊。
3．掌握核基因组、线粒体基因组、叶绿体基因组、病毒基因组等基因组的含义。
4．掌握人类基因组的含义及人类基因组计划的内容及意义。
●教学地位
本课时内容不仅是必修二的学习内容之一，还 ( http: / / www.21cnjy.com )与选修三中的基因工程专题有密切的联系，且用于指导生产实践、提高和改善生产技术，尤其人类基因组计划和转基因食品的安全性是近年来大家较为关注的热点内容。纵观近三年的高考，对生物育种的原理、流程、优缺点的考查尤为突出，但单独考查命题较少。
●教法指导
1．由于基因工程是在分子水平上进行的生 ( http: / / www.21cnjy.com )物工程，在高中阶段不可能直接让学生进行相关实验和操作，备课时作充分准备，如准备相关的课件通过电脑动画来表现这一动态过程。
2．充分发挥学生的动手能力，用百度文库 ( http: / / www.21cnjy.com )和百度知道搜索转基因生物的安全性的讨论资料，课堂上让各小组的学生参阅百度图片上的转基因科幻图，根据所学习的本节转基因知识的内容，小组合作设计至少一幅应用转基因的科幻图，配上文字说明，展示在黑板上，每组推选一位讲解员，针对本小组的作品，说明设计意图。
3．采用奥苏贝尔的渐进分化式，先 ( http: / / www.21cnjy.com )向学生提供一个“先行组织器”，介绍总括性信息(人类基因组计划的有关基本知识和课本基本知识)，然后逐层展开，提供稍微详细的信息(需要学生进行讨论的问题)，分层次进行教学，最后再由部分到整体，使整个教和学的路径最短。
(教师用书独具)
●新课导入建议
图片展示“发光的水母”和“ ( http: / / www.21cnjy.com )不发光的热带鱼”，提问：能否让热带鱼也发光呢？再展示“五彩斑斓的发光热带鱼”，梦想成为现实！再欣赏：“超级小鼠和普通小鼠”、“抗虫棉和普通棉花”、“抗虫玉米与不抗虫玉米”、“超级细菌”等图片的对比，提问：想什么就有什么，什么技术这么神奇呢？转基因生物安全吗？有人说“Yes”，有人说“No”，在你的内心，对转基因生物的安全性有哪些想法呢？
●教学流程设计
课前自主探究：阅读教材相关内容，填 ( http: / / www.21cnjy.com )写【课前自主导学】一、二，完成“思考交流”。 步骤1：情景导课：以【新课导入建议】多媒体展示图片方式激趣导入，导出课题。 步骤2：预习效果检测：作答【正误判断】并进行校正。随机抽选学生回答基因工程操作的“四大步骤”。 步骤3：阅读【探究1】，课件以动画形式播放基因工程操作的基本步骤，分析审题导析，共同完成【例1】进行强化。
步骤6：诵读【结论语句】，当 ( http: / / www.21cnjy.com )堂完成【当堂双基达标】。课下完成【课时作业】。 步骤5：学生阅读【探究2】有关基因组概念、基因组类型及染色体组的辨析。分析审题导析，以【例2】为例对该要点进行强化。 步骤4：课件提供丰富的图片以展示基因工程在医药卫生、农牧业、食品工业等方面的应用，继而引出转基因生物及食品的安全性问题，引导学生展开关于其安全性的讨论。
课 标 解 读 重 点 难 点
1.简述重组DNA技术的概念和步骤。2．关注转基因生物和转基因食品的利弊。3．掌握核基因组、线粒体基因组、叶绿体基因组、病毒基因组等基因组的含义。4．掌握人类基因组的含义及人类基因组计划的内容及意义。 1.概述重组DNA技术的步骤和应用。(重难点)2．关注转基因生物和转基因食品的安全性。(重点)3．掌握核基因组、线粒体基因组等基因组的含义。(重点)
重组DNA技术
1.概念
又称转基因技术，指利用分子生物学和基因工程的手段，将某种生物的基因转移到其他生物物种中，使其出现原物种不具有的新性状的技术。
2．步骤(以转基因动物为例)
(1)获取目的基因
常用的方法有：直接提取法或人工合成法。
(2)体外重组DNA分子
①常用的载体：细菌质粒或病毒DNA。
②常用的酶：限制性内切酶和DNA连接酶。
(3)重组DNA分子导入受体细胞
将重组DNA分子通过显微注射技术导入受体细胞(如受精卵)。
(4)筛选和鉴定
在全部受体细胞中，筛选出真正导入目的基因的受体细胞，并鉴定其是否表达了所需遗传性状或产物。
1．把一种生物的基因植入另一种生物体内后，该基因为什么能表达？
【提示】 因为不同生物基因的物质组成相同、空间结构相同，且所有生物在表达过程中共用一套密码子。
转基因生物和转基因食品的安全性
1．转基因生物可能对生物的多样性、生态环境和人类健康构成威胁。
(1)可能把具抗性的基因转到野生亲缘种中，使之成为具抗性的杂草，或导致野生等位基因的丢失，造成遗传多样性降低。
(2)可能与其他病毒重组，产生超级病毒，给生物界带来巨大灾难。
(3)可能与土壤微生物相互作用，影响一些微生物的活动过程，从而影响地球化学循环。
2．转基因食品可能存在环境安全性和食用 ( http: / / www.21cnjy.com )安全性。环境安全性集中体现在生产转基因食品时应用的转基因生物的安全性。食用安全性体现在转基因食品经过代谢后是否会产生一些有毒物质，危害人和动物健康；转基因食品是否会对肠道微生物产生影响。
基因组和人类基因组
1.基因组：一个单倍体细胞核中、一个细胞器(如线粒体、叶绿体)中或一个病毒中所包含的全部DNA(或RNA)分子的总称。
2．基因组的分类
基因组可分为核基因组、线粒体基因组、叶绿体基因组、病毒基因组等。
3．人类基因组
(1)指单倍体细胞中24条染色体，即22条常染色体、一条X染色体和一条Y染色体所具有的全部DNA分子。
(2)人类基因组的DNA序列分为编码序列和非编码序列，其中非编码序列远远多于编码序列。
2．人类基因组DNA序列的非编码序列有何数量特点？
【提示】 非编码序列远远多于编码序列，约占97%。
人类基因组计划
1.目标
(1)最初目标：测定人类基因组DNA分子的核苷酸排列次序，绘制成精细的DNA序列图，定位约10万个基因，并对其他生物进行类似研究。
(2)终极目标：阐明人类基因组全部DNA序 ( htt