优化方案高中生物 第四章 基因的表达 第2节 基因对性状的控制学案 新人教版必修2.doc

第2节基因对性状的控制 学习导航1理解中心法则的内容及应用。2.阐述基因、蛋白质与性状的关系。3.了解细胞质遗传及其特点。一、中心法则的提出及其发展(阅读教材p68p69)1中心法则的内容(1)图中代表的遗传信息的传递方向及代表的生理过程：(2)遗传信息不能从蛋白质传递到蛋白质，也不能从蛋白质流向rna或dna。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病毒二、基因、蛋白质与性状的关系(阅读教材p69p70)1基因对性状的间接控制(1)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。(2)举例：人的白化症状是由于控制酪氨酸酶的基因异常引起的。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：编码cftr蛋白的基因缺失了3个碱基cftr蛋白缺少苯丙氨酸，引起cftr蛋白结构和功能异常。3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的影响。三、细胞质基因(阅读教材p70)1分布：叶绿体、线粒体中。2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。3遗传方式由母本遗传给后代，表现为母系遗传。1连线2判断(1)中心法则表示的是遗传信息的流动过程。()分析：中心法则包含多个不同过程，但表示的都是遗传信息的流动过程。(2)遗传信息只能从dna流向rna，进而流向蛋白质。()分析：在克里克提出的中心法则中，遗传信息只能从dna流向rna，进而流向蛋白质。随着科学的发展，中心法则不断得到完善，遗传信息流动的过程更多，例如rna的自我复制、逆转录等。(3)基因只能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。()分析：基因还可以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。(4)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。()(5)基因型相同的个体，其表现型一定相同。 ()分析：基因型相同且环境条件一致，其表现型一定相同。主题一中心法则及其与生物种类的关系结合以下材料探究以下问题。材料一：1957年，克里克提出中心法则，其遗传信息传递途径为：从dna流向dna，即dna的自我复制；还可以从dna流向rna，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。如图：材料二1965年，科学家发现，很多rna病毒，在感染宿主细胞后，它们的rna在宿主细胞内进行复制，这种复制是以导入的rna为模板，而不是通过dna。材料三1970年，科学家在致癌的rna病毒中，发现一种酶，能以rna为模板合成dna。他们称这种酶为依赖rna的dna多聚酶，现在一般称为逆转录酶。(1)材料二说明遗传信息还可以从rna流向rna。(2)材料三说明遗传信息还可以从rna流向dna。(3)结合以上内容试着完善下面的中心法则，并思考遗传信息传递的5个途径：adnadna(或基因到基因)：是dna的复制过程，表示遗传信息的复制。bdnarna：遗传信息的转录过程。crna蛋白质：发生在细胞质核糖体上的翻译过程，、共同完成遗传信息的表达。drnadna：少数rna肿瘤病毒、hiv等在宿主细胞内的逆转录过程。ernarna：大多数以rna作为遗传物质的生物的rna自我复制过程。小组讨论(1)为什么中心法则中的遗传信息可以准确地流动？提示：因为有精确的模板并严格遵守碱基互补配对原则。(2)结合中心法则，思考dna、rna产生的途径有哪些。提示：dna产生途径有dna的复制及逆转录；rna产生的途径有rna的复制及转录。中心法则各过程的适用范围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所相同，但需要的关键酶种类不同解析：选c。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。2.如图表示有关遗传信息传递的模拟实验。下列相关叙述合理的是()a若x是mrna，y是多肽，则管内必须加入氨基酸b若x是dna一条链，y含有u，则管内必须加入逆转录酶c若x是trna，y是多肽，则管内必须加入脱氧核苷酸d若x是hiv的rna，y是dna，则管内必须加入dna酶解析：选a。b项为转录，应加rna聚合酶；c项为翻译，应加氨基酸；d项为逆转录，应加逆转录酶。主题二基因、蛋白质和性状的关系结合下列材料探究以下问题：1材料一豌豆的圆粒和皱粒产生的机理该材料说明：基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物性状。2材料二人类镰刀型细胞贫血症的发病机理该材料说明：基因通过控制蛋白质结构直接控制生物体的性状。3材料三豌豆的红花基因不只与一个性状有关，这个基因还控制叶腋的红色斑点，种皮的褐色或灰色。这种现象叫做基因的多效现象。这表明一个基因可能与多个性状有关。4材料四形成果蝇红眼的直接原因是红色色素的形成，而红色色素的形成需要经历一系列生化反应，每一个反应所涉及的酶都与相应的基因有关，因此，红眼的形成实际上是多个基因协同作用的结果。这说明有多个基因控制表达同一性状。5材料五遗传学家曾做过这样的实验：长翅果蝇幼虫正常的培养温度为25 ，将孵化后47 d的长翅果蝇幼虫在3537 处理624 h后，得到了某些残翅果蝇，这些残翅果蝇在正常环境温度下产生的后代仍然是长翅果蝇。这说明：生物体的性状除了受遗传物质决定外，环境条件对生物体的性状也有一定的影响。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)一般而言，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影响基因控制性状的因素：一个基因能决定一种或多种性状，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。3如图为人体内基因对性状的控制过程，分析可知()a基因1和基因2一般不会出现在人体内的同一个细胞中b图中过程需rna聚合酶的催化，过程需trna的协助c过程的结果存在差异的根本原因是血红蛋白结构的不同d过程表明基因通过控制酶的合成来控制生物体的所有性状解析：选b。同一个体的体细胞内所含基因都相同，因为都是由受精卵有丝分裂产生的；过程的结果存在差异的根本原因是遗传信息发生了改变，直接原因是血红蛋白合成异常；过程表明基因能通过控制酶的合成控制生物的代谢，进而控制生物体的性状，但不能说明控制的是所有性状。4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)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：选b。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。核心知识小结网络构建关键语句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，进而控制生物的性状。(2)通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状。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。随堂检测知识点一遗传信息的传递1(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)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，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，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，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