1、第二节 基因对性状的控制【高考目标导航】基因与性状的关系【基础知识梳理】一、中心法则的提出及其发展1、中心法则的提出（1）提出人：克里克。（2）内容：2、发展（1）RNA肿瘤病毒的遗传信息由RNA流向RNA。（2）致癌RNA病毒能使遗传信息由RNA流向DNA。3、完善后的中心法则内容（见右图2）：二、基因、蛋白质与性状的关系 1、 （间接控制） 酶或激素 细胞代谢基因 性状 结构蛋白 细胞结构 （直接控制）2、基因型与表现型的关系，基因的表达过程中或表达后的蛋白质也可能受到环境因素的影响。3、生物体性状的多基因因素：基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间多种因素存在复杂的相互作用，共同地精
2、细地调控生物的性状。【要点名师透析】一、中心法则的理解与分析1、内容图解图示表示出遗传信息的传递有5个过程。（1）以DNA为遗传物质的生物遗传信息的传递（2）以RNA为遗传物质的生物遗传信息的传递2、中心法则与基因表达的关系【典例】在遗传学上，把遗传信息沿一定方向的流动叫做信息流。信息流的方向可以用下图表示，则( )A.和过程都需要解旋酶和RNA聚合酶B.能进行或过程的生物不含DNAC.过程可能发生基因突变和基因重组D.过程不发生碱基互补配对【解析】过程为DNA复制过程，为转录过程，二者都需要解旋酶，后者需要RNA聚合酶；过程为RNA复制，为逆转录过程，都发生在以RNA为遗传物质的病毒所寄生的
3、细胞内；DNA复制过程可以出现基因突变，而基因重组发生在减数第一次分裂前期或后期；过程为翻译过程，转运RNA的反密码子和信使RNA的密码子碱基互补配对。【答案】B二、基因对性状的控制1、控制途径2、基因与生物性状的关系（1）基因是控制生物性状的遗传物质的功能和结构单位。（2）生物体的一个性状有时受多个基因的影响，如玉米叶绿体的形成至少与50多个不同基因有关。（3）一般而言，一个基因只决定一种性状。（4）环境因素会影响生物性状，如人类身高不完全取决于基因，可受后天营养及锻炼状况影响。【感悟高考真题】1、（2011天津高考）土壤农杆菌能将自身Ti质粒的T-DNA整合到植物染色体DNA上，诱发植物形
4、成肿瘤。T-DNA中含有植物生长素合成酶基因（S）和细胞分裂素合成酶基因（R），它们的表达与否能影响相应植物激素的含量，进而调节肿瘤组织的生长与分化。据图分析，下列叙述错误的是 ( )A.当细胞分裂素与生长素的比值升高时，诱发肿瘤生芽B.清除肿瘤组织中的土壤农杆菌后，肿瘤不再生长与分化C.图中肿瘤组织可在不含细胞分裂素与生长素的培养基中生长D.基因通过控制酶的合成控制代谢，进而控制肿瘤组织生长与分化【解析】A项，细胞分裂素与生长素比值升高，此时类似S不表达、R表达的情况，结果是诱导肿瘤生芽；B项，清除肿瘤组织中的土壤农杆菌后，因肿瘤组织细胞中已经整合了T-DNA，其内基因继续表达，肿瘤依然生长
5、与分化；C项，因肿瘤组织细胞中已经整合了T-DNA，R、S基因可以表达产生细胞分裂素与生长素，所以肿瘤组织可以在不含细胞分裂素与生长素的培养基中生长；D项，T-DNA含有细胞分裂素合成酶基因与生长素合成酶基因，这些基因通过控制相关酶的合成控制代谢，进而控制肿瘤组织生长与分化。【答案】B2、（2010山东高考）下列实例与基因的作用无关的是A细胞分裂素延迟植物衰老B极端低温导致细胞膜破裂C过量紫外线辐射导致皮肤癌D细菌感染导致B淋巴细胞形成效应B（浆）细胞【解析】细胞分裂素的合成过程是受基因控制合成的相关酶作用调控，因此与基因作用有关；过量紫外线的辐射，可能使原癌基因和抑癌基因发生突变；细胞感染导
6、致B淋巴细胞形成效应细胞，是细胞分化的结果，细胞分化的产生是由于基因的选择性表达的结果。极端低温由于结冰导致细胞膜破裂，与基因无关，因此B选项正确。【答案】B3、（2010广东高考）黄曲霉毒素是主要由黄曲霉菌产生的可致癌毒素，其生物合成受多个基因控制，也受温度、pH等因素影响。下列选项正确的是A.环境因子不影响生物体的表现型 B.不产生黄曲霉毒素菌株的基因型都相同C黄曲霉毒素致癌是表现型 D.黄曲霉菌产生黄曲霉毒素是表现型【解析】本题考查学生的理解能力和获取信息的能力。依据题干“黄曲霉毒素是主要由黄曲霉菌产生的可致癌毒素，其生物合成受多个基因控制，也受温度、pH等因素影响”，可知，A项是错误的
7、；由于是多基因控制的这一性状，所以不产生黄曲霉毒素菌株的基因型不相同；依据表现型的概念，可知黄曲霉毒素致癌不属于表现型，但黄曲霉菌产生黄曲霉毒素是表现型。【答案】D4、（2009广东高考）大多数老年人头发变白的直接原因是头发基部细胞内 （ ） A.物质转运加速 B.新陈代谢变缓 C.呼吸速率加快 D.与黑色素合成相关的酶活性降低【解析】 生物的基因控制性状，可通过控制酶的合成控制代谢进而控制性状，头发变白是因为黑色素无法形成，与黑色素合成相关的酶活性降低，酶活性降低导致新陈代谢变缓，致使老年人头发变白。【答案】 BD5、（2009海南高考）酶A、B、C是大肠肝菌的三种酶，每种酶只能催化下列反应
8、链中的一个步骤，其中任意一种酶的缺失均能导致该酶因缺少化合物丁而不能在基本培养基上生长。 化合物甲 化合物乙 化合物丙 化合物丁现有三种营养缺陷型突变体，在添加不同化合物的基本培养基上的生长情况下表：添加物突变体突变体a(酶A缺陷)突变体b(酶B缺陷)突变体c(酶C缺陷)化合物甲不生长不生长生 长化合物乙不生长生 长生 长由上可知：酶A、B、C在该反应链中的作用顺序依次是 A. 酶A、酶B、酶C B. 酶A、酶C、酶B C酶B、酶C、酶A D. 酶C、酶B、酶A【答案】D6、（2009福建高考）某种牧草体内形成氰的途径为：前体物质产氰糖苷氰 。基因A控制前体物质生成产氰糖苷，基因B控制产氰糖苷
9、生成氰。表现型与基因型之间的对应关系如下表：表现型有氰有产氰糖苷、无氰无产氰苷、无氰基因型A_B_（A和B同时存在）A_bb（A存在，B不存在）aaB_或aabb（A不存在）（1）在有氰牧草（AABB）后代中出现的突变那个体（AAbb）因缺乏相应的酶而表现无氰性状，如果基因b与B的转录产物之间只有一个密码子的碱基序列不同，则翻译至mRNA的该点时发生的变化可能是：编码的氨基酸 ，或者是 。（2）与氰形成有关的二对基因自由组合。若两个无氰的亲本杂交，F1均表现为氰，则F1与基因型为aabb的个体杂交，子代的表现型及比例为 。（3）高茎与矮茎分别由基因E、e控制。亲本甲（AABBEE）和亲本乙（a
10、abbee）杂交，F1均表现为氰、高茎。假设三对等位基因自由组合，则F2中能稳定遗传的无氰、高茎个体占 。（4）以有氰、高茎与无氰、矮茎两个能稳定遗传的牧草为亲本，通过杂交育种，可能无法获得既无氰也无产氰糖苷的高茎牧草。请以遗传图解简要说明。【解析】本题考查基因对性状的控制的有关知识。（1）如果基因b与B的转录产物之间只有一个密码子的碱基序列不同，则翻译至mRNA的该位点时发生的变化可能是：编码的氨基酸（种类）不同（错义突变），或者是合成终止（或翻译终止）（无义突变），（该突变不可能是同义突变）。（2）依题意，双亲为AAbb和aaBB，F1为AaBb，AaBb与aabb杂交得1AaBb，1aa
11、Bb，1Aabb，1aabb，子代的表现型及比例为有氰无氰=13(或有氰有产氰糖苷、无氰无产氰糖苷、无氰=112)。（3）亲本甲（AABBEE）和亲本乙（aabbee）杂交，F1 为AaBbEe，则F2中能稳定遗传的无氰、高茎个体为AAbbEE 、aaBBEE、aabbEE，占1/41/41/4+1/41/41/4+1/41/41/4=3/64。（4）以有氰、高茎（AABBEE）与无氰、矮茎（AAbbee）两个能稳定遗传的牧草为亲本杂交，遗传图解如下： AABBEEAAbbee AABbEe 后代中没有符合要求的aaB_E_或aabbE_的个体，因此无法获得既无氰也无产氰糖苷的高茎牧草。【答案
12、】（1）（种类）不同 合成终止（或翻译终止）（2）有氰无氰=13(或有氰有产氰糖苷、无氰无产氰糖苷、无氰=112)。（3）3/64（4） AABBEEAAbbee AABbEe 后代中没有符合要求的aaB_E_或aabbE_的个体【考点模拟演练】一、选择题1、镰刀型细胞贫血症是一种遗传病，在对患者红细胞的血红蛋白分子进行分析研究时发现，在组成血红蛋白分子的多肽链上，发生了氨基酸的替换，发生替换的根本原因在于控制其结构的基因中发生了个别碱基的替换。分析以上材料可得出()A基因是控制生物性状的遗传物质的结构单位和功能单位B基因可以通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状C基因结构发生变化，性状不一定发
13、生变化D如果生物体的性状发生变化，则控制其性状的基因也一定发生了变化【解析】由题意可知，基因结构中的个别碱基发生了替换，导致氨基酸的替换，致使血红蛋白不正常，所以表现出镰刀型细胞贫血症。经过推理可知，基因可以通过控制蛋白质的结构来控制生物体的性状，而没有体现“结构单位和功能单位”，也没有体现基因变化与性状变化之间的必然关系。【答案】B2、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基因能够通过复制实现遗传信息在亲代和子代之间的传递C性状受基因的控制，基因发生突变，该基因控制的性状也必定改变D通过控制酶的合成从而直接控制
14、性状，是基因控制性状的途径之一【解析】密码子存在于mRNA上；基因发生突变后，如果密码子决定的氨基酸没有改变，则性状也不会改变；基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物性状，是对生物性状的间接控制。【答案】B3、下图为基因的作用与性状的表现流程示意图。请根据图分析，不正确的选项是()A过程是转录，它以DNA的一条链为模板、四种核糖核苷酸为原料合成RNAB过程中只需要mRNA、氨基酸、核糖体、酶、ATP即可完成C某段DNA上发生了基因突变，但形成的蛋白质不一定会改变D囊性纤维病是基因对性状的直接控制，使结构蛋白发生变化所致【解析】翻译过程需要mRNA为模板，氨基酸为原料，核糖体为场所，t
15、RNA为转运工具，以及酶、ATP等条件。【答案】B4、囊性纤维病发病的直接原因是Cl不能有效运出肺等组织细胞，而根本原因是CFTR基因发生突变，导致运输Cl的CFTR跨膜蛋白的第508位的氨基酸缺失。下列理解错误的是()A病人肺组织细胞膜的通透性发生改变BCFTR基因突变的原因可能是碱基对的替换CCFTR基因通过控制蛋白质分子结构直接控制生物性状D通过基因诊断可判断某人是否患有囊性纤维病【解析】由题干信息可知，CFTR基因突变的原因可能是碱基对的缺失。基因诊断可检测遗传病。该病例说明基因通过控制蛋白质分子结构直接控制生物性状。【答案】B5、下图为人体对性状控制过程示意图，据图分析可得出()A过
16、程、都主要在细胞核中进行B食物中缺乏酪氨酸会使皮肤变白CM1和M2不可能同时出现在同一个细胞中D老年人细胞中不含有M2【解析】图中是转录，是翻译，翻译在细胞质中进行。酪氨酸为非必需氨基酸，可在人体中合成。M1只存在于红细胞中，老年人头发变白的原因是酪氨酸酶活性降低，而不是不含酪氨酸酶。【答案】C6、人类白化病和苯丙酮尿症是由于代谢异常引起的疾病，下图表示在人体代谢中产生这两类疾病的过程。由图中不能得出的结论是 ()A基因可以通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状B基因可以通过控制酶的合成来控制生物的性状C一个基因可以控制多种性状D一个性状可以由多个基因控制【答案】A7、(2011济宁模拟)棉花某
17、基因上的一个脱氧核苷酸对发生了改变，不会出现的情况是()A该基因转录出的mRNA上的部分密码子的排列顺序发生了改变B该基因控制合成的蛋白质的结构发生了改变C该细胞中转运RNA的种类发生了改变D该基因控制合成的蛋白质的结构没有发生改变【解析】基因无论怎样突变，都不会引起细胞中氨基酸的转运工具tRNA的种类发生改变。【答案】C8、(2011 年汕头质检)尿嘧啶核糖核苷(简称尿苷)在细胞内可以转化为尿嘧啶核糖核苷酸。如果选用含有 3H尿嘧啶核糖核苷的营养液，处理活的小肠黏膜层，几小时后检测小肠绒毛，发现整个小肠黏膜层上均有放射性出现。推测与之密切相关的过程是图中的A. B. C. D.和【解析】由于
18、尿嘧啶核糖核苷在细胞内可以转化为尿嘧啶核糖核苷酸后，能用于合成 RNA(DNA 中不含有尿嘧啶核糖核苷酸)，所以主要用于 DNA 的转录过程。【答案】B9、下列对于生物某一性状的遗传的叙述中，正确的是A只由细胞核基因控制B只由细胞质基因控制C由细胞核基因和细胞质基因共同控制D由细胞核基因或细胞质基因控制或两者共同控制【解析】生物的性状受核基因和质基因共同控制。【答案】C10、(2011 年湛江测试)(双选)图 413 的图甲表示以右侧的一条链为模板合成左侧子链的过程，图乙表示生体遗传信息的传递过程示意图。下列关于两图的描述中，正确的是A甲图中两条链的基本单位完全相同B甲图所示过程对应乙图中的C
19、乙图中的过程均可发生碱基互补配对D无论在生物体内体外，只要条件满足，过程都能进行【解析】图甲是转录过程，相当于图乙的，转录的结果形成 RNA 子链，其基本单位与 DNA 不同；图乙的过程均可发生碱基互补配对；DNA 复制在体内外均可发生。【答案】CD11、如下图表示生物体内遗传信息的传递和表达过程，下列叙述不正确的是()A和过程分别需要RNA聚合酶、逆转录酶B、和过程均可在细胞核中进行；过程发生在某些病毒体内C把DNA放在含15N的培养液中进行过程，子一代含15N的DNA占100%D、和均遵循碱基互补配对原则，但碱基配对的方式不完全相同【答案】B12、(2011佛山模拟)着色性干皮症是一种常染
20、色体隐性遗传病，起因于DNA损伤。深入研究发现患者体内缺乏DNA修复酶，DNA损伤后不能修补从而引起突变。这说明一些基因()A通过控制酶的合成，从而直接控制生物性状B通过控制蛋白质分子结构，从而直接控制生物性状C通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物的性状D可以直接控制生物性状，发生突变后生物的性状随之改变【解析】正常的人也可能会发生DNA损伤，但是会在DNA修复酶的作用下将损伤的DNA修复(这是一种代谢反应)。患者由于基因异常，不能合成DNA修复酶，从而使修复反应不能进行，进而影响了生物的性状。【答案】C13、如下图所示的过程，下列说法错误的是()A正常情况下，在动植物细胞中都不可能发
21、生B过程的产物相同，催化的酶也相同C真核细胞中，进行的场所有细胞核、线粒体、叶绿体；进行的场所为核糖体D所需的原料分别为脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸【解析】过程的产物从某种角度讲也许是相同的，但催化过程的酶是DNA聚合酶和DNA解旋酶，催化过程的酶是逆转录酶，所以催化的酶不相同。【答案】B14、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BDNA中的遗传信息是通过转录传递给mRNA的CDNA中的遗传信息可决定蛋白质中氨基酸的排列顺序DDNA病毒中没有RNA，其遗传信息的传递不遵循中心法则【解析】本题考查中心法则的知识。无论是核基因还是质基因都是遵循中心
22、法则的。基因通过控制蛋白质的合成来控制生物的性状。DNA病毒虽然没有RNA，但是其可以在宿主细胞中转录出RNA。【答案】D15、对下列图表的分析，有关说法正确的是( )A.环丙沙星和红霉素分别抑制细菌的和过程B.青霉素和利福平都能抑制过程C.结核杆菌的和过程都发生在细胞质中D.过程可发生在人体健康细胞中【解析】从表格可以看出环丙沙星和红霉素分别作用于DNA的解旋和翻译；青霉素作用于高尔基体，利福平作用于转录过程；结核杆菌是原核生物，其遗传物质是DNA，不会发生和过程；健康人体不会发生和过程。【答案】A二、非选择题16、(2011南京模拟)某研究机构针对小鼠胰岛素基因的表达开展了两项研究。研究一
23、：采取的步骤如下，先将小鼠用四氧嘧啶液腹腔注射(四氧嘧啶有破坏胰岛B细胞的作用)，然后将小鼠分为两组，分别用一定量的红薯叶黄酮、蒸馏水喂养经四氧嘧啶处理的小鼠。另外用蒸馏水喂养未经四氧嘧啶处理的小鼠。最后分别检测胰岛素的含量。结果如图所示。回答下列问题：(1)先将小鼠进行四氧嘧啶处理的目的是_。(2)图示中的3组为经红薯叶黄酮处理组。未经四氧嘧啶处理的为_组；经四氧嘧啶处理但未用红薯叶黄酮处理的是_组，图中_组小鼠患糖尿病。(3)1组与2、3组比较，对照组是_组；2组与3组比较，实验的自变量是_。(4)3组与1、2组比较，不仅说明红薯叶黄酮有修复_的功能，而且说明红薯叶黄酮有_(促进、抑制)胰
24、岛素基因表达的功能。研究二：取研究一中的1组小鼠的胰岛细胞分离并培养，再分为两组，一组加入一定浓度的干扰素；一组加入蒸馏水作对照。培养一段时间后，分别检测胰岛素含量和凋亡细胞的比例。结果如下表。请写出该实验的结论：_。干扰素对小鼠胰岛细胞的影响组别胰岛素浓度凋亡细胞比例(%)对照组169.69136.15实验组10.2517.25【解析】研究一中，由题干信息可知，实验1组为正常组，即未经过四氧嘧啶处理也未经红薯叶黄酮处理的组，属于对照组；实验2组是经过四氧嘧啶处理过的组，未经红薯叶黄酮处理，也属对照组；实验3组是经过四氧嘧啶处理，又经红薯叶黄酮处理的实验组。从结果上看，实验3组的胰岛素水平与实
25、验1组相同，说明红薯叶黄酮对胰岛B细胞有修复功能，也说明红薯叶黄酮有促进胰岛基因表达的功能。研究二中，胰岛素是胰岛B细胞中的基因选择性表达的产物。用干扰素处理，由于它促进了胰岛B细胞的凋亡，从而使胰岛素的浓度下降。【答案】研究一：(1)破坏胰岛B细胞，降低胰岛素含量(2)122(3)1是否用红薯叶黄酮处理(4)胰岛B细胞促进研究二：干扰素能促进胰岛细胞凋亡从而使胰岛素浓度降低17、下图表示人体内苯丙氨酸的代谢途径。请根据图示回答下列问题。 (1)导致苯丙酮尿症的直接原因是患者的体细胞中缺少_，致使体内的苯丙氨酸不能沿正常途径转变为酪氨酸，只能转变为苯丙酮酸。苯丙酮酸在体内积累过多就会对婴儿的_造成不同程度的损害，使其智力低下，且患者尿味异样。(2)如果一对患白化病的夫妻(酶 基因均正常)生了8个小孩都是正常的，最可能的根本原因是_。由此可见，基因与性状间并非简单的线性关系。(3)若在其他条件均正常的情况下，直接缺少酶会使人患_症。(4)从以上实例可以看出，基因通过控制_来控制_，进而控制生物体的性状。【解析】据题可知，这一对夫妇都是白化病患者，且酶基因均正常，则有可能是酶基因或酶基因有缺陷，由于他们生了8个正常的小孩，则不可能父母同时酶基因缺陷或同时酶基因有缺陷。【答案】(1)酶神经系统(2)这对夫妻分别为酶基因、酶基因缺陷(3)尿黑酸(4)酶的合成代谢过程