1、第2节基因对性状的控制【目标导航】1.回顾已学知识，结合教材“资料分析”归纳中心法则的提出和发展历程。2.结合实例，概述基因控制生物性状的两种方式，并进一步理解基因、蛋白质和性状的关系。一、中心法则的提出及其发展(阅读P6869)1中心法则的内容(1)提出者：克里克(2)基本内容：过程名称遗传信息流向DNA复制DNADNA转录DNARNA翻译RNA蛋白质2.发展内容RNA自我复制RNA逆转录信息传递方式RNARNARNADNA实例SARS病毒HIV二、基因、蛋白质与性状的关系(阅读P6970)1基因控制性状的途径(1)间接途径：途径：基因酶的合成细胞代谢生物性状。举例：人白化病的形成。控制酪氨
2、酸酶的基因异常不能合成酪氨酸酶酪氨酸不能转变为黑色素表现出白化症状。(2)直接途径：途径：基因蛋白质结构生物性状。举例：囊性纤维病。编码CFTR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。2基因与性状间的对应关系(1)生物的绝大多数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，是生物的基因和环境条件共同作用的结果。判断正误：(1)生物遗传信息流动表示为：()(2)逆转录和RNA复制普遍存在。()(3)基因可以通过控制酶的合成来控制代谢过程，表明
3、酶可以直接进而控制生物的性状。()(4)基因可以通过控制蛋白质的结构间接控制生物体的性状。()(5)一个基因影响一种性状，一种性状由一个基因控制。()(6)线粒体DNA和叶绿体DNA也能进行复制、转录和翻译，并控制生物的性状。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)一、中心法则及其与生物种类的关系1中心法则内容及其发展图解2不同细胞中的遗传信息流动情况类型场所遗传信息的流动细胞周期中的细胞细胞中高度分化的细胞细胞中绝大多数DNA病毒寄主细胞中自我复制型RNA病毒寄主细胞中逆转录型RNA病毒寄主细胞中特别提醒(1)逆转录需要逆转录酶。(2)逆转录和RNA复制只有某些病毒才能进行。1下图表示完
4、善后的中心法则，请据图回答：克里克提出的中心法则中，包括图中的哪些过程？答案克里克提出的中心法则包括(DNA的复制)、(转录)和(翻译)。2为什么中心法则中的遗传信息可以准确地流动？答案因为有精确的模板并严格遵守碱基互补配对原则。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(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可发生在人体健康细胞中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环丙沙星和红霉素分别抑制细菌的和【问题导析】(1)为DNA复制，为转录，为翻译，为RNA复制，为逆转
5、录；(2)青霉素的作用对象是细胞壁，与DNA复制无关；(3)环丙沙星可促进DNA螺旋化，不利于DNA复制和转录；(4)红霉素能与核糖体结合，抑制翻译过程；(5)利福平抑制RNA聚合酶的活性，进而抑制转录和RNA复制；(6)和只有RNA病毒才能进行。答案D【一题多变】判断正误：(1)中心法则表示的是遗传信息流动过程。()(2)遗传信息只能从DNA流向RNA，进而流向蛋白质。()答案(1)(2)二、基因、蛋白质与性状的关系1基因对性状控制的两种途径2基因对性状控制的因素(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
6、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.基因对性状的间接控制请结合模式图回答下列问题： 基因代谢过程：物质A物质B(1)如果用该模式图分析圆粒豌豆的成因，请说出图中基因、物质A和物质B的名称。答案基因为编码淀粉分支酶的基因，物质A和B分别是蔗糖和淀粉。(2)如果用该模式图分析白化病的病因，请说出图中基因、物质A和物质B的名称。答案基因为控制酪氨酸酶的基因，物质A和B分别是酪氨酸和黑色素。2基因对性状的直接控制囊性纤维病的实例说明基因可直接控制生物的性状，除此之外，请再举一实例。答案编码血红蛋白的基因发生异常，则会导致红细胞结构异常，其运输氧气的功能受到影响。2牵牛花
7、的颜色主要是由花青素决定的，如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【问题导析】(1)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。(2)基因通过控制酶1、2、3的合成来控制花青素的合成。(3)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。(4)基因具有独立性，基因不表达，基因、仍然能够表达。答案D【一题多变】判断正误：(1)基因与性状的关系是一对一的线性关系。()(2)生物性状是由基因型和环境共同控制的。()答案
8、(1)(2)1.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，其他常见答案A解析图中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。2.下图所
9、示，能在造血干细胞和唾液腺细胞内发生的过程是()A前者有，后者有B两者都有C两者都有 D两者都有答案A解析造血干细胞可分裂，其内可发生DNA复制和基因的表达；而唾液腺细胞不能分裂，只能进行基因表达。3.如图表示基因与性状之间的关系示意图，下列相关说法中，错误的是()A过程、共同体现了遗传信息的表达功能B基因控制生物的性状有间接控制和直接控制两种方式，直接控制是通过控制酶的合成实现的C密码子位于mRNA上，反密码子位于tRNA上D蛋白质结构具有多样性的根本原因是DNA上的遗传信息千变万化答案B解析基因通过控制酶的合成来控制性状属于间接控制。4根据图回答下列问题。(1)图A所示全过程叫_，图B所示
10、生理过程与图A中相对应的序号是_，图C所示生理过程与图A中相对应的序号是_，图D所示生理过程与图A中相对应的序号是_。(2)看图回答(有关题空可用图B、C、D中所示符号填写)：上述图示中，图_(填图序号)中含有DNA分子，图中用_表示脱氧核苷酸长链。图_(填图序号)中含有mRNA，图中用_表示核糖核苷酸长链。(3)图C、图D共同完成的生理过程叫_。(4)能完成图A中、的生物是_。(5)图D所示过程不可能发生在_中。A神经元细胞B肝细胞C心肌细胞 D人成熟的红细胞(6)图E是_的结构。答案(1)中心法则及其发展(2)B、CP链、T链、A链、B链C、DC链、D链(3)基因控制蛋白质的合成(4)RN
11、A病毒(5)D(6)转运RNA(tRNA)解析图A表示“中心法则及其发展”，图B表示DNA的复制，图C表示转录，图D表示翻译，图E表示转运RNA的结构。【基础巩固】1揭示生物体内遗传信息传递一般规律的是()A基因的遗传定律B碱基互补配对原则C中心法则 D自然选择学说答案C解析中心法则揭示了生物体内遗传信息传递的一般规律，在遗传信息传递过程中严格遵循碱基互补配对原则，基因的遗传定律则揭示了基因的传递规律。2科学家发现，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()ARNA蛋白质(性状)BRNADNA蛋白质(性状)CDNA蛋白质(性状
12、)DDNARNA蛋白质(性状)答案D解析DNARNA蛋白质是细胞生物基因控制性状表现的主要途径；只有少数逆转录病毒和具有RNA复制酶的病毒分别以RNADNARNA蛋白质和RNA蛋白质为控制性状的途径；DNA蛋白质还没有在生物体内发现。3遗传信息从RNARNA途径是对中心法则的补充，下列能够发生该传递途径的生物是()A烟草 B烟草花叶病毒C噬菌体 D大肠杆菌答案B解析由RNARNA说明发生了RNA的复制，该过程只发生在RNA病毒中。烟草、噬菌体以及大肠杆菌都是以DNA为遗传物质的生物，其遗传信息是通过DNARNA蛋白质途径传递的。4转录和逆转录是生物遗传信息传递过程中的两个步骤，相关叙述正确的是
13、()A都需要模板、能量、酶、原料B都在细胞核内进行C所有生物都可以进行转录和逆转录D都需要tRNA转运核苷酸原料答案A5下列物质中，不是由DNA分子的遗传信息直接控制合成的是()A胃蛋白酶 B尿激酶C雌性激素 D卵清蛋白答案C解析雌性激素是固醇类物质，其合成不是由DNA分子的遗传信息直接控制的。【巩固提升】6如图所示，下列有关的叙述中，不正确的是()A甲是DNA，乙为DNA，此过程要以甲为模板，酶为解旋酶和DNA聚合酶B甲是RNA，乙为DNA，此过程为逆转录，原料为四种脱氧核苷酸C甲是RNA，乙为RNA，此过程的原料为四种核糖核苷酸D甲是DNA，乙为RNA，此过程要以甲为模板，酶为转录酶答案D
14、7下列关于生物体内基因、DNA与染色体的说法正确的是()A细胞核基因与染色体在减数分裂过程中的行为是平行的B生物体内的基因都分布在细胞核染色体的DNA上C基因只有在染色体上才能指导蛋白质合成D人类基因组计划测定的是24条染色体上基因的碱基序列答案A解析细胞核基因位于染色体上，所以这些基因与染色体在减数分裂过程中的行为是平行的；细胞质中也有少量的DNA分子，人类基因组计划测定的是24条染色体上DNA分子的碱基序列。8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
15、定相同D表现型是基因型与环境相互作用的结果答案D解析F1的个体间基因型相同，在不同条件下，表现型不同，说明表现型除了由基因型决定外，还受环境条件的影响。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答案B解析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。遗传信息的流动包括传递和表达，遗传信息的表达包括转录和翻译，图示代表基因表达中的翻译过程。过程a代表的是翻译过程，场所是核糖体。甲和乙都是RNA，都有起始密码
16、子和终止密码子。10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答案D解析依据题干“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；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。11同位素标记法是生物研究中的常用方法，若以3H标记的
17、腺嘌呤脱氧核苷酸为实验材料进行某项研究，该研究不可能应用于()A测定肺癌细胞的分裂速率B测定人体内肝细胞合成蛋白质的速率C研究生物细胞中腺嘌呤的代谢途径D比较不同组织细胞内DNA复制的情况答案B解析首先要确定腺嘌呤脱氧核苷酸与细胞分裂、蛋白质合成、腺嘌呤代谢、DNA复制的关系。腺嘌呤脱氧核苷酸是合成DNA的原料，用3H标记腺嘌呤脱氧核苷酸可以研究DNA分子的复制、细胞的分裂、腺嘌呤的代谢途径等；蛋白质的合成速率与基因表达有关，不涉及DNA的合成。12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。(1)A、D试管中的产物是_，但A试管模拟的是_过程，D试管模拟的是_过程。(2)
18、B、C试管中的产物是_，但B试管模拟的是_过程，C试管模拟的是_过程。(3)假如B试管中加入的DNA含有306个碱基，那么产物最多含有_个碱基，最多有_个密码子。(4)E试管模拟的是_过程，在细胞中进行的场所是_，图中的原料为_，工具是_，产物是_。(5)生物遗传信息传递的全过程可用下图表示。请将此图解中ae过程与前面图示AE试管所模拟的过程对应起来：a对应_，b对应_，c对应_，d对应_，e对应_。此图解中可在多数生物体内发生的过程是_，在少数生物体内发生的是_，人体内不能发生_过程。图解中的c过程要有_酶参与。答案(1)DNADNA复制逆转录(2)RNA转录RNA复制(3)15351(4)
19、翻译核糖体氨基酸转运RNA多肽(蛋白质)(5)A试管B试管D试管C试管E试管a、b、ed、cd、c逆转录解析依据各试管中加入的物质可推断所模拟的过程，依据加入的DNA的碱基数可推断转录产生的mRNA中的碱基数或密码子数。13已知果蝇的长翅与残翅是一对相对性状，且长翅(V)对残翅(v)为显性，但遗传学家在不同温度下培养长翅果蝇幼虫，得到不同的结果，如表，请结合所学知识回答问题。实验材料实验处理结果长翅果蝇幼虫A25 条件培养长翅果蝇长翅果蝇幼虫B2537 处理624 h后培养残翅果蝇(1)请针对出现残翅果蝇的原因提出假说，并进行解释。_。(2)这个实验说明基因与性状是怎样的关系？_。(3)果蝇B
20、的残翅性状能否遗传？_。原因是_。(4)人们将果蝇B的残翅性状称为表型模拟，若现有一残翅果蝇，如何判断它是否是表型模拟？请设计鉴定方案。方法步骤：_。结果分析：_。答案(1)翅的发育需要经过酶催化的反应，而酶是在基因指导下合成的，酶的活性受温度、pH等条件的影响(2)基因控制生物的性状，而性状的形成同时还受到环境的影响(3)不能遗传这种残翅性状是单纯由于环境条件的改变而引起的，其遗传物质(基因型)并没有发生改变(4)a.让这只残翅果蝇与在正常温度条件下发育成的异性残翅果蝇(基因型为vv)交配；b使其后代在正常温度条件下发育a.若后代均为残翅果蝇，则该果蝇为纯合子(vv)；b若后代有长翅果蝇出现
21、，则说明该果蝇为“表型模拟”解析(1)性状不仅受基因的控制，还受环境的影响，如酶的活性要受温度的影响，而酶是在基因指导下合成的，翅的发育需要经过一系列酶的催化作用。(2)这个实验说明表现型基因型环境。(3)残翅的形成是由于环境改变而引起的，不是遗传物质改变引起的，属于不可遗传变异。(4)可让该个体与异性残翅果蝇(vv)交配，并让其后代在常温下发育，若后代均为残翅，说明该果蝇为纯合子(vv)，若后代有长翅出现，则该果蝇为“表型模拟”。【走进高考】14(2014江苏卷，20)关于基因控制蛋白质合成的过程，下列叙述正确的是()A一个含n个碱基的DNA分子，转录的mRNA分子的碱基数是个B细菌的一个基
22、因转录时两条DNA链可同时作为模板，提高转录效率CDNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点分别在DNA和RNA上D在细胞周期中，mRNA的种类和含量均不断发生变化答案D解析不具遗传效应的DNA片段不转录，不会形成mRNA，所以mRNA分子的碱基数小于个。转录是指以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。RNA聚合酶的结合位点也在DNA上。在细胞周期中，基因选择性表达，mRNA的种类和含量均不断发生变化。15(2014上海卷，29)真核生物细胞内存在着种类繁多、长度为2123个核苷酸的小分子RNA(简称miR)，它们能与相关基因转录出来的mRNA互补，形成局部双链。由此可以推断这些miR抑制基因表达的分子机制是()A阻断rRNA装配成核糖体B妨碍双链DNA分子的解旋C干扰tRNA识别密码子D影响RNA分子的远距离转运答案C解析根据题意，miR可与基因转录形成的mRNA互补，从而阻止mRNA上的密码子与转运RNA上的反密码子结合，从而影响基因的表达，C项正确。16(2012上海，7，改编)在细胞中，以RNA作为模板合成生物大分子的过程包括()A复制和转录 B翻译和转录C复制和翻译 D翻译和逆转录答案D解析根据中心法则可以看出，翻译是以RNA作为模板合成蛋白质，逆转录以RNA作为模板合成DNA的过程，RNA为模板进行自我复制只存在于某些RNA病毒中。
