2.3遗传信息控制生物的性状导学案-2024-2025学年高一下学期生物苏教版必修2

2.3 遗传信息控制生物的性状

学习目标

1.详细阐述 DNA 分子通过 RNA 指导蛋白质合成的具体过程，理解遗传信息的转录和翻译机制。

2.准确解释中心法则的内容，明确基因与生物性状之间的关系，认识遗传信息传递和表达的规律。

3.清晰说明细胞分化的本质是基因选择性表达，分析其在生物个体发育中的重要意义。

4.理解表观遗传的概念及其作用机制，认识到环境因素对基因表达和生物性状的影响。

教学重难点

重点：遗传信息转录和翻译的过程。

中心法则的内容。

基因选择性表达与细胞分化的关系。

表观遗传的概念和作用机制。

难点：理解转录和翻译过程中各物质的作用和相互关系；掌握基因表达调控与表观遗传的复杂机制 。

预习新知

知识点一：DNA 分子通过 RNA 指导蛋白质的合成

1.RNA 的结构和种类

RNA 的基本组成单位是______，它由一分子______、一分子磷酸和一分子含氮碱基组成。含氮碱基有______、尿嘧啶（U）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C） 。

RNA 一般是______链结构，比 DNA 短。RNA 有三种，分别是______（mRNA）、转运 RNA（tRNA）和______（rRNA）。其中，______是 DNA 转录的产物，作为翻译的模板；______能识别并转运氨基酸；______是核糖体的组成成分。

2.转录

概念：转录是指在______中，以 DNA 的______条链为模板合成 RNA 的过程。

过程：首先，DNA 双链解开，碱基暴露；然后，游离的______随机地与 DNA 链上的碱基碰撞，当核糖核苷酸与 DNA 的碱基互补时，两者以______结合；接着，在______酶的作用下，依次连接，形成一个 mRNA 分子；最后，合成的 mRNA 从 DNA 链上释放，DNA 双链恢复。

3.翻译

概念：翻译是指游离在细胞质中的各种氨基酸，以______为模板合成具有一定______顺序的蛋白质的过程。

过程：起始阶段，______与 mRNA 的起始密码子结合，携带甲硫氨酸的______通过与 mRNA 上的密码子互补配对，进入位点 1；延伸阶段，携带氨基酸的 tRNA 依次进入位点 2，按照______原则，氨基酸通过______结合形成肽链；终止阶段，当核糖体移动到 mRNA 上的______时，合成终止，肽链被释放。

知识点二：中心法则诠释了基因与生物性状的关系

1.中心法则的内容：遗传信息可以从 DNA 流向 DNA，即______；也可以从 DNA 流向 RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的______和______。在某些病毒中，RNA 也可以自我复制，还可以在______酶的作用下以 RNA 为模板合成 DNA。

2.基因通过控制______的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状；基因还能通过控制______的结构直接控制生物体的性状。

知识点三：细胞分化的本质是基因选择性表达

1.细胞分化是指在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在______、结构和______上发生稳定性差异的过程。

2.细胞分化的实质是基因的______表达，即在个体发育过程中，不同细胞中______的执行情况不同。

3.细胞分化是生物个体发育的基础，使多细胞生物体中的细胞趋向______，有利于提高生物体各种______的效率。

知识点四：表观遗传及其作用机制

1.表观遗传是指生物体基因的______保持不变，但______发生可遗传变化的现象。

2.表观遗传的调控机制主要包括DNA甲基化、______修饰等。DNA 甲基化是指在 DNA 某些区域添加甲基基团，会影响基因的表达；组蛋白修饰可以改变染色质的______，从而影响基因的表达。

3.表观遗传现象普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动过程中，在个体发育、疾病发生以及衰老等过程中发挥重要作用，同时也受______因素的影响。

知识点一答案

1.核糖核苷酸；核糖；腺嘌呤（A）；单；信使 RNA；核糖体 RNA；mRNA；tRNA；rRNA

2.细胞核；一；核糖核苷酸；氢键；RNA 聚合

3.mRNA；氨基酸；核糖体；tRNA；碱基互补配对；肽键；终止密码子

知识点二答案

1.DNA 复制；转录；翻译；逆转录

2.酶；蛋白质

知识点三答案

1.形态；生理功能

2.选择性；遗传信息

3.专门化；生理功能

知识点四答案

1.碱基序列；基因表达和表型

2.组蛋白；结构

3.环境

易错提示

1.转录和翻译过程混淆：混淆转录和翻译的场所、模板、原料和产物；错误认为转录过程中 DNA 两条链都作为模板，或翻译时不需要 tRNA 的参与 。

2.中心法则理解偏差：忽略中心法则中 RNA 自我复制和逆转录过程，错误认为遗传信息的传递只有 DNA 复制、转录和翻译；不理解基因控制性状的两种途径的区别和联系 。

3.表观遗传概念误解：误认为表观遗传会改变基因的碱基序列；不清楚环境因素如何通过表观遗传影响基因表达和生物性状 。

深化探究

问题 1：在翻译过程中，tRNA 是如何保证氨基酸准确加入到肽链中的？

参考答案：tRNA 上有反密码子，mRNA 上有密码子，在翻译过程中，tRNA 通过其反密码子与 mRNA 上的密码子按照碱基互补配对原则进行配对 。每种 tRNA 只能识别并转