高中生物 第三章第四节第2课时 中心法则与基因理解归纳学案 浙科版必修2.docx

高中生物 第三章第四节第2课时 中心法则与基因理解归纳学案 浙科版必修2.docx

《高中生物 第三章第四节第2课时 中心法则与基因理解归纳学案 浙科版必修2.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中生物 第三章第四节第2课时 中心法则与基因理解归纳学案 浙科版必修2.docx（21页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

高中生物第三章第四节第2课时中心法则与基因理解归纳学案浙科版必修2

第2课时　中心法则与基因理解归纳

　1.比较复制、转录、翻译。

　2.说明中心法则，养成事物是普遍联系的辩证观点。

　3.概述基因的概念。

[学生用书P55]

一、中心法则

1．中心法则图解

2．RNA病毒（如劳氏肉瘤病毒）能以RNA为模板反向地合成单链DNA，因为它们具有能够催化此反应过程的逆转录酶。

二、基因概念

1．基因本质：

是一段包含一个完整的遗传信息单位的有功能的核酸分子片断——在大多数生物中是一段DNA，而在RNA病毒中则是一段RNA。

2．功能：

它在适当的环境条件下控制生物的性状。

3．位置：

以一定的次序排列在染色体上。

判断下列叙述是否正确。

（1）中心法则表示的是遗传信息的流动过程（√）

（2）遗传信息只能从DNA流向RNA，进而流向蛋白质（×）

（3）基因就是DNA片断（×）

（4）基因能够准确地复制，并且能够储存遗传信息（√）

　复制、转录与翻译的比较[学生用书P55]

1．DNA复制、转录、翻译过程的模式图

2．区别

DNA复制

转录

翻译

时间

细胞分裂的间期

生物个体发育的整个过程

场所

主要在细胞核

主要在细胞核

核糖体

模板

DNA的两条单链

DNA的一条链

mRNA

原料

4种脱氧核苷酸

4种核糖核苷酸

20种氨基酸

条件

解旋酶、DNA聚合酶、ATP

RNA聚合酶、

ATP

酶、ATP、

tRNA

碱基配

对情况

亲代链与子代链间

模板链与RNA链间

密码子与反密码子间

产物

2个双链DNA

1个单链

RNA

多肽链

模板

去向

分别进入两个子代DNA分子中

恢复原样，重新组成双螺旋结构

水解成单个核糖核苷酸

续　表

DNA复制

转录

翻译

特点

边解旋边复制、半保留复制

边解旋边转录

1条mRNA上同时结合多个核糖体合成多条肽链

遗传信息

的传递

DNA→DNA

DNA→mRNA

mRNA→蛋白质

意义

传递遗传信息

表达遗传信息，使生物表现出各种性状

1．如图甲、乙表示真核生物遗传信息传递的两个过程，图丙为其中部分片段的放大示意图。

以下分析正确的是（　　）

A．图中酶1和酶2是同一种酶

B．图乙所示过程在高度分化的细胞中不会发生

C．图丙中b链可能是构成核糖体的成分

D．图丙是图甲的部分片段放大

解析：

选C。

由题图可知，图甲为DNA的复制过程，酶1为DNA聚合酶，图乙为转录过程，酶2为RNA聚合酶，图丙为转录过程，是图乙中部分片段的放大，其中b链可能为rRNA，A、D项错误，C项正确。

转录过程在高度分化的细胞中也可以发生，B项错误。

2．下列过程遵循“碱基互补配对原则”的有（　　）

①DNA复制

②mRNA与核糖体结合

③DNA转录

④tRNA翻译

A．①②③　　　　　　　B．②③④

C．①③④D．①②④

答案：

C

　对中心法则的理解与分析[学生用书P56]

1．中心法则内容及其发展图解

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，发生在亲代产生生殖细胞或细胞增殖的过程中。

（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。

3．中心法则各过程分析

过程

模板

原料

产物

实例

DNA

复制

DNA

↓

DNA

DNA的

两条链

含A、T、G、C的四种脱氧核苷酸

DNA

绝大多

数生物

DNA

转录

DNA

↓

RNA

DNA的

一条链

含A、U、G、C的四种核糖核苷酸

RNA

绝大多

数生物

RNA

复制

RNA

↓

RNA

RNA

含A、U、G、C的四种核糖核苷酸

RNA

以RNA为遗传物质的生物，如烟草花叶病毒

RNA

逆转录

RNA

↓

DNA

RNA

含A、T、G、C的四种脱氧核苷酸

DNA

艾滋病

病毒

翻译

RNA

↓

蛋白质

mRNA

20种氨基酸

蛋白

质

所有生物

4.中心法则与基因表达的关系

3．中心法则揭示了生物遗传信息由DNA向蛋白质传递与表达的过程，下列说法不正确的是（　　）

A．a、b、c、d所表示的四个过程依次分别是DNA复制、转录、翻译、逆转录

B．需要tRNA和核糖体同时参与的过程是c，需要逆转录酶参与的过程是d

C．a、b、c过程只发生在真核细胞中，d、e过程只发生在原核细胞和一些病毒中

D．在真核细胞中，a和b两个过程发生的主要场所相同，但需要的关键酶种类不同

解析：

选C。

图解中a、b、c、d、e分别表示DNA的复制、转录、翻译、逆转录、RNA的复制。

c过程进行的场所是核糖体，在合成蛋白质时需要tRNA运载氨基酸，d过程需要逆转录酶；a、b、c在细胞生物中均能发生，d、e只发生在RNA病毒的寄主细胞中。

在真核细胞中，a和b两个过程发生的主要场所都是细胞核，但所需的关键酶不同，前者需要DNA聚合酶和解旋酶等，后者需要RNA聚合酶。

4．如图表示某种生理过程，下列与此图相关的叙述中，不正确的是（　　）

A．图中的“能量”直接来源于ATP水解

B．若X、Y均表示DNA，则图中的酶为DNA聚合酶和解旋酶

C．若X是RNA，则Y只能是蛋白质，图中“原料”为氨基酸

D．若X是DNA，Y是RNA，则此过程要以X为模板，酶是RNA聚合酶

解析：

选C。

ATP是生命活动的直接能源物质，图中的“能量”直接来源于ATP水解，A正确；若X、Y均表示DNA，该过程为DNA的复制过程，则图中的酶为DNA聚合酶和解旋酶，B正确；若X是RNA，则Y是蛋白质、RNA或DNA，该过程为翻译、RNA的复制或逆转录过程，C错误；若X是DNA，Y是RNA，则此过程是转录过程，要以DNA为模板，酶是RNA聚合酶，D正确。

分析中心法则问题的技巧

（1）从模板分析

①如果模板是DNA，生理过程可能是DNA复制或DNA转录。

②如果模板是RNA，生理过程可能是翻译或RNA复制或RNA逆转录。

（2）从原料分析

①如果原料为脱氧核苷酸，产物一定是DNA；

②如果原料为核糖核苷酸，产物一定是RNA；

③如果原料为氨基酸，产物一定是蛋白质。

（3）从生物种类分析

①如果是细胞生物，能进行DNA复制、转录和翻译过程；

②如果是RNA病毒，分两种情况：

a．RNA自我复制和翻译；

b．RNA逆转录、DNA复制、转录和翻译。

　基因是有遗传效应的DNA片断[学生用书P57]

1．基因与细胞的关系

同一个体的不同类型的体细胞中含有相同的基因，同一物种的不同个体的细胞中所含有的基因是不完全相同的。

2．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，此外，线粒体和叶绿体中也有基因分布。

①核基因：

细胞核中DNA上的基因，在染色体上呈线性排列；传递符合基因的遗传规律。

②质基因：

线粒体、叶绿体等细胞器中DNA上的基因；传递不符合基因的遗传规律。

3．基因与DNA的关系

（1）基因的实质是有遗传效应的DNA片断，无遗传效应的DNA片断不能称之为基因。

（2）每个DNA分子包含许多个基因。

4．基因与脱氧核苷酸的关系

（1）脱氧核苷酸（A、T、G、C）是构成基因的基本单位。

（2）基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息。

只有基因结构中的碱基对的排列顺序才代表遗传信息。

5．脱氧核苷酸、基因、DNA和染色体的关系

（1）图解

（2）范围大小

6．基因与性状的关系

性状是指生物的形态和生理特征，是遗传和环境相互作用的结果。

（1）基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能单位

①生物的性状是通过蛋白质体现的。

②基因通过控制蛋白质的合成来体现生物性状。

（2）基因对性状控制的两种途径

（3）基因与性状的关系

①基因与性状的关系

②基因控制性状还受到环境的影响，生物性状是基因型和环境条件共同作用的结果。

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，共同调控着生物体的性状。

5.（2017·浙江4月选考）下列关于DNA、RNA和基因的叙述，错误的是（　　）

A．基因是具有遗传功能的核酸分子片断

B．遗传信息通过转录由DNA传递到RNA

C．亲代DNA通过复制在子代中表达遗传信息

D．细胞周期的间期和分裂期均有RNA的合成

解析：

选C。

亲代DNA通过复制将遗传信息传递给子代，不是表达，遗传信息表达包括转录和翻译两个步骤，故C错；细胞周期的间期和分裂期均有RNA的合成，分裂期可能会有线粒体中遗传信息的表达，故D对。

6．下列关于基因、性状以及二者关系的叙述，正确的是（　　）

A．基因在染色体上呈线性排列，基因的前端有起始密码子，末端有终止密码子

B．基因的复制、转录都是以DNA一条链为模板，翻译则以mRNA为模板

C．基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间都存在着复杂的相互作用

D．基因通过控制酶的合成从而直接控制性状，是基因控制性状的途径之一

解析：

选C。

起始密码子和终止密码子位于mRNA上，不位于基因上，A错误；基因复制过程中DNA的两条链均为模板，B错误；基因与基因、基因与及基因产物、基因与环境之间都存在着复杂的相互作用，性状是基因与基因、基因与及基因产物、基因与环境之间共同作用的结果，C正确；基因通过控制酶的合成控制细胞代谢从而间接控制性状，是基因控制性状的途径之一，D错误。

核心知识小结

[要点回眸]

[规范答题]

1.中心法则的要点：

遗传信息由DNA传递到RNA，然后由RNA决定蛋白质的特异性。

蛋白质是生物体性状的体现者。

2.RNA病毒（如劳氏肉瘤病毒）能以RNA为模板反向地合成单链DNA，因为它们具有能够催化此反应过程的逆转录酶。

3.生物性状的遗传信息最初是由核酸中核苷酸的排列方式决定的。

因此，当生物体内外因素引起DNA损伤或者某些碱基改变时，就可能产生异常的性状或病变。

4.基因是遗传的一个基本功能单位，它在适当的环境条件下控制生物的性状；基因以一定的次序排列在染色体上。

[随堂检测][学生用书P58]

1．如图为中心法则的示意图。

其中能表示DNA复制的是（　　）

A．①　　　　　　　　　B．②

C．③D．④

解析：

选A。

在中心法则示意图中，①为DNA复制，②为转录过程，③为翻译过程，④为逆转录过程，A选项符合题意。

2．下列能正确表示DNA复制过程的是（　　）

解析：

选B。

模板链中含有U，是RNA，属于逆转录，A错误；模板链中不含有U，子链中含有T，是DNA，可属于DNA复制，B正确；模板链中不含有U，子链中含有U，是RNA，属于RNA复制或转录，C错误；模板链和子链中都含有U，是RNA，属于RNA复制，D错误。

3．如图为一组模拟实验，假设实验能正常进行，四支试管都有产物产生。

下列叙述错误的是（　　）

A．a、b两支试管内的产物都是DNA

B．试管a内模拟的是DNA的复制过程

C．试管b内模拟的是转录过程

D．试管d内模拟的是逆转录过程

解析：

选A。

根据提供的原料和模板可以判断出a、b、c、d分别表示DNA复制、转录、RNA的复制和逆转录，其产物分别是DNA、RNA、RNA、DNA。

4．据图回答有关问题：

←

＋

←

↑

＋

＋

→

（1）图中B是________，F是________，G是________。

（2）1个A与C有两种比例关系：

________和________，每个C含有________个D，每个D可以由________个E组成。

（3）D与A的位置关系是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（4）从分子水平看，D与C的关系是

________________________________________________________________________。

（5）C的基本组成单位是图中的__________。

D的主要载体是图中的__________，除此之外，__________和__________中的D也可由亲代传递给子代。

（6）在E构成的链中，与1分子G相连接的有__________分子的F和__________分子的H。

（7）生物的性状遗传主要通过A上的__________传递给后代，实际上是通过__________的排列顺序来传递遗传信息。

解析：

DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，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片断；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，在间期DNA复制后，每条染色体上含有两个DNA分子，一个DNA分子上有许多个基因，一个基因由成百上千个脱氧核苷酸构成。

在DNA的空间结构中磷酸和脱氧核糖交替连接，所以一个G的周围有两个H，同时连着一个F。

答案：

（1）蛋白质　含氮碱基　脱氧核糖

（2）1∶1　1∶2　许多　成百上千

（3）D在A上呈线性排列

（4）D是有遗传效应的C片断

（5）E　A　线粒体　叶绿体

（6）1　2

（7）基因（D）　碱基

[课时作业][学生用书P117（单独成册）]

一、选择题

1．对一个基因的正确描述是（　　）

A．基因是DNA上有一定功能的特异碱基排列顺序

B．一个DNA分子就是一个基因

C．基因是DNA分子上特定的片断

D．它的化学结构不会发生改变

解析：

选C。

基因是控制生物性状的遗传物质的结构单位和功能单位，是有遗传效应的DNA片断。

DNA分子中不仅包括碱基，还包括了脱氧核糖和磷酸分子，所以A项是错误的。

每个DNA分子可分为许许多多的片断，其中有的能控制生物的性状，有的却不能控制性状，能控制生物性状的DNA特定片断称为有遗传效应的DNA片段，也就是一个基因，所以C项正确。

由于每个DNA分子上有许多具有遗传效应的片断，所以每个DNA分子上有许多基因，故B项错误。

DNA在复制过程中，可能由于各种原因而发生差错，使碱基的排列顺序发生局部改变，从而导致DNA的化学结构发生变化，所以D项错误。

2．下列有关DNA多样性的叙述，正确的是（　　）

A．DNA多样性的原因是DNA分子空间结构千变万化

B．含有200个碱基的DNA分子，碱基对的排列方式有4200种

C．DNA分子多样性和特异性是生物多样性和特异性的基础

D．DNA分子多样性是指一个DNA分子上有许多个基因

解析：

选C。

DNA分子多样性是指同种生物的不同个体或不同种生物的DNA分子千差万别，表现为多种多样，其根本原因是DNA分子中碱基排列顺序千差万别。

含有200个碱基的DNA分子，碱基对的排列方式有4100种。

3．下列关于遗传信息的说法，不确切的是（　　）

A．基因的脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息

B．遗传信息是通过染色体上的基因传递的

C．生物体内的遗传信息主要储存在DNA分子上

D．遗传信息即生物表现出来的性状

解析：

选D。

生物的性状是指生物体表现出来的形态结构特点和生理特性，而遗传信息是指基因（代表遗传物质）中脱氧核苷酸的排列顺序，遗传信息和性状是两个层面的内容。

4．下列与生物体内核酸分子功能多样性无关的是（　　）

A．核苷酸的组成种类

B．核苷酸的连接方式

C．核苷酸的排列顺序

D．核苷酸数量的多少

解析：

选B。

核酸分子的多样性与核苷酸的种类、数量和排列顺序有关，在核苷酸链中，核苷酸之间都是通过磷酸二酯键相连接的。

5．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：

选D。

生物的表现型受基因型和环境共同控制，基因型相同时，表现型不一定相同。

6．如图所示，在酵母菌细胞中能进行的信息传递是（　　）

A．①②③④⑤　　　　　B．①②⑤

C．①②③⑤D．②⑤

解析：

选B。

酵母菌细胞可进行细胞分裂，因此能发生①DNA分子的复制过程，同时酵母菌细胞也能合成蛋白质，因此能发生②转录和⑤翻译过程。

③逆转录过程和④RNA的复制过程只发生在某些病毒侵染的细胞中。

7．具有p个碱基对的1个双链DNA分子片断，含有q个腺嘌呤。

下列叙述正确的是（　　）

A．该片断即为一个基因

B．该片断分子中，碱基的比例总是（A＋T）/（C＋G）＝1

C．若该DNA分子中碱基对任意排列，碱基对排列方式一定为4p种

D．该片断完成第n次复制需要2n－1（p－q）个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸

解析：

选D。

基因是具有遗传效应的DNA片断，一个DNA片断不一定是一个基因；双链DNA分子中碱基互补配对，所以A＝T、G＝C，并不能得出B项结论。

由于腺嘌呤数量已知，因此该DNA分子片断中碱基对的排列方式最多为4p种，但不一定是4p种。

DNA复制的特点是半保留复制，因此，第n次复制，需要胞嘧啶脱氧核苷酸2n－1（p－q）个。

8．科学家通过对前列腺癌细胞的研究发现，绿茶中的多酚可减少BCLXL蛋白，而这种蛋白有抑制癌细胞凋亡的作用。

这表明绿茶具有抗癌作用，其根本原因是由于绿茶细胞中具有（　　）

A．多酚

B．合成多酚有关酶基因

C．BCLXL蛋白

D．BCLXL蛋白酶基因

解析：

选B。

绿茶细胞中具有多酚，这是绿茶具有抗癌作用的直接原因，A错误；由以上分析可知，绿茶具有抗癌作用的根本原因是绿茶细胞中具有多酚酶基因，B正确；BCLXL蛋白在癌细胞中，C错误；绿茶细胞中的多酚具有抗癌作用，而不是BCLXL蛋白酶，D错误。

9．DNA分子复制、转录、翻译所需的原料依次是（　　）

A．脱氧核苷酸、脱氧核苷酸、氨基酸

B．脱氧核苷酸、核糖核苷酸、蛋白质

C．核糖核苷酸、脱氧核苷酸、氨基酸

D．脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸

解析：

选D。

组成DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸，而DNA复制是合成DNA分子的过程，需要的原料是脱氧核苷酸。

转录是以DNA分子的一条链为模板合成RNA，而RNA的基本单位是核糖核苷酸，翻译是合成蛋白质，其原料是氨基酸。

10．如图代表人体某细胞中发生的某种生理过程（AA代表氨基酸），下列叙述正确的是（　　）

A．能给该过程直接提供遗传信息的只能是DNA

B．该过程合成的产物一定是酶

C．有多少个密码子，就有多少个反密码子与之对应

D．该过程有水产生

解析：

选D。

翻译的直接模板是mRNA而不是DNA，A选项错误；翻译的产物是多肽，经加工后形成蛋白质，而蛋白质不都是酶，B选项错误；终止密码子不与氨基酸对应，所以没有与终止密码子对应的反密码子，C选项错误；氨基酸脱水缩合形成多肽，D选项正确。

11．下列关于基因的叙述，错误的是（　　）

A．基因是遗传的基本功能单位

B．基因是一段有功能的核酸

C．基因由葡萄糖脱水缩合形成

D．基因具有携带和表达遗传信息的功能

解析：

选C。

基因是遗传的基本功能单位，是有功能的一段核酸片断，它可以由脱氧核糖核苷酸或者核糖核苷酸形成。

12．科学家近日发现一种动物能否被驯化并和人类友好相处，取决于这种动物的“驯化基因”。

在生物体中，基因控制性状表现的主要途径是（　　）

A．RNA→蛋白质（性状）

B．DNA→蛋白质（性状）

C．RNA→DNA→蛋白质（性状）

D．DNA→RNA→蛋白质（性状）

解析：

选D。

DNA→RNA→蛋白质是细胞生物中基因控制性状表现的主要途径；少数逆转录病毒是以RNA→DNA→RNA→蛋白质为途径控制性状表现的；以RNA作为遗传物质的生物是以RNA→蛋白质为途径控制性状表现的；DNA→蛋白质（性状）只在离体实验中发现，还没有在生物体内发现。

二、非选择题

13．据图回答下列问题：

（1）在生物体内图甲所示的过程是________，进行的主要场所是________，其所需的原料是____________，产物是________。

（2）图乙所示的过程是________，进行的场所是________________，所需的原料是________，此原料的种类主要有________种，它们的共同特点是

________________________________________________________________________。

（3）碱基①②③分别为________、________、________，图乙中的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）人体有的细胞不会发生图甲和图乙所示过程，如________________，其原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：

（1）DNA的复制是以两条链为模板，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RNA。

（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多肽。

（3）根据碱基互补配对原则可以判断①②③分别是U、G、C，在图乙中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）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　RNA

（2）翻译　核糖体　氨基酸　20　至少含有一个氨基和一个羧基，且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上

（3）U　G　C　转运RNA　核糖体　AUG

（4）成熟的红细胞　该细胞中不存在DNA

14．如图表示某DNA片段遗传信息的传递过程，①～⑤表示物质或结构，a、b、c表示生理过程。

请据图回答下列问题：

（可能用到的密码子：

AUG—甲硫氨酸、GCU—丙氨酸、AAG—赖氨酸、UUC—苯丙氨酸、UCU—丝氨酸、UAC—酪氨酸）

（1）完成遗传信息表达的是________（填字母）过程，a过程所需的酶有________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）图中含有核糖的是________（填数字）；由②指导合成的多肽链中氨基酸序列是_____________________________________________________