42第2节基因对性状的控制.docx

1、42第2节基因对性状的控制第2节基因对性状的控制学习目标1.了解中心法则的提出及其发展过程。2.通过中心法则图解理解遗传信息的流动方向。(难点)3.识记基因控制性状的两种方式。(重点)4.举例说明基因、蛋白质与性状的关系。知识点1中心法则的提出及其发展请仔细阅读教材第6869页，完成下面的问题。1中心法则的提出(1)提出者：克里克。(2)内容DNA复制：遗传信息从DNA流向DNA。转录：遗传信息从DNA流向RNA。翻译：遗传信息从RNA流向蛋白质。2中心法则的发展3.完善后的中心法则，用图解表示为知识点2基因、蛋白质与性状的关系请仔细阅读教材第6970页，完成下面的问题。1基因控制生物性状的两

2、条途径(1)基因对生物性状的间接控制实质：基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。举例(2)基因对生物性状的直接控制实质：基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。举例：囊性纤维病。编码CFTR蛋白(跨膜蛋白)的基因缺失了3个碱基CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸CFTR蛋白结构异常支气管中黏液增多，管腔受阻，细菌在肺部大量繁殖，使人患囊性纤维病。2基因与性状的关系(2)基因与性状的对应关系(3)影响基因控制性状的因素生物性状是由基因和环境条件共同作用的结果，其关系如图所示3细胞质基因细胞质基因指的是细胞核以外的细胞质中的基因。叶绿体和线粒体中的DNA都能够进行半自主性

3、的自我复制，并通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成。如线粒体疾病就是由线粒体DNA缺陷引起的，这种遗传病只能通过母亲遗传给后代。要点一剖析中心法则1.中心法则内容及其发展图解2不同生物的中心法则的体现不同(1)以DNA为遗传物质的生物主要包括细胞生物(原核生物、真菌、动植物和人类)以及大多数病毒，它们能发生的过程如下：(2)以RNA为遗传物质的生物不含逆转录酶的RNA病毒，如烟草花叶病毒，它们能发生的过程如下：含逆转录酶的RNA病毒，如艾滋病病毒，它们能发生的过程如下：3中心法则的判断方法中心法则体现了DNA复制、转录、RNA复制、逆转录、翻译过程，下面从模板、原料、产物三个方面来分析。(1)从

4、模板分析如果模板是DNA，生理过程可能是DNA复制或转录。如果模板是RNA，生理过程可能是RNA复制或逆转录或翻译。(2)从原料分析如果原料为脱氧核苷酸，产物一定是DNA，生理过程可能是DNA复制或逆转录。如果原料为核糖核苷酸，产物一定是RNA，生理过程可能是转录或RNA复制。如果原料为氨基酸，产物一定是蛋白质(或多肽)，生理过程是翻译。(3)从产物分析如果产物为DNA，生理过程可能是DNA复制或逆转录。如果产物为RNA，生理过程可能是RNA复制或转录。如果产物是蛋白质(或多肽)，生理过程是翻译。4中心法则体现了DNA的两大基本功能(1)传递遗传信息：它是通过DNA复制完成的，发生于亲代产生子

5、代的生殖过程或细胞增殖过程中。(2)表达遗传信息：它是通过转录和翻译完成的，发生在个体发育过程中。5中心法则与基因表达的关系【典例1】关于如图所示的过程，下列叙述正确的是()A正常的真核生物细胞内可发生B噬菌体进行，需将噬菌体放在含有四种游离的脱氧核苷酸的溶液中C常见于RNA病毒侵入细胞时D细胞中的发生都需要解旋酶解析分析题图，为DNA复制过程，为转录过程，为逆转录过程，为RNA复制过程，为翻译过程，表示遗传信息从蛋白质流向RNA。正常的真核生物细胞内可发生，A正确；噬菌体是病毒，不能独立生存，只能在宿主细胞中进行过程，B错误；到目前为止在生物体内还没有发现，C错误；细胞中的发生需要解旋酶，的

6、发生不需要解旋酶，D错误。答案A针对训练1结合图表分析，下列有关说法正确的是()抗菌药物抗菌机理青霉素抑制细菌细胞壁的合成环丙沙星抑制细菌DNA解旋酶的活性(可促进DNA螺旋化)红霉素能与核糖体结合利福平抑制RNA聚合酶的活性A.环丙沙星和红霉素分别抑制细菌的和B青霉素和利福平能抑制DNA的复制C结核杆菌的和都发生在细胞质中D可发生在人体健康细胞中解析首先判定出图中各个过程的名称：为DNA复制，为转录，为翻译，为RNA复制，为逆转录，然后根据表格中抗菌药物的抗菌机理来分析各选项。青霉素的作用对象是细胞壁，与DNA复制无关；环丙沙星可抑制DNA螺旋化，不利于DNA复制；红霉素能与核糖体结合，抑制

7、翻译过程；利福平抑制RNA聚合酶的活性，进而抑制转录和RNA复制；和只有某些RNA病毒在增殖过程中才能进行。答案A要点二基因与性状的关系1.基因对性状控制的两种途径2分析基因与性状的关系(1)基因决定性状基因是控制生物性状的结构和功能单位，基因通过控制蛋白质的合成来控制生物的性状(如下图所示)。同一种基因(如高度基因)决定同一种性状(如高度)；同一种基因的不同表现形式(D、d)决定同一种性状的不同表现形式(高、矮)；F1(Dd)产生配子时等位基因的分离及分离比导致F2中相对性状的分离及分离比。(2)基因与性状的关系及影响因素基因与性状的数量关系(如下图)一个基因能决定一种或多种性状；一种性状可

8、由一个或多个基因控制，如，C(性状)的表达受到基因1、基因2的控制。影响因素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，即生物性状是基因和环境条件共同作用的结果。同一生物在不同环境中有不同的表现型。基因型是生物体发育的内因；而环境条件是生物体发育的外因；表现型是生物体发育的结果，是基因型与环境条件共同作用的结果。特别提醒(1)生物的大多数性状是受单基因控制的。这里的“单基因”是指一对等位基因，并不是单个基因。(2)基因控制生物体的性状，但基因表达过程中或表达后，可能受到环境因素的影响，所以表现型由基因和环境共同决定。(3)基因与性状并不都是简单的线性关系。基因与基因、基因

9、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。(4)同一生物不同的体细胞的核DNA相同，RNA不同，合成的蛋白质也不同，表现出的性状也不同。【典例2】下列关于基因、蛋白质与性状的关系的描述中，正确的是()A皱粒豌豆的DNA中，编码淀粉分支酶的基因的碱基序列被打乱，不能合成淀粉分支酶，淀粉含量低而蔗糖含量高B人类表现出白化症状体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状C基因与性状之间是线性关系，即一种性状由一个基因控制D囊性纤维病患者中，编码CFTR蛋白的基因增添了2个碱基，进而使CFTR蛋白的结构受到了影响解析皱粒豌豆的

10、DNA中插入了一段外来DNA序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因的碱基序列，导致淀粉分支酶不能合成，而淀粉分支酶的缺乏又导致细胞内淀粉含量降低，游离蔗糖的含量升高。人的白化症状是由控制酪氨酸酶的基因异常而引起的，体现了基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。基因与性状的关系并不都是简单的线性关系，同一个基因可能影响多种性状，多个基因也可能控制同一性状。囊性纤维病患者的CFTR基因缺失了3个碱基，而非增添了2个碱基。答案A针对训练2如图为脉孢霉体内精氨酸的合成途径示意图，从图中可得出()A一种物质的合成只受一个基因的控制B基因可通过控制酶的合成来控制代谢C若基因不表达，则基因和也不

11、表达D若基因不存在，则瓜氨酸仍可合成精氨酸琥珀酸解析基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物的性状。由示意图可知，精氨酸的合成需要酶的参与，而它们分别受基因的控制。基因具有一定的独立性，基因不表达时，基因仍可表达，只是无法合成精氨酸。若基因不存在，酶不能合成，则瓜氨酸精氨酸琥珀酸的途径不能进行。答案B课堂归纳小结网络构建自我校对：酶生物新陈代谢蛋白质拓展阅读不苦的苦瓜2014年11月29日出版的国际顶级学术期刊科学以长篇幅论文形式发表了中国农科院蔬菜花卉所研究员、深圳农业基因组所副所长黄三文博士领导完成的苦瓜苦味合成、调控及驯化分子机制的研究成果。苦瓜苦不苦由“基因开关”来调控。该研究

12、成果综合采用了基因组、变异组、转录组、分子生物学和生物化学等多种技术手段，成功揭示了导致苦瓜变苦的两个“主开关”的作用机理，从而可彻底避免苦味对苦瓜品质的影响，同时提高叶片中的葫芦素含量用于抵御害虫，减少农药的使用。特别可喜的是，研究发现一个新的突变使Bt基因在逆境中不表达，通过精确调节果实和叶片中Bt的表达模式，可以确保苦瓜果实中不积累苦味物质，从而保证苦瓜的商品品质，同时提高其叶片中的葫芦素含量用于抵御害虫的侵害，减少农药的使用。育种专家们正在利用这个分子育种方案培育新型苦瓜品种，而该项研究首次破解的葫芦素等次生代谢产物的基因簇精确调控机制，也为新药开发提供了新的思路。苦瓜具有清热益气、抗

13、癌、降血糖、降血脂、美容肌肤等药用价值和功效。苦瓜苦味降低过程中涉及了哪些中心法则？提示： 学业水平合格测试1中心法则包括下列遗传信息的传递过程，其中揭示生物遗传实质的是()A从DNADNA的复制过程B从DNARNA的转录过程C从RNA蛋白质的翻译过程D从RNADNA的逆转录过程解析生物遗传实质指的是遗传信息在亲子代之间的传递，而遗传信息的复制是其在亲子代间传递的基础。答案A2生物体内性状的表达一般遵循“DNARNA蛋白质”的原则。下面是几种与此有关的说法，不正确的是()ADNARNA主要是在细胞核中完成的BRNA蛋白质是在细胞质中完成的C在同一个体不同的体细胞中DNA相同D在细胞的一生中，D

14、NA、RNA和蛋白质的种类和数量是不变的解析DNA是细胞中的遗传物质，一般是不变的；由于同一个体不同的体细胞中存在基因选择性表达，因此不同细胞中的DNA相同，而RNA和蛋白质却不一定相同。答案D3如图为人体内基因对性状的控制过程，下列叙述不正确的是()A图中过程发生的场所分别是细胞核、细胞质中的核糖体B镰刀型细胞贫血症致病的根本原因是基因发生了改变C人体衰老引起白发增多的主要原因是图中的酪氨酸酶的活性下降D该图反映了基因对性状的控制是通过控制酶的合成，进而控制代谢活动来进行的解析正常基因编码的血红蛋白组成的红细胞结构是正常的，而异常基因编码的血红蛋白组成的红细胞结构异常，说明基因通过控制血红蛋

15、白的结构直接控制生物性状；缺乏酪氨酸酶会导致黑色素无法合成，说明基因通过控制酶的合成来控制代谢过程进而控制生物体的性状。答案D 学业水平等级测试4如图所示，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，原料为氨基酸解析甲是RNA、乙为DNA时，图示过程表示逆转录，模板为RNA，原料为脱氧核苷酸，酶为逆转录酶。答案C5下列有关基因型、性状和环境的叙述，错误的是()A两个个体的身高不相同，二者的基

16、因型可能相同，也可能不相同B某植物的绿色幼苗在黑暗中变成黄色，这种变化是由环境造成的CO型血夫妇的子代都是O型血，说明该性状是由遗传因素决定的D高茎豌豆的子代出现高茎和矮茎，说明该相对性状是由环境决定的解析生物的性状是由基因型和环境共同决定的。两个身高不相同的个体，其基因型可能相同，也可能不相同，A项正确；叶绿素的合成需要光照，绿色幼苗的遗传物质正常，在黑暗中变成黄色，这是由环境造成的变化，B项正确；O型血夫妇的子代都是O型血，这是生物的遗传，由遗传因素决定，C项正确；高茎豌豆的子代出现高茎和矮茎，一般是由遗传因素决定的性状分离现象，另外，环境因素也可能导致矮茎性状的出现，D项错误。答案D课后

17、作业(十五) 学业水平合格练1下图表示中心法则及其补充的内容，有关说法正确的是()A分别表示转录、复制、翻译B人体的所有细胞都具有过程C在洋葱根尖分生区细胞中只有过程D过程均有碱基互补配对现象解析过程分别表示DNA复制、转录、翻译，A错误；过程必须发生在分裂的细胞中，B错误；洋葱根尖分生区细胞既可以完成过程，也能完成过程，C错误；图中中均有碱基互补配对的现象，D正确。答案D2如下图所示的过程，正常情况下在动植物细胞中都不可能发生的是()A BC D解析图中表示DNA复制；表示转录；表示逆转录；表示RNA分子复制；表示翻译；表示遗传信息从蛋白质流向RNA。其中过程只发生在被某些病毒侵染的细胞中，

18、过程到目前为止还未被证实。因此正常情况下，在动植物细胞中都不可能发生的是。答案B3下列对中心法则所包含的各个过程理解不正确的是()A都在细胞核中进行B都需要细胞提供能量C都需要模板、酶和原料D都遵循碱基互补配对原则解析中心法则中DNA的复制和转录主要发生在细胞核内，基因的翻译过程主要发生在细胞质内的核糖体上，A错误；中心法则所包含的每个过程都遵循碱基互补配对原则，每个过程都需要细胞提供能量，都需要模板、酶和原料等条件。答案A4下列属于基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状的实例的是()人类的白化病囊性纤维病苯丙酮尿症镰刀型贫血症A B C D解析人类的白化病是由于基因突变导致细胞内合成的

19、酪氨酸酶缺乏或功能减退而引起的一种皮肤及附属器官黑色素缺乏或合成障碍所导致的遗传性白斑病，属于基因间接控制性状的实例，错误；囊性纤维病是CFTR基因缺失3个碱基，导致CFTR蛋白结构异常，使患者支气管内黏液增多，清除困难，细菌繁殖，肺部感染，属于基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，正确；苯丙酮尿症是由于苯丙氨酸代谢途径中的酶缺陷，使得苯丙氨酸不能转变成为酪氨酸，导致苯丙氨酸及其酮酸蓄积，并从尿中大量排出，属于基因间接控制性状的实例，错误；镰刀型细胞贫血症是由于血红蛋白结构发生改变导致的，属于基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，正确。所以属于基因通过控制蛋白质分子结构直接控制

20、生物性状的实例的是。答案D5蒜黄和韭黄是在缺乏光照的环境下培育的蔬菜，对形成这种现象的最好解释是()A环境因素限制了有关基因的表达B两种均为基因突变C叶子中缺乏形成叶绿素的基因D黑暗中植物不进行光合作用解析蒜黄与韭黄的形成是由于缺乏光照，叶绿素不能合成，不是遗传物质发生改变引起的。答案A6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体的性状C隐性基因控制的性状在后代中不一定得到表现D基因型相同，表现型就相同解析基因与性状不是简单的线性关系，一对相对性状可以由多对等位基因控制，一对等位基因也可能与多对相对性状有关

21、，A正确；蛋白质是生命活动的体现者，基因可通过控制蛋白质的合成来控制生物体的性状，B正确；隐性基因控制的性状可能被显性性状所掩盖，如Aa表现为A基因控制的性状，C正确；基因型相同，表现型不一定相同，如同卵双胞胎，哥哥在野外工作较黑，弟弟在室内工作较白，D错误。答案D7人体内苯丙氨酸的代谢途径如图所示。人群中，有若干种遗传病是由于苯丙氨酸的代谢缺陷所导致的。例如，苯丙氨酸的代谢产物之一苯丙酮酸在脑中积累会阻碍脑的发育，造成智力低下。下列分析不正确的是()A缺乏酶可导致病人既“白(白化病)”又“痴”B缺乏酶可导致病人只“白”不“痴”C缺乏酶时，婴儿使用过的尿布会留有黑色污迹(尿黑酸)D上述实例可以

22、证明遗传物质通过控制酶的合成，从而控制新陈代谢和性状解析本题中的每种酶只催化一种化学反应，缺乏酶则不能合成酪氨酸，但能合成苯丙酮酸，据图示可知此时该病人既“白”又“痴”，A正确；缺乏酶只能引起酪氨酸不能转变为黑色素，故只表现为白化病，B正确；而缺乏酶时，只会引起不能合成苯丙酮酸，但其他生理过程正常，故婴儿的尿布上不会有尿黑酸，尿黑酸最终被分解为CO2和H2O，C错误；该代谢过程可证明基因通过控制酶的合成来控制新陈代谢和性状，D正确。答案C8如图是4种遗传信息的流动过程，对应的叙述不正确的是()A甲可表示胰岛细胞中胰岛素合成过程中的遗传信息的传递方向B乙可表示逆转录病毒在宿主细胞内繁殖时的遗传信

23、息传递方向C丙可表示DNA病毒(如噬菌体)在宿主细胞内繁殖时的遗传信息传递方向D丁可表示部分RNA病毒(如烟草花叶病毒)在宿主细胞内繁殖过程中的遗传信息传递方向解析胰岛细胞属于高度分化的细胞，胰岛细胞中胰岛素合成过程中遗传信息的传递方向不包括DNA复制，A错误；RNA病毒中的逆转录病毒在宿主细胞内繁殖时，首先RNA逆转录形成DNA，通过DNA将遗传信息传递给蛋白质，B正确；DNA病毒(如噬菌体)的遗传物质是DNA，在宿主细胞内既可以通过DNA分子的复制实现增殖，也可以通过转录和翻译过程实现遗传信息的表达，C正确；某些RNA病毒(如烟草花叶病毒)既可以实现RNA自我复制，也可以翻译形成蛋白质，D

24、正确。答案A9如图表示DNA及相关的生理活动，下列表述错误的是()A过程a，b，c均可在胰岛B细胞核中发生Bf和g过程可能通过反馈调节实现C过程a，b，c，d，e与碱基配对有关D某基因表达的产物可能影响另一个基因的表达解析据图分析，过程a表示DNA复制，而胰岛B细胞是成熟的动物细胞，不能进行DNA的复制，A错误；过程g和f表示基因控制合成的蛋白质反过来调控RNA和DNA，为反馈调节，B正确；过程a、b、c、d、e分别表示DNA的复制、转录、逆转录、RNA的复制、翻译，这些过程都遵循碱基互补配对原则，C正确；基因的表达过程包括转录和翻译，都需要酶的催化；而酶也是基因表达的产物，D正确。答案A学业

25、水平等级练10Q噬菌体的遗传物质(QRNA)是一条单链RNA，当噬菌体侵染大肠杆菌后，QRNA立即作为模板翻译出成熟蛋白、外壳蛋白和RNA复制酶(如图所示)，然后利用该复制酶复制QRNA。下列叙述正确的是()AQRNA的复制需经历一个逆转录的过程BQRNA的复制需经历形成双链RNA的过程C一条QRNA模板只能翻译出一条肽链DQRNA复制后，复制酶基因才能进行表达解析QRNA的复制不需要经历逆转录过程，是由单链复制成双链，再形成一条与原来的单链相同的子代RNA，所以A错误，B正确；由图可以看出一条QRNA模板翻译出的肽链不止一条，可翻译出多条多肽链，C错误；由题意可知：QRNA复制酶基因的表达在

26、QRNA的复制之前，有了QRNA复制酶，QRNA的复制才能进行，D错误。答案B11如图表示tRNA与氨基酸的结合过程，则该过程()A不受温度影响B不存在特异性结合C必须由线粒体供能D不是只发生在细胞质基质中的核糖体上解析由图可知，tRNA与氨基酸的结合需要酶的催化作用，而酶的活性受温度影响；tRNA上的反密码子与mRNA上决定氨基酸的密码子存在一一对应关系；题图过程还可由无氧呼吸供能，无氧呼吸的场所是细胞质基质；tRNA转运氨基酸到核糖体上不是只在细胞质基质中进行，还可在叶绿体或线粒体中进行。答案D12如图为基因的作用与性状的表现流程示意图。请据图分析，不正确的选项是()A过程是转录，它以DN

27、A的一条链为模板、四种核糖核苷酸为原料合成mRNAB过程中只需要mRNA、氨基酸、核糖体、酶、ATP即可完成C某段DNA某个碱基发生改变，但形成的蛋白质不一定会改变D人的镰刀型细胞贫血症是基因对性状的直接控制，使结构蛋白发生变化所致解析过程为翻译，还需要tRNA的参与。答案B13牵牛花的颜色主要是由花青素决定的，下图为花青素的合成与颜色变化途径示意图从图中不可以得出()A花的颜色由多对基因共同控制B基因可以通过控制酶的合成来控制代谢C生物性状由基因决定，也受环境影响D若基因不表达，则基因和基因不表达解析花青素决定花的颜色，图示花青素的合成是由多对基因共同控制的，A项正确；基因通过控制酶1、2、

28、3的合成来控制花青素的合成，B项正确；花青素在不同酸碱条件下显示不同颜色，说明环境因素也会影响花色，C项正确；基因具有独立性，基因不表达，基因仍然能够表达，D项错误。答案D14乙肝被称为“中国第一病”。人们对乙肝病的机理研究较多。乙肝病毒的DNA有一条环状链和一条较短的半环链，侵染时先形成完整的环状，再把其中一条作为原始模板复制形成新的病毒。如图：(1)发生在宿主细胞核的过程有_，发生在宿主细胞质内的过程有_。(2)乙肝病毒的中心法则：_。(3)发生了碱基互补配对现象的有_过程。(4)物质a的作用是_。同类的物质还具有的作用有_。(5)过程的原料种类数可能分别为_种，都存在_现象。(6)过程和过程的产物都具有多样性特点，其原因分别是_和_。解析(1)乙肝病毒需要侵入宿主细胞，在细胞核内先复制形成完整的环状，然后进行转录。是翻译，是组装，这两个过程是发生在细胞质中的。是病毒的组装，发生在释放之前，应该是在细胞质中。(2)除正常的转录、翻译过程外，还要注意存在逆转录过程。(3)是形成新的DNA，是转录，是翻译，是逆转录，这些过程都发生了碱基互补配对现象。(4)物质a是mRNA