1、生物必修2（人教版）第4章 基因的表达 第2节 基因对性状的控制目标导航 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。一、中心法则的提出及其发展1提出者：克里克。2中心法则及发展图示。(1)根据中心法则图解填写序号的名称。DNA 复制；转录；翻译；RNA 复制；逆转录。(2)图中属于中心法则发展的是、(填数字序号)。(3)艾滋病毒能发生的过程是(按发生过程顺序填写数字序号)。二、基因对性状的控制1基因控制生物性状的两条途径。(1)基因对生物性状的间接控制。实质。基因控制 酶的合成控制 细胞代谢控制 生物体性状实例。a皱粒豌豆的
2、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，游离蔗糖含量升高豌豆成熟时因失水而皱缩。b人的白化病的形成。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变为黑色素表现出白化症状。(2)基因对生物性状的直接控制。实质。基因控制 蛋白质结构控制 生物体性状实例。a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 蛋白结构和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，使肺功能严重受损。b镰刀型细胞贫血症。编码血红蛋白的基因发生改变血红蛋白组成的红细胞
3、结构异常，功能受损。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，是生物的基因型和环境条件共同作用的结果。三、细胞质基因及遗传1功能。(1)进行半自主自我复制。(2)通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成。2分布。(1)植物细胞的叶绿体和线粒体中。(2)动物细胞的线粒体中。3遗传方式及特点。只能通过母亲遗传给后代，表现为母系遗传，不遵循孟德尔遗传规律。1判断正误(1)中心法则表示的是遗传信息的流动过程。()(2)DNA 病毒中没有 RNA，其遗传信息的传递不遵循中心法则。()提示：DNA
4、病毒的遗传信息的传递遵循中心法则。其过程为(3)蓝藻细胞的遗传信息只能从 DNA 到 RNA，进而到蛋白质。()提示：遗传信息也可从 DNA 到 DNA。(4)基因通过酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状，如囊性纤维病。()提示：囊性纤维病属于“基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状”的实例。(5)基因与性状的关系并不都是简单的线性关系，一个性状可能由多个基因控制。()(6)在人体的皮肤的生发层细胞中，可以进行 DNA 复制、DNA 的转录和翻译。()(7)在玉米叶肉细胞的叶绿体中可进行转录、翻译。()2遗传信息从 RNARNA 是对中心法则的补充，下列能够进行该信息传递的生物是()A
5、SARS 病毒 BT2噬菌体C肺炎双球菌D蓝藻解析：由题干信息可知这种传递是 RNA 病毒所特有的，T2噬菌体为 DNA 病毒，肺炎双球菌、蓝藻的遗传物质均为 DNA，无此过程，因此 B、C、D 项均不符合题意。答案：A3如图所示，正常情况下在动植物细胞中都不可能发生的是()ABCD解析：题干中有一个重要信息“正常情况”，可排除；至今尚未被认识，故答案选 B。答案：B4同一株水毛茛，裸露在空气中的叶和浸在水中的叶，表现出了宽形叶和窄形叶两种不同的形态，下列各项中，说法正确的是 ()A水上部分只含有控制形成宽形叶的基因B水下部分只含有控制形成窄形叶的基因C水上部分既含有控制形成宽形叶的基因，也含
6、有控制形成窄形叶的基因D基因型相同则性状相同，基因型不同则性状不同解析：水毛茛的水下与水上叶的形态不同，是由于两者的生活环境不同，影响了基因的表达，这两部分叶的基因组成相同，水上水下叶子均含有控制形成宽形叶、窄形叶的基因。基因型相同而环境不同时表现型可能不同，基因型不同而环境相同时表现型也可能相同。答案：C要点一 中心法则的理解与分析1结合中心法则，思考 DNA、RNA 产生的途径有哪些。2以中心法则为基础，写出发展后的中心法则图解。3正常情况下，在人体细胞中能否进行 RNA 复制和逆转录？在人体细胞内遗传信息是如何流动的？归纳提升1不同生物的中心法则的体现不同(1)以 DNA 为遗传物质的生
7、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：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关于中心法则的两个易错点(1)DNA 合成过程并不只发生在 DNA 复制过程中，也可以在逆转录酶的作用下以 RN
8、A 为模板合成。(2)中心法则的 5 条信息传递途径都遵循碱基互补配对原则。典例 研究发现，人类免疫缺陷病毒(HIV)携带的RNA 在宿主细胞内不能直接作为合成蛋白质的模板。依据中心法则(如图)，下列相关叙述错误的是()A合成子代病毒蛋白质外壳的完整过程至少要经过环节B侵染细胞时，病毒中的蛋白质不会进入宿主细胞C通过形成的 DNA 可以整合到宿主细胞的染色体 DNA 上D科学家可以研发特异性抑制逆转录酶的药物来治疗艾滋病解析：合成子代病毒蛋白质外壳的完整过程至少要经逆转录、转录和翻译，故 A 选项正确；人类免疫缺陷病毒(HIV)属于逆转录病毒，在侵染过程中HIV整体进入宿主细胞内(携带逆转录酶
9、)，B 选项错误；HIV 的遗传物质是 RNA，经逆转录形成的DNA可整合到宿主细胞的基因组中，故C选项正确；HIV 的 DNA 是通过逆转录过程合成的，科学家可以研发抑制逆转录酶的药物来治疗艾滋病，故 D 选项正确。答案：B即时演练1中心法则揭示了生物遗传信息由 DNA 向蛋白质传递与表现的过程，下列说法不正确的是()Aa、b、c、d 所表示的四个过程依次分别是 DNA复制、转录、翻译、逆转录B需要 tRNA 和核糖体同时参与的过程是 c，需要逆转录酶参与的过程是 dCa、b、c 过程只发生在真核细胞中，d、e 过程只发生在原核细胞和一些病毒中D在真核细胞中，a 和 b 两个过程发生的主要场
10、所相同，但需要的关键酶种类不同解析：图解中 a、b、c、d、e 分别表示 DNA 的复制、转录、翻译、逆转录、RNA 的复制。c 过程进行的场所是核糖体，在合成蛋白质时需要 tRNA 运载氨基酸，d 过程需要逆转录酶。a、b、c 在细胞生物中均能发生，d、e 只发生在 RNA病毒的寄主细胞中。在真核细胞中，a 和 b 两个过程发生的主要场所都是细胞核，但所需的关键酶不同，前者需要DNA 聚合酶和解旋酶等，后者需要 RNA 聚合酶。答案：C2Q 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(下图所示)，
11、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：Q RNA 复制的产物为 RNA，而逆转录的产物为 DNA，故 A 项错误。Q RNA 的复制要遵循碱基互补配对原则，以 Q RNA 为模板，产物 RNA 与模板之间会形成双链 RNA，故 B 项正确。题图中一条 Q RNA 作为模板翻译出了成熟蛋白、外壳蛋白和 RNA 复制酶等三种蛋白质，每个蛋白质至少是由一条肽链形成的，故 C 项错误。由题干信息“当噬菌体侵
12、染大肠杆菌后”“Q RNA 立即作为模板翻译出RNA 复制酶，然后复制 Q RNA”可知，复制酶基因表达在先，Q RNA 复制在后，故 D 项错误。答案：B要点二 基因对性状的控制1(1)基因型相同的不同个体，其表现型是否相同？(2)基因型不同的个体表现型能否相同？2(1)细胞质遗传又称为母系遗传，在遗传方式上有什么特点？(2)是否遵循孟德尔遗传规律？归纳提升1基因对性状控制的两种途径2基因与生物性状的关系(1)基因是控制生物性状的基本单位。(2)一般一个基因只决定一种性状。(3)有时多个基因控制、表达同一性状。(4)有时一个基因能决定多种性状。3等位基因与生物性状的关系影响基因控制性状的因素
13、 基因能决定性状，但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，即生物性状是由基因和环境条件共同作用的结果。【典例 2】牵牛花的颜色主要是由花青素决定的，如图为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：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。答
14、案：D即时演练3如图为人体对性状控制过程示意图，据图分析可得出()A过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：过程为转录，主要在细胞核中进行，过程为翻译，主要在细胞质中的核糖体上进行；酪氨酸为非必需氨基酸，可在人体内合成，因此食物中缺乏酪氨酸人体依然能合成黑色素，不会使皮肤变白；M1 和 M2 体现了特定基因的选择性表达，不可能同时出现在同一个细胞中；老年人细胞中仍含有 M2，只是酪氨酸酶的活性降低。答案：C4根据以下材料：藏报春甲(aa)在 20 时开白花；藏报春乙(AA)在 20 时开红花；藏报春丙(AA
15、)在 30 时开白花。在分析基因型和表现型相互关系时，下列说法错误的是()A由材料可知生物的性状表现是由基因型决定的B由材料可知生物的性状表现是由基因型和环境共同作用的C由材料可知环境影响基因型的表达D由材料可知生物的性状表现是由基因型和环境共同作用的结果解析：和、和实验中，都只有一个量在发生改变，可以得出结论。而和温度和基因型都发生改变，所以不能判断性状表现是由温度还是基因型决定的，还是由它们共同决定的。答案：B【网络构建】填充：转录 逆转录 翻译 细胞代谢 结构蛋白【必背语句】1生物遗传信息流动表示为：2逆转录和 RNA 复制只发生在某些病毒中。3基因控制生物性状的两条途径。(1)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。(2)通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。4一个基因可能影响多种性状，一种性状也可能由多个基因控制。5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。