基因与性状的关系

关于基因与性状的关系

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遗传的分子基础顺序与标注与新课标考纲相同（3）基因与性状的关系

第2页,共18页，2024年2月25日，星期天1、基因与性状的概念（1）性状性状是生物体所表现的形态特征和生理生化特征。例茎干的高与矮、花的红与白等是生物体所表现的形态特征；小麦的抗锈病、仙人掌的抗旱等则是生物体所表现的生理生化特征。一、考点整合与提升（2）基因基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能单位，是DNA分子上有遗传效应的片断，在染色体上呈线性排列。它是由染色体携带着从亲代传递给下一代的，并且核基因和染色体行为存在着明显的平行关系。第3页,共18页，2024年2月25日，星期天②染色体在配子的形成和受精过程中，有相对稳定的形态结构。而基因在杂交过程中也保持完整性和独立性。①

在体细胞中有来自父方和母方两两配对的同源染色体，而基因也是一个来自父方，一个来自母方成对存在。在配子中成对的染色体只有一条，同样成对的基因也只有一个。④等位基因在形成配子时随同源染色体的分开而分离，非同源染色体上的非等位基因也随着非同源染色体的自由组合而组合，这过程发生在减数第一次分裂后期，这也是孟德尔遗传定律的细胞学基础。基因和染色体行为的平行关系表现在下列几个方面:第4页,共18页，2024年2月25日，星期天基因通过控制蛋白质的合成来控制生物的性状，不同的基因控制不同的性状。基因控制性状的两种方式间接途径：基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物的性状。直接途径：基因通过控制蛋白质分子的结构来直接影响性状2、基因控制性状的方式和实例第5页,共18页，2024年2月25日，星期天实例：镰刀型细胞贫血症控制血红蛋白形成的基因中一个碱基变化①直接途经血红蛋白的结构发生变化红细胞呈镰刀型容量破裂，患溶血性贫血正常红细胞镰刀型红细胞第6页,共18页，2024年2月25日，星期天实例：白化病控制酪氨酸酶合成的基因异常②间接途经酪氨酸酶不能正常合成酪氨酸酶不能正常转化为黑色素因缺乏黑色素而表现白化症状白化病患者第7页,共18页，2024年2月25日，星期天（2）生物有些性状是受多个基因决定的，如人的身高。（1）生物的大多数性状是受单基因控制的（如豌豆的高茎与矮茎，是由一对等位基因控制。3、基因与性状间的对应关系（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，即表现型＝基因型＋环境条件。（4）基因与性状的关系并不都是简单的线性关系，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关系，这种相互作用形成了一个错综复杂的网络。第8页,共18页，2024年2月25日，星期天4、等位基因与性状的关系基因性状等位基因相对性状性状分离等位基因分离显性基因隐性基因显性性状隐性性状控制控制控制控制第9页,共18页，2024年2月25日，星期天②顺序性表达：细胞内的基因顺序表达，同一细胞的不同发育时期表达不同的基因。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得以逐步表现。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表达的结果。2、个体发育过程中产生的众多体细胞均来自同一受精卵的有丝分裂，因而含有相同的遗传物质或基因，但生物体不同部位细胞表现出的性状不同，而且不同性状是在不同时期表现的。所以在个体发育中，生物体内的基因表达有如下特点：①选择性表达：虽然不同的细胞含有相同的基因，但不同的细胞表达不同的基因，即选择性表达．如胰岛细胞能表达胰岛素基因，但不能表达血红蛋白基因。4、基因表达与个体发育之间的关系第10页,共18页，2024年2月25日，星期天对应例题：1、镰刀型细胞贫血症是一种遗传病，在对患者红细胞的血红蛋白分子进行分析研究时发现，在组成血红蛋白分子的多肽链上，发生了氨基酸的转换，发生替换的根本原因是在于控制其结构的基因中发生了个别碱基的替换。分析以上材料可得出（）A、基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能单位B、基因可以通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状C、基因结构发生变化，性状不一定发生变化D、如果生物体性状发生变化，则控制其性状的基因也一定产生了变化B解析：基因结构中的个别碱基发生了替换，导致氨基酸的转换，致使血红蛋白不正常，所以表现出镰刀型细胞贫血症。因此，经过推理可知，基因可以通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状。而没的体现基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能单位，也没有体现基因变化与性状变化之间的关系。第11页,共18页，2024年2月25日，星期天对应例题：2、在牧草中，白花三叶草有两个稳定遗传的品种，叶片内含氰（HCN）和不含氰的。现已研究查明，白花三叶草的叶片内的氰化物是经下列生化途径产生的：前体物基因D氰酸酶含氰糖苷氰产氰糖苷酶基因H叶片表现型基因型提取液中加入产氰糖苷提取液中加入氰酸酶Ⅰ产氰含氰产氰产氰Ⅱ不产氰不含氰不产氰产氰Ⅲ不产氰不含氰产氰不产氰Ⅳ不产氰不含氰不产氰不产氰基因D、H分别决定产氰糖苷和氰酸酶的合成，d、h无此功能。现有两个不产氰的品种杂交，F1全部产氰，F1自交得F2，F2中有产氰的，也有不产氰的。用F2各表现型的叶片的提取液做实验，实验时在提取液中分别加入含氰糖苷和氰酸酶，然后观察产氰的情况，结果记录于右上表：（1）由生化途径可以看出基因与生物性状的关系是：多个基因决定一个性状，基因通过控制酶的合成控制生物的代谢进而控制生物的性状。第12页,共18页，2024年2月25日，星期天（2）两个不产氰品种的基因型是

，在F2中产氰和不产氰的的理论比为

。（3）叶片Ⅱ叶肉细胞中缺乏

酶，叶片里可能的基因型是

。（4）从代谢的角度考虑，怎样使叶片Ⅳ的提取液产氰？

、说明理由

。ddHH或ddHhDDhh或ddHH9：7氰酸同是加入含氰糖苷和氰酸酶含氰糖苷在氰酸酶的作用下能产氰解析：（1）可根据生化途径进行判断，但要注意全面。（2）由两个不产氰的品种杂交，F1全产氰，可知两个不产氰的品种是纯合子，亲本的基因型DDhh或ddHH，F1基因型为DdHh，F2中产氰类型9D

H

，不产氰类型为3D

hh、3ddH

、1ddhh，故比值为9：7。（3）叶片Ⅱ叶肉细胞提取液中加入氰酸酶后能够产氰，故含有产氰糖苷，缺乏的是氰酸酶；叶片Ⅲ因加入含氰糖苷后能产氰，故缺乏的是D控制的产氰糖苷酶，所以基因型为ddHH或ddHh。（4）依据提取液中加入含氰糖苷和氰酸酶其中之一都不产生氰，推测基因型为ddhh，只有同时加入含氰糖苷和氰酸酶才能产氰。第13页,共18页，2024年2月25日，星期天对应例题：3、（多选）人的肝细胞内可由DNA控制合成的物质是（）Ａ、胰岛素Ｂ、rnRNAＣ、酶Ｄ、氨基酸转录翻译B、C解析：本题综合考查基因的表达过程为：DNA（基因）rnRNA蛋白质即在人的肝细胞中DNA可控制合成出rnRNA、蛋白质。尽管人体内的酶和胰岛素都是蛋白质，且肝细胞中也有胰岛素基因，但因基因表达的选择性，使肝细胞不能合成胰岛素（胰岛素B细胞中合成），但可合成自身代谢所需要的酶，氨基酸的合成无需DNA控制。因此，正确答案为B、C。第14页,共18页，2024年2月25日，星期天1、（2010高考海南卷）下列叙述中，不能说明“核基因和染色体行为存在平行关系”的是（）A、基因发生突变而染色体没有发生变化B、非等位基因随非同源染色体的自由组合而组合C、二倍体生物形成配子时基因和染色体数目均减半D、Aa杂合体发生染色体缺失后，可表现出a基因的性状A解析：核基因和染色体行为存在着明显的平行关系，主要表现为：等位基因在形成配子时随同源染色体的分开而分离，非同源染色体上的非等位基因也随着非同源染色体的自由组合而组合，这过程发生在减数第一次分裂后期，减数分裂结果染色体和基因数目均减半，染色体缺失后位于缺失部位的基因也随之丢失。所以B、C和D都充分说明了核基因和染色体行为存在平行关系，A不能说明。二、近两年高考真题示例第15页,共18页，2024年2月25日，星期天3、（2009高考江苏卷）下图为某种真菌线粒体中蛋白质的生物合成示意图，请据图回答下列问题。（1）完成过程①需要

等物质从细胞质进入细胞核。（2）从图中分析，核糖体的分布场所有

。ATP、核糖核苷酸、酶细胞质基质和线粒体

（3）已知溴化乙啶、氯霉素分别抑制图中过程③、④，将该真菌分别接种到含溴化乙啶、氯霉素的培养基上培养，发现线粒体中RNA聚合酶均保持很高活性。由此可推测该RNA聚合酶由

中的基因指导合成。（4）用一鹅膏蕈碱处理细胞后发现，细胞质基质中RNA含量显著减少，那么推测一鹅膏蕈碱抑制的过程是

（填序号），线粒体功能

（填“会”或“不会”）受到影响。核DNA①会第16页,共18页，2024年2月25日，星期天解析：

（1）①过程是在细胞核内，以DNA为模板合成RNA的过程，需要核糖核苷酸作为原料，同时需要ATP提供能量和酶的催化；（2）据图分析，②④过程都合成了蛋白质，蛋白质是在核糖体内合成的，所以细胞质基质和线粒体都有核糖体的分布；（3）溴化乙啶、氯霉素分别抑制图中过程③、④，这两个过程是线粒体内合成