【名师导学】高考生物第一轮总复习 4.36基因对性状的控制课件 浙科版必修2.ppt

第三十六课时基因对性状的控制 考点一中心法则的提出及其发展 基础知识整合 1 中心法则的提出 1 提出人 2 内容 克里克 2 发展 1 1965年 科学家在某种rna病毒中发现了一种rna复制酶 可使遗传信息由rna流向 2 1970年 科学家在致癌rna病毒中发现了逆转录酶 能使遗传信息由rna流向 3 完善后的中心法则内容 rna dna 知识拓展 中心法则的理解分析1 内容图解 图解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传递 2 以rna为遗传物质的生物遗传信息传递 3 说明 逆转录需逆转录酶 该酶在基因工程中很重要 能以已知的mrna为模板 催化合成目的基因 中心法则的5个过程都遵循碱基互补配对原则 2 中心法则与基因表达的关系 1 dna的复制体现了遗传信息的传递功能 发生在细胞增殖和产生子代的生殖过程中 2 dna的转录和翻译共同体现了遗传信息的表达功能 发生在个体的发育过程中 3 dna复制只发生在细胞分裂间期 而在高度分化的细胞 不具分裂能力的细胞 中不再发生 而转录和翻译无论细胞能否分裂 只要是活的细胞均可能进行 哺乳动物成熟红细胞除外 4 trna rrna mrna均是转录产生的 在翻译过程中一起发挥作用 典例精析 例1 请回答下列有关遗传信息传递的问题 1 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 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 则试管甲模拟的是过程 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 试管乙模拟的是过程 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 逆转录 mrna 转录 蛋白质 或多肽 2 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 则说明生物共用一套 该病毒遗传信息的传递过程为 小鼠上皮细胞 病毒rna rna dna mrna 蛋白质 密码子 考查类型 本题考查中心法则的相关知识 解析 由题干可获取的主要信息有 物质a是单链且含碱基u 产物x有碱基t 产物y能与核糖体结合 产物z是病毒外壳的组成成分 解答本题可先读懂题图含义及a x y z的特征并结合中心法则内容 作出解答 1 甲管中物质a含有u且是单链 故为单链rna 产物x的碱基中有t 故x为dna 此过程模拟的是逆转录 乙管中模板是x物质即dna 产物是y y是能与核糖体结合的单链大分子 故y是mrna 此过程模拟的是转录 丙管中产物y为模板 反应后得到产物z z是病毒外壳的组成成分 故z是蛋白质 此过程模拟的是翻译 2 合成病毒外壳蛋白质的原料来自寄主细胞 即小鼠上皮细胞 遗传信息来自病毒rna 若该病毒能感染多种哺乳动物 说明所有生物共用一套密码子 由以上几点可以归纳总结出病毒的遗传信息的传递过程 rna dna mrna 蛋白质 方法归纳 要理解掌握中心法则的dna复制 转录 翻译 rna自我复制及逆转录等过程 考点二基因 蛋白质与性状的关系 基础知识整合 1 基因对性状的间接控制 1 机理 基因通过控制来控制代谢过程 进而控制生物体性状 2 实例 白化病是由于控制的基因异常引起的 2 基因对性状的直接控制 1 机理 基因通过控制直接控制生物体的性状 2 实例 囊性纤维病是由于编码一个 cftr蛋白 的基因缺失3个碱基引起的 酶的合成 酪氨酸酶 蛋白质的结构 跨膜蛋白 3 基因与性状的关系 1 基因与性状的关系并不都是简单的关系 如人的身高可能是由决定的 后天的等也有重要作用 2 生物体性状的调控网络基因与 基因与 基因与之间存在着复杂的相互作用 精细地调控着生物体的性状 即表现型 性状 线性 多个基因 营养和体育锻炼 基因 基因产物 环境 基因型 环境 知识拓展 一 基因对性状的控制方式基因控制性状需经过一系列步骤 基因控制性状有如下两种方式 1 直接途径 基因结构蛋白质细胞结构生物性状 如镰刀型细胞贫血症 囊性纤维病的病因 2 间接途径 基因酶或激素细胞代谢生物性状 如白化病 豌豆的粒形 二 细胞质基因与细胞核基因的比较 典例精析 例2 下图为脉胞霉体内精氨酸的合成途径示意图 从图中不可得出 a 精氨酸的合成是由多对基因共同控制的b 基因可通过控制酶的合成来控制代谢c 若基因 不表达 则基因 和 也不表达d 若产生鸟氨酸依赖突变型脉胞霉 则可能是基因 发生突变 c 考查类型 本题考查基因对性状的控制 解析 由题干示意图可获取的信息是精氨酸的合成需要酶 的参与 它们分别受基因 控制 基因 是通过控制酶 的合成来控制精氨酸合成的代谢过程 基因具有一定的独立性 当基因 不表达时 基因 和 仍可表达 鸟氨酸依赖突变型脉胞霉不能合成鸟氨酸 可能是基因 发生了突变 导致酶 无法合成 方法归纳 解答本题首先应明确基因的特点及作用 然后再逐个选项分析 课时练习三十七 一 选择题 每小题只有一个正确选项 1 遗传的 中心法则 是指 a 遗传信息的表达过程b 遗传信息的解读过程c 遗传信息的遗传规律d 遗传信息传递途径 d 2 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 d 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 由于这一性状是多基因控制的 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 3 有关蛋白质合成的叙述 不正确的是 a 终止密码子不编码氨基酸b 每种trna只转运一种氨基酸c trna的反密码子携带了氨基酸序列的遗传信息d 核糖体可在mrna上移动 c 解析 因为没有相应的trna与终止密码子配对 因此不能编码氨基酸 每种trna只转运一种氨基酸 但一种氨基酸可由多种trna转运 遗传密码的简并性 携带遗传信息的是dna 4 有关基因与酶关系的叙述正确的是 a 每个基因都控制合成一种酶b 酶的遗传信息编码并贮存在转运rna的碱基序列中c 基因的转录 翻译都需要酶d 同一生物体不同细胞的基因和酶是相同的 c 5 科学家通过对前列腺癌细胞系的研究发现 绿茶中的多酚可减少bcl xl蛋白 而这种蛋白有抑制癌细胞凋亡的作用 这表明绿茶具有抗癌作用的根本原因是由于绿茶细胞中具有 a 多酚b 多酚酶基因c bcl xl蛋白d bcl xl蛋白酶 b 6 下列为两种不同的mrna分子和两种以它们为模板合成的蛋白质分子 在每一种蛋白质分子中可能存在氨基酸的种数为 c 解析 蛋白质p对应的mrna只有两种密码子 aga gag 所以存在的氨基酸种类数为2 蛋白质q对应的mrna有四种密码子 aau caa uca auc 所以存在的氨基酸种类数为4 7 链霉素和青霉素可以使核糖体与单链dna结合 这一单链dna就可以代替mrna翻译成多肽 这说明 a 遗传信息可由rna流向dnab 遗传信息可由蛋白质流向dnac 遗传信息可由dna流向蛋白质d 遗传信息可由rna流向蛋白质 c 8 某科学家用放射性同位素15n标记胸腺嘧啶脱氧核苷酸 t 和用32p标记尿嘧啶核糖核苷酸 u 培养蚕豆 观察根尖分生区细胞的有丝分裂 已知蚕豆细胞有丝分裂周期是20个小时 下图为根据这两种核苷酸被利用的情况绘制的曲线 下列对此结果的分析中 你认为不正确的是 c a 15n利用量大 说明细胞中正在进行dna复制 32p利用量大说明细胞主要进行转录b 细胞中32p利用量增大说明细胞在此时间内可能进行着大量蛋白质的合成c 15n利用量大 说明细胞内此时进行的主要是转录和翻译过程d 32p利用量增大 说明细胞中此时进行的主要是转录和翻译过程 9 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b dna中的遗传信息是通过转录传递给mrna的c dna中的遗传信息可决定蛋白质中氨基酸的排列顺序d dna病毒中没有rna 其遗传信息的传递不遵循中心法则 d 解析 dna病毒中虽然没有rna 但它可以在宿主细胞内利用宿主的原料进行转录和翻译 其遗传信息的传递同样遵循中心法则 10 大量事实表明 在蛋白质合成旺盛的细胞中 常有较大和较多的核仁 根据这一事实可以推测 a 细胞中的蛋白质主要是由核仁合成的b 核仁可能与组成核糖体的物质的合成有关c 无核仁的细胞往往不能合成蛋白质d dna的转录和翻译通常发生在核仁中 b 11 据研究发现 红霉素等抗生素能抑制细菌生长 原因是有的抗生素能干扰细菌核糖体的形成 有的能阻止mrna与trna的结合 以上事实不能说明 a 有的抗生素能抑制蛋白质的合成b 有的抗生素能阻止翻译过程c 有的抗生素能阻止转录过程d a b c c 12 有一多肽 分子式为c55h70o19n10 将它彻底水解后 只得到下列4种氨基酸 则控制该多肽形成的基因中至少含有的碱基对有 a 10对b 30对c 60对d 20对 b 解析 组成该多肽的4种氨基酸中均只含一个氮原子 故由分子式c55h70o19n10 可知该多肽由10个氨基酸缩合而成 因此控制其形成的基因中至少含碱基对10 3 30对 13 根据下图回答下列问题 1 a e结构的名称分别是 abcde 肽键 氨基酸 转运rna mrna 核糖体 二 非选择题 2 上图表示蛋白质合成的过程 是在内进行的 3 由图中的mrna链可知dna分子模板链上对应的碱基序列为 4 图中所合成的蛋白质的氨基酸排列顺序是由mrna上的排列顺序决定的 而mrna上的这种排列顺序是由基因的排列顺序决定的 翻译 细胞质中的核糖体 acccgatttggc 碱基 碱基 14 下图是大白鼠细胞内某生理过程示意图 下表是其曲细精管细胞中存在的两种水通道蛋白aqp7和aqp8的部分比较 请分析回答下列问题 1 图示的生理过程是 在大白鼠细胞中可进行该生理过程的结构有 在图中方框内用 或 标出该过程进行的方向 2 丁的名称是 它与乙有何不同 3 图中甲的名称为 其基本单位是 转录 细胞核 线粒体 胞嘧啶核糖核苷酸 乙是胞嘧啶脱氧核苷酸 组成乙的化学基团之一为脱氧核糖 组成丁的为核糖 rna聚合酶 氨基酸 4 从aqp7和aqp8在睾丸中的表达来看 细胞分化的原因之一是的结果 5 控制aqp7的基因中碱基的数目至少为个 不考虑终止子 6 在aqp7和aqp8合成过程中 与核糖体结合的mrna碱基数目相同 但aqp7和aqp8所含氨基酸数目不同 原因是 不考虑起始密码和终止密码所引起的差异 7 大白鼠汞中毒后 对初级精母细胞和精子的影响 哪一个更大些 基因在特定的时间和空间条件下选择性表达 3000 翻译后的肽链进行了不同的加工 分别切除了不同数量的氨基酸 初级精母细胞 解析 1 图示的生理过程表示dna的转录 动物细胞中能进行dna转录的结构必定含有dna 即细胞核或线粒体 rna聚合酶位于mrna的左端 rna聚合酶所在之处是mrna新合成的部分 由此可知转录是从右向左进行 2 甲表示rna聚合酶 乙表示胞嘧啶脱氧核苷酸 丙表示mrna 丁表示胞嘧啶核糖核苷酸 3 rna聚合酶的化学本质是蛋白质 所以它的基本组成单位是氨基酸 4 分析表格中 睾丸中表达情况 可知 初级精母细胞经过变化成为成熟的精子细胞 它们所含蛋白质的种类有所不同 这是因为精母细胞在形成精子过程中的不同阶段合成不同的蛋白质 也就是说控制不同蛋白质合成的基因分别在不同时间进行了表达 5 mrna含有1500个碱基 转录该mrna的基因片段至少有2 1500 3000个碱基 6 由题干中 与核糖体结合的信使rna 字眼可知 表格中所示的mrna已经是成熟的mrna 所以不再考虑真核细胞基因内含子转录片段剪切的问题 因此可推测是在翻译过程中或翻译后出现了肽链中氨基酸的缺失或切除 7 从表格内容可知初级精母细胞比精子对汞更敏感 可知小鼠汞中毒后对初级精母细胞的影响较大 15 观察下面的有关生理过程示意图及其他有关信息 回答问题 1 若以甲链为模板合成乙链 则该过程称为 催化该过程的酶主要有 2 若甲链中的一段序列为 tacttcaaaccgcgt 由上表推测其编码的氨基酸序列为 3 图三为基因控制蛋白质合成的示意图 合成 2的直接模板是 场所是 转录 rna聚合酶等 甲硫氨酸 赖氨酸 苯丙氨酸 甘氨酸 丙氨酸 mrna 核糖体 镰刀型细胞贫血症是一种分子遗传病 其病因是 基因发生了突变 假设某人的一个 基因发生突变 不一定导致 肽链改变 基因发生突变 往往导致 肽链改变 根据上图分析说明理由 分子病理学研究证实 人类镰刀型细胞贫血症很多原因是由于 基因发生突变引起的 若已知正常血红蛋白 链的氨基酸序列 能否推知正常 基因的碱基序列 为什么 因为 基因有两个 如果一个 基因发生突变 则另一个 基因可以表达出原有的 肽链 基因只有一个 如果 基因发生突变 则往往不能表达出原有的 肽链 不能 有些氨基酸的密码子不止一个 或遗传密码具简并性 4 若从细胞中提取dna或rna 通过基因工程的方法 转移到另一种细胞 转入后 其对生物性状的影响 dna比rna突出的优势是 5 种皮的颜色是由细胞中的色素决定的 已知该色素不是蛋白质 那么基因控制种皮的颜色是通过控制来实现的 不仅能合成相应的蛋白质 而且能够复制并传给下一代 有关酶的合成来控制代谢 进而控制性状 16 法国科学家西诺西和蒙塔尼因发现 人类免疫缺陷病毒即hiv 而获2008年诺贝尔生理学或医学奖 hiv是 rna病毒 它以rna为模板合成单链dna 并在宿主细胞dna聚合酶作用下催化合成双链dna 经环化后进入细胞核并整合到染色体上 病毒的核酸随细胞的分裂而传至子代细胞 可长期潜伏 请分析回答下列问题 1 hiv识别并侵染宿主细胞时 与细胞膜上的有关 2 hiv的核酸的基本单位是 3 艾滋病可通过母婴传播 艾滋病是 可遗传 不可遗传 病 4 双链dna经环化后进入细胞核并整合到染色体上所需的条件是 糖蛋白 核糖核苷酸 不可遗传 限制性核酸内切酶 dna连接酶 atp等 5 sars病毒与hiv病毒虽然同是 rna病毒 但二者遗传信息的传递及表达是不同的 sars病毒遗传信息的传递及表达可以用下左图表示 请结合所给信息绘出hiv病毒遗传信息的传递及表达图 dna 双链dna mrna rna 基因表达与个体发育之间的关系1 个体发育是从受精卵的有丝分裂开始到性成熟个体形成的过程 在这一过程中 生物个体的各种性状 或表现型 得以逐渐表现 个体发育过程是受遗传物质控制的 发育过程是细胞内基因选择性表达的结果 2 个体发育过程中由于体细胞均来自同一受精卵 因而所有体细胞含有相同的遗传物质或基因 但生物体不同部位的细胞表现出的性状不