1、题目第2节基因对性状的控制第1 课时学习目标1理解中心法则的内容及应用。(重、难点)2阐述基因、蛋白质与性状的关系。(重点)3了解细胞质遗传及其特点。学习疑问学习建议一、中心法则的提出及其发展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.中心法则的发展发展内容信息流动举例RNA自我复制遗传信息从RNA流向RNA烟草花叶病毒RNA逆转录合成DNA遗传信息从RNA流向DNAHIV3.完善后的中心法则，用图解表示为：二、基因、蛋白质与性状的关系1基因对性状的间接控制（1）实质：基因通过
2、控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。（2）举例。皱粒豌豆的形成人白化病的形成皱粒豌豆的DNA中插入了一段外来DNA序列，使编码淀粉分支酶的基因被打乱不能合成淀粉分支酶细胞内淀粉含量下降，蔗糖含量升高豌豆成熟时失水而皱缩控制酪氨酸酶的基因异常不能合成酪氨酸酶酪氨酸不能转化为黑色素表现出白化症状2基因对性状的直接控制（1）实质：基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。（2）举例。囊性纤维病镰刀型细胞贫血症编码CFTR蛋白的基因缺失了3个碱基CFTR蛋白缺少苯丙氨酸CFTR蛋白结构与功能异常支气管中黏液增多，管腔受阻，细菌在肺部大量繁殖编码血红蛋白的正常基因碱基发生替换血红蛋白结
3、构异常，红细胞功能受损3.基因与性状间的对应关系（1）生物的一部分性状受单个基因控制。（2）生物的有些性状是由多个基因决定的，如人的身高。（3）生物的性状还受环境条件的影响，是生物的基因型和环境条件共同作用的结果。4细胞质基因(1)分布：线粒体和叶绿体中。(2)功能：进行半自主性自我复制。通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成。(3)遗传方式：只能通过母亲遗传给后代。探讨：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。观察下图分析：(1)在真核生物细胞中，过程发生的场所和过程的原料分别是什么？(2)正常的细胞中能发生哪些过程？提示：(1)过程发生的场所有细胞核、线粒体、叶绿体；过程的
4、原料是4种核糖核苷酸。(2)。探讨：下图为一组模拟实验，假设实验能正常进行且五支试管中都有产物生成，请将此图解中AE试管所模拟的过程与上图过程对应起来。提示：A；B；C；D；E。1中心法则的内容及应用(1)细胞生物及噬菌体等DNA病毒的中心法则：(2)烟草花叶病毒等大部分RNA病毒的中心法则：(3)HIV等逆转录病毒的中心法则：2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。3中心法则与基因表达的关系1结合下图分析，下列叙述错误的是()A生物的遗传
5、信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中B核苷酸序列不同的基因可表达出相同的蛋白质C遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础D编码蛋白质的基因含遗传信息相同的两条单链【解析】生物的遗传物质是DNA或RNA，即遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中，故A项正确。因为密码子的简并性，转录形成的mRNA碱基序列不同，最终翻译出的蛋白质可能相同，故B项正确。蛋白质是生命活动的主要承担者，即生物的表现型是通过蛋白质体现的，故C项正确。遗传信息是由碱基序列决定的，DNA两条单链的碱基互补配对，含遗传信息不同，故D项错误。【答案】D探讨3：基因型相同的不同个体，其表现型是否相同？基因型不同的个体表现型能否相
6、同？提示：不一定，若环境不同，则表现型可能不同。可能相同。探讨4：细胞质遗传又称为母系遗传，在遗传方式上有什么特点？是否遵循孟德尔遗传规律？提示：子代性状总是与母亲相同，杂交后代无一定的性状分离比。不遵循。1基因对性状控制的两种途径2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。1下列关于基因与性状之间关系的叙述，错误的是()A很多情况下一对基因决定一个性状B有的情况下多对基因决定一个性状C有的情况下一对基因决定多个性状D生物体的性状不会受到环境的影响【
7、解析】生物体的性状是基因型和外界环境共同作用的结果，生物体的性状受到环境的影响。【答案】D1(2015高考重庆卷)结合下图分析，下列叙述错误的是()A生物的遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中B核苷酸序列不同的基因可表达出相同的蛋白质C遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础D编码蛋白质的基因含遗传信息相同的两条单链解析：选D。A项，对于以DNA为遗传物质的细胞生物及部分DNA病毒来说，遗传信息储存在DNA的脱氧核苷酸序列中；对于RNA病毒来说，遗传信息储存在RNA的核糖核苷酸序列中。B项，由于密码子的简并性(即某些不同的密码子可决定相同的氨基酸)等原因，核苷酸序列不同的基因，也可能表达出
8、相同的蛋白质。C项，蛋白质是生物性状的主要体现者，基因对性状的控制是通过控制蛋白质的合成实现的。D项，具有转录功能的链叫模板链或反义链，另一条无转录功能的链叫编码链或有义链。两条链之间的碱基互补配对，核苷酸排列顺序不同，含有不同的遗传信息。2下图表示模拟中心法则的一些过程，下列有关叙述中不正确的是()A若甲是DNA，乙是RNA，则该过程发生的基本条件是模板、原料、能量、酶、适宜的温度和pH等B该图模拟的过程可以在任何生物体内发生C判断该过程的类型可以从模板、原料以及产物三者考虑D如果甲是RNA，乙是蛋白质，则此过程为翻译，细胞中发生的场所是核糖体解析：选B。图示可模拟复制、转录、翻译、逆转录等
9、过程，但具体的生理过程类型应从模板、原料及产物等方面来推断。病毒没有细胞结构，其所有代谢活动都在宿主活细胞内进行，因此该图模拟的过程不能在病毒体内发生。3图甲所示为基因表达过程，图乙为中心法则，表示生理过程。下列叙述正确的是()A图甲所示为染色体DNA上的基因表达过程，需要多种酶参与B红霉素影响核糖体在mRNA上的移动，故影响基因的转录过程C图甲所示过程为图乙中的过程D图乙中涉及碱基A与U配对的过程为解析：选D。图甲中，转录和翻译同时进行，表示原核细胞或线粒体、叶绿体中的蛋白质合成过程，基因不在染色体上，A错误；红霉素影响核糖体在mRNA上的移动，应是影响基因的翻译过程，B错误；图甲所示过程为
10、图乙中的过程，C错误；过程分别为转录、翻译、RNA的复制、逆转录，都涉及碱基A与U配对，D正确。知识点二基因和性状的关系4(2015南通高一检测)如图为基因的作用与性状的表现流程示意图。请根据图分析，下列有关叙述不正确的是()A过程是转录，形成RNAB过程中只需要mRNA、氨基酸、核糖体、酶、ATP即可完成C白化病是基因通过控制酶的合成间接控制生物体的性状D人的镰刀型细胞贫血症是基因对性状的直接控制，是使结构蛋白发生变化所致解析：选B。翻译过程需要mRNA为模板、氨基酸为原料、核糖体为场所、tRNA为转运工具，还需要适宜的温度、pH、酶、ATP等条件。5牵牛花的颜色主要是由花青素决定的，如图为
11、花青素的合成与颜色变化途径示意图：从图中不能得出的是()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：选D。花青素决定花的颜色，而花青素的合成是由多对基因共同控制的。基因通过控制酶1、2、3的合成来控制花青素的合成。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。基因具有独立性，基因不表达，基因、仍然能够表达。6(2015德州高一检测)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。请回答下列问题：(1)a、b、c、d所表示的四个过程依次分别是_、_、_和_。(2)需要tRNA
12、和核糖体同时参与的过程是_(用图中的字母回答)。(3)a过程发生在真核细胞分裂的_期。(4)在烟草细胞中，a过程发生的场所是_、_、_。(5)具有细胞结构的生物其遗传信息传递过程为图中的_。解析：本题考查中心法则及其补充和发展的具体内容。(1)a、b、c、d、e所表示的五个过程分别是DNA复制、转录、翻译、逆转录、RNA复制。(2)翻译的过程需要tRNA和核糖体参与。(3)a过程表示DNA的复制，发生在真核细胞分裂的间期。(4)在真核生物中，DNA的复制主要发生在真核细胞的细胞核中，另外还发生在线粒体和叶绿体中。(5)具有细胞结构的生物能发生DNA复制、转录和翻译。答案：(1)DNA复制转录翻
13、译逆转录(2)c(3)间(4)细胞核线粒体叶绿体(5)a、b、c课时作业1如下图所示过程中，正常情况下在动植物细胞中发生的是()A BC D解析：选A。分别代表转录、逆转录、RNA的复制、翻译、DNA的复制。和只在RNA病毒侵染寄主细胞后进行，目前还没发现。2下图表示自然界中遗传信息在三种大分子间的流动(如箭头2代表转录)，相关说法正确的是()A1、2、4常见，3、7少见，其他尚未被证实B2、4、6常见，其他几乎从未被证实C5、8、9未被证实，3、7少见，其他常见D3、7少见，其他常见 解析：选A。图中1表示DNA复制，2表示转录，3表示RNA复制，4表示翻译，5表示蛋白质复制，6表示由蛋白质
14、DNA,7表示逆转录，8表示由蛋白质RNA,9表示由DNA蛋白质，中心法则及其补充包含的是1、2、3、4、7的内容，其中1、2、4是常见途径，3、7途径为中心法则的补充，在某些病毒中出现；5、6、8、9目前还没有证实其在生物体中是否存在。3我们知道遗传信息的传递途径有5个，但在正常人大脑的神经细胞中能发生的途径是()DNADNADNARNARNARNARNA蛋白质RNADNAA B C D解析：选B。大脑的神经细胞是高度分化的细胞，不再分裂，不发生DNA的复制，但可进行基因表达，转录、翻译合成蛋白质。而逆转录、RNA的复制发生在以RNA为遗传物质的病毒侵染的宿主细胞内。4(2015高考安徽卷)
15、Q噬菌体的遗传物质(Q RNA)是一条单链RNA。当噬菌体侵染大肠杆菌后，Q RNA立即作为模板翻译出成熟蛋白、外壳蛋白和RNA复制酶(如下图所示)，然后利用该复制酶复制Q RNA。下列叙述正确的是()AQ RNA的复制需经历一个逆转录过程BQ RNA的复制需经历形成双链RNA的过程C一条Q RNA模板只能翻译出一条肽链DQ RNA复制后，复制酶基因才能进行表达解析：选B。根据题意可知，噬菌体侵染大肠杆菌后，Q RNA翻译出了RNA复制酶，没有逆转录酶，因此Q RNA的复制没有经历逆转录形成DNA的过程，A项错误。Q噬菌体在RNA复制酶的作用下，以单链RNA为模板，根据碱基互补配对原则形成子链
16、，因此会经历形成双链RNA的过程，B项正确。据图中信息可知，该Q噬菌体的单链RNA在大肠杆菌内可以同时翻译出多条肽链，C项错误。复制酶基因表达后生成RNA复制酶，才能催化RNA的复制，D项错误。5基因对性状的控制过程如图，下列相关叙述正确的是()(基因)DNAmRNA蛋白质性状A过程是转录，它分别以DNA的两条链为模板合成mRNAB过程是翻译，只需要mRNA、氨基酸、核糖体、酶、ATP即可C过程表明所用的性状都是通过基因控制蛋白质的结构直接实现的D基因中替换一个碱基对，往往会改变mRNA，但不一定改变生物的性状解析：选D。 转录的模板是DNA的一条链，A错误；翻译还需tRNA、适宜的温度和pH
17、，B错误；基因还可以通过控制酶的合成来控制代谢过程间接控制性状，C错误；由于密码子的简并性，基因中替换一个碱基对，不一定改变生物的性状，D正确。6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：选C。该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，
18、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。7金鱼草的纯合红花植株与白花植株杂交，F1在强光低温条件下开红花，在遮阳高温条件下则开白花。这个实例说明()A基因型是性状表现的内在因素B表现型是基因型的表现形式C基因型相同，表现型一定相同D表现型是基因型与环境相互作用的结果解析：选D。F1个体基因型相同，在不同条件下，个体表
19、现型不同，说明表现型除了由基因型决定外，还受环境条件的影响。8下列关于基因、蛋白质与性状的关系的描述中，正确的是(多选)()A皱粒豌豆种子中，编码淀粉分支酶的基因被打乱，不能合成淀粉分支酶，淀粉含量低而蔗糖含量高B人类白化病症状是基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状来实现的C镰刀型细胞贫血症是血红蛋白基因改变导致相关酶结构异常造成的D囊性纤维病患者中，编码CFTR蛋白的基因缺失了3个碱基，导致蛋白质结构异常解析：选AD。皱粒豌豆是由于DNA中插入了一段外来DNA序列，打乱了细胞中编码淀粉分支酶的基因，导致淀粉合成减少，运输到种子细胞中的淀粉减少，豌豆种子的含水量减少而皱缩；人类白化病症
20、状是基因通过控制酪氨酸酶的合成控制代谢过程进而控制生物体的性状来实现的；镰刀型细胞贫血症是由血红蛋白基因碱基对替换导致血红蛋白结构异常，从而使红细胞呈镰刀状；囊性纤维病患者中，编码CFTR蛋白的基因缺失了3个碱基，导致基因分子结构的改变，从而引起蛋白质结构异常。9下图表示细胞中蛋白质合成的部分过程，相关叙述不正确的是()A丙的合成可能受到一个以上基因的控制B图示过程没有遗传信息的流动C过程a仅在核糖体上进行D甲、乙中均含有起始密码子解析：选B。丙是由两条多肽链组成的，从图形可以看出由甲和乙这两条RNA翻译得到，所以可能有两个基因分别转录合成甲和乙，A正确；遗传信息的流动包括传递和表达，包括转录
21、和翻译，图示代表基因表达中的翻译过程，B错误；过程a代表的是翻译过程，场所是核糖体，C正确；甲和乙都是RNA，都有起始密码子和终止密码子，D正确。10下列关于基因、环境与蛋白质、性状关系的描述中，正确的是()A基因与性状呈线性关系，即一种性状由一个基因控制B生物有些性状可以由多个基因决定，但一个基因不会与多个性状有关C生物的性状表现是生物的基因型和环境条件共同作用的结果D只要基因型不同，即使环境条件相同，表现型也不会相同解析：选C。基因与性状的关系复杂，一种性状可能由一个基因控制，也可能由多个基因控制；在生物体内，有的基因与多个性状有关；生物的性状表现既受基因型的控制，也受环境条件的影响；显性
22、纯合子与杂合子(如基因型DD与Dd的个体)在相同的环境条件下，表现型相同。11着色性干皮症是一种常染色体隐性遗传病，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通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物性状B通过控制蛋白质分子的结构，从而直接控制生物性状C通过控制酶的合成，从而直接控制生物性状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：选A。基因控制生物性状有两种方式，一是控制蛋白质(非酶)的结构从而直接控制性状，二是通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状。患者体内由于基因突变而缺乏DNA修复酶，从而
23、使性状改变，属于第二种方式。12据图回答问题：(1)此图解全过程叫_。(2)图中的生理过程叫_；进行的场所主要在细胞的_内。(3)图中的生理过程叫_；进行的场所主要在细胞的_内。(4)图中的生理过程叫_；图中的生理过程叫_。(5)图中的生理过程叫_；进行的场所是细胞内的_。解析：图示为中心法则及中心法则的补充，为DNA复制，进行部位主要在细胞核内；为转录，主要在细胞核内进行；为逆转录，为RNA复制，过程的发现，说明RNA也可作为生物的遗传物质；为翻译，进行的场所是核糖体。答案：(1)中心法则及中心法则的补充(2)DNA复制 细胞核(3)转录细胞核(4)逆转录RNA复制(5)翻译核糖体13为研究
24、某病毒的致病过程，在实验室中做了如图所示的模拟实验：(1)从病毒中分离得到物质A。已知A是单链的生物大分子，其部分碱基序列为GAACAUGUU。将物质A加入试管甲中，反应后得到产物X。经测定产物X的部分碱基序列是CTTGTACAA，则试管甲中模拟的是_过程。(2)将提纯的产物X加入试管乙，反应后得到产物Y。产物Y是能与核糖体结合的单链大分子，则产物Y是_，试管乙中模拟的是_过程。(3)将提纯的产物Y加入试管丙中，反应后得到产物Z。产物Z是组成该病毒外壳的化合物，则产物Z是_。(4)若该病毒感染了小鼠上皮细胞，则组成子代病毒外壳的化合物的原料来自_，而决定该化合物合成的遗传信息来自_。若该病毒除
25、感染小鼠外，还能感染其他哺乳动物，则说明所有生物共用一套_。该病毒遗传信息的传递过程为_。解析：物质A为RNA分子，由形成的产物X中含有碱基T来看，X为DNA，甲试管模拟的是逆转录过程，乙试管模拟的是转录过程，丙试管模拟的是翻译过程，物质Y、Z分别是mRNA和蛋白质。病毒繁殖时，以病毒的遗传物质为模板，利用宿主细胞中的原料、能量、酶等，合成病毒的遗传物质和蛋白质外壳。该病毒为逆转录病毒，其遗传信息的传递过程为RNADNAmRNA蛋白质。答案：(1)逆转录(2)mRNA转录(3)多肽(或蛋白质)(4)小鼠上皮细胞病毒RNA密码子RNADNAmRNA蛋白质14(2015南宁高一检测)已知甲、乙、丙
26、三种类型的病毒，它们的遗传信息的传递方式用下图表示。据图回答下列问题：甲 乙 丙(1)图中1、8表示遗传信息的_；2、5、9表示遗传信息的_；3、10表示遗传信息的_，以上3个过程的进行所必备的条件有_。(2)图中7表示遗传信息的_，此过程的发生需要有_，发现这一现象的重要意义是_。(3)上述生理过程进行的场所是_。(4)对上述三种类型的病毒分别举例：甲_，乙_，丙_。解析：(1)图中1和8的结果都是产生单链物质，并且指导蛋白质的合成，显然是转录过程；2、5、9产生蛋白质，是翻译过程；3、10产生新的DNA，是DNA复制的结果。不论是DNA复制还是RNA的转录或是蛋白质的合成，都需要一定的模板
27、、原料、能量和酶。 (2)图中7是以RNA为模板合成DNA的过程，需要逆转录酶，由于以RNA为模板合成DNA是遗传信息传递的特殊途径，与从DNARNA蛋白质的传递过程有所不同，因此，认为是对中心法则的重要补充。(3)对于真核生物来说，DNA的复制场所、RNA的转录场所均主要为细胞核，蛋白质的合成在细胞质的核糖体上进行；而对于原核生物来说，DNA复制、RNA转录是在拟核中完成的，蛋白质仍然在细胞质中合成。(4)上述三种生理功能的代表类型如：侵染大肠杆菌的噬菌体以甲方式进行繁殖，侵染烟草的烟草花叶病毒以乙方式繁殖，某些导致人类患癌症的病毒(或HIV)以丙方式进行繁殖。答案：(1)转录翻译复制 模板
28、、原料、能量和酶(2)逆转录逆转录酶对中心法则的重要补充(3)细胞核、拟核、细胞质和核糖体(4)噬菌体烟草花叶病毒某些致癌病毒(或HIV)15如图所示为艾滋病病毒(HIV)侵染人体T淋巴细胞及其繁殖过程示意图。据图回答有关问题：(1)HIV的遗传物质是_。(2)HIV识别并侵染宿主细胞时，与细胞膜的组成物质_有关。(3)HIV在宿主细胞内进行遗传信息的传递和表达过程可概括为(用有关文字和箭头表示)：_。(4)逆转录进行的场所是_，若病毒RNA某片段碱基序列为AACCGU，则经逆转录形成的DNA对应片段应含胸腺嘧啶脱氧核苷酸_个，含嘌呤碱基_个。解析：根据艾滋病病毒侵入人体T淋巴细胞及增殖过程的示意图可知，艾滋病病毒侵入T淋巴细胞后复制遗传物质RNA，后经逆转录形成DNA，病毒DNA与宿主细胞核中的DNA整合，随着宿主细胞的DNA进行转录和翻译，合成病毒蛋白质，形成子代艾滋病病毒。答案：(1)RNA(2)蛋白质(3)病毒RNA病毒DNA宿主DNA(含病毒遗传信息)RNA病毒蛋白质(4)T淋巴细胞的细胞质36
