基因对性状的控制tWord下载.docx

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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.基因对性状的直接控制

（1）实例：

囊性纤维病：

CFTR蛋白基因缺失3个碱基→CFTR蛋白结构异常，导致功能异常→患者支气管内黏液增多，管腔受阻，细菌繁殖，肺部感染。

基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。

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线性关系。

如人的身高可能是由多个基因决定的，后天的营养和体育锻炼也有重要作用。

（2）生物体性状的调控网络：

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作用，精细地调控着生物体的性状，即表现型（性状）=基因型+环境。

[思考感悟]该发现体现了基因和性状之间有何关系?

这个发现对人类将产生什么影响?

基因通过控制蛋白质的合成决定性状。

人类可能研制出延长寿命的药物，使人类得以延缓衰老，使寿命得以延长。

【要点归纳探究】

要点一、中心法则的理解与分析

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

2．中心法则几个过程的比较

过程

模板

原料

碱基互补配对

产物

实例

①DNA的复制DNA→DNA

DNA的两条链

A、T、C、G四种脱氧核糖核苷酸

A→TT→AC→G

G→C

DNA

以DNA作遗传物质的生物

②DNA的转录DNA→RNA

DNA的一条链

A、U、G、C四种核糖核苷酸

A→UT→AG→GG→C

RNA

几乎所有生物

③翻译

RNA→多肽

信使RNA

20余种氨基酸

A→UU→AC→GG→C

多肽

除病毒外的细胞生物

④RNA的复制RNA→RNA

A→UU→AC→G

以RNA作遗传物质的生物

⑤RNA的逆转录RNA→DNA

A→TU→AC→GG→C

某些致癌病毒、艾滋病毒

【特别提醒】

1.逆转录需要逆转录酶，该酶在基因工程中很重要，能以己知的mRNA为模板，催化合成目的基因。

2.中心法则的5个过程都遵循碱基互补配对原则。

【自主探究1】真核生物染色体DNA遗传信息的传递与表达过程，在细胞质中进行的是（）

A.复制B.转录C.翻译D.转录和翻译

[答案与解析]CDNA遗传信息的传递与表达过程中，复制是在细胞核中进行；

转录是在细胞核中进行；

翻译是在细胞质中进行。

要点二、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，发生在细胞增殖或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。

1.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进行（哺乳动物成熟红细胞除外）。

真核细胞的DNA复制场所主要是细胞核，线粒体和叶绿体中也可以进行。

2．原核细胞也有DNA的复制和基因表达，但DNA的复制不伴随染色体的复制而复制。

3.tRNA、rRNA、mRNA均是转录产生的，在翻译过程中一起发挥作用。

【自主探究2】下面关于基因、蛋白质、性状之间关系的叙述，不正确的是（）

A.基因可以决定性状B.蛋白质的结构可以直接影响性状

C.基因控制性状是通过控制蛋白质合成来实现的D.蛋白质可以控制性状

[答案与解析]D生物的性状是由基因控制的：

一些基因是通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物性状的（基因对性状的间接控制），另一些基因则是通过控制蛋白质的分子结构来直接控制性状的（基因对性状的直接控制）。

生物的不同性状是通过不同的蛋白质体现出来的。

要点三、基因对性状的控制方式与影响因素

1.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．基因控制生物性状的两种方式

（1）控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状，这是一条间接途径。

如豌豆圆粒和皱粒的控制、苯丙酮尿症以及白化病的病因。

由上述可归纳为：

基因

（2）控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。

如镰刀型细胞贫血症以及囊性纤维病的发生。

2.基因控制生物性状的影响因素

（1）一个基因能决定一种性状，但有的性状受多对基因的控制（如人的身高）。

（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、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，精细地调控着生物体的性状。

1.DNA复制、转录和翻译是所有具有细胞结构的生物所遵循的法则。

2.RNA复制和逆转录是某些病毒才会出现的，并且只有寄生到寄主细胞中才能进行。

【自主探究3】下列说法正确的是（）

A.原核生物和病毒的遗传物质是DNA或RNA

B.动物的性状是由细胞核基因和环境共同决定的

C.基因通过控制酶的合成来控制生物体的所有性状

D.囊性纤维病的病因可以证明基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状

[答案与解析]D原核生物的遗传物质是DNA，病毒的遗传物质是DNA或RNA；

动物的性状由细胞核基因、细胞质基因和环境共同决定；

有的性状是基因通过控制蛋白质的结构直接控制的，如囊性纤维病；

有的性状是基因通过控制酶的合成间接控制的。

【精典考题例析】

类型一

基因对性状的控制方式与影响因素

【例1】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②不表达，则基因③和④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①发生突变

【思路解析】C由图中可以看出，精氨酸的合成受基因①②③④共同控制；

基因①②③④是通过控制酶①②③④的合成来控制精氨酸合成的代谢过程的；

基因具有一定的独立性，当基因②不表达时，基因③和④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①发生了突变，导致酶①无法合成。

答案：

C

[拓展链接]基因的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.个体发育过程中产生的众多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，生物体内基因的表达有如下特点：

（1）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，但不表达血红蛋白基因。

（2）细胞内基因顺序表达。

同一细胞的不同发育时期表达不同的基因。

类型二

中心法则遗传信息传递过程

【例2】

（2008·

上海，37）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。

⑴a、b、c、d所表示的四个过程依次分别是、、和。

⑵需要tRNA和核糖体同时参与的过程是（用图中的字母回答）。

⑶a过程发生在真核细胞分裂的期。

⑷在真核细胞中，a和b两个过程发生的主要场所是。

⑸能特异性识别信使RNA上密码子的分子是，后者所携带的分子是。

⑹RNA病毒的遗传信息传递与表达的途径有（用类似本题图中的形式表述）：

①；

②。

【思路解析】在中心法则中，a、b、c、d分别代表DNA自我复制、转录、翻译和逆转录四个过程。

需要tRNA和核糖体同时参与的是翻译过程c，真核细胞中a过程发生在分裂的间期，a和b过程都发生在细胞核中，在翻译过程中，能特异性的与信使RNA分子上的密码子相结合的物质是转移RNA，其识别结构是反密码子，转移RNA上能携带的分子是氨基酸。

RNA病毒的遗传信息的传递方式有直接控制蛋白质的合成和自我复制过程以及逆转录出DNA再通过DNA控制蛋白质的合成过程两种。

（1）DNA复制转录翻译逆转录

（2）c（3）间（4）细胞核（5）tRNA（转运RNA）氨基酸

（6）

RNA→DNA→RNA→蛋白质

[拓展链接]中心法则的分析：

图解表示出遗传信息传递的5个途径

（1）a表示DNA→DNA（或基因到基因）；

主要发生在细胞核中的DNA自我复制过程，表示遗传信息的传递。

（2）b表示DNA→RNA：

主要发生在细胞核中的转录过程。

（3）c表示RNA→蛋白质：

发生在细胞质核糖体上的翻译过程，b、c共同完成遗传信息的表达。

（4）d表示RNA→DNA：

少数RNA病毒、SARS病毒、HIV在宿主细胞内的逆转录过程。

（5）e表示RNA→RNA：

以RNA作为遗传物质的生物（如RNA病毒）的RNA自我复制过程。

类型三

中心法则的发展与应用

【例3】如图所示，在a、b试管内加入的DNA都含有30对碱基。

四支试管内都有产物生成，请回答：

（1）a、d两试管内的产物是相同的，但a试管内模拟的是________过程，d试管内模拟的是________过程。

（2）b、c两试管内的产物都是________，但b试管内模拟的是________过程，c试管内模拟的是________过程.b试管的产物中最多含有________个碱基，有________个密码子。

（3）d试管中加入的酶比a试管中加入的酶多了________。

（4）若要在b试管中继续获得多肽，则至少还应加入________。

【思路解析】

（1）因为a与d两试管中加入的原料都是脱氧核苷酸，其产物又相同，所以该产物是DNA。

而a试管中加入的模板是DNA，故模拟的是DNA复制过程；

d试管内加入的模板是RNA，故模拟的是逆转录过程。

（2）因为b与c两试管中加入的原料都是核糖核苷酸，所以两试管中的产物都是RNA。

而b与c试管中加入的模板分别是DNA与RNA，因此，b试管内模拟的是以DNA为模板合成RNA的转录过程；

由于转录是以DNA的一条链为模板进行的，RNA含有的碱基应为DNA的一半，即30个，每3个相邻碱基为一个密码子，所以有10个密码子。

c试管表示的是RNA的复制。

（3）逆转录时需要逆转录酶的催化。

（4）若要在b试管内继续得到多肽，则需满足翻译过程所需的条件，所以至少还应加入各种氨基酸和tRNA及与多肽合成有关的酶。

（1）DNA复制逆转录

（2）RNA转录RNA复制3010（3）逆转录酶（4）各种氨基酸、tRNA、有关的酶

【互动探究】

（1）四支试管中模拟的生理过程能否都出现在人体细胞中?

人体细胞内可以发生DNA的复制与转录过程，即a、b试管。

（2）上述哪个试管中模拟的生理过程能出现在人的高度分化的细胞中?

高度分化的细胞不再进行细胞分裂，只有转录和翻译的过程，即a试管。

[规律方法]此题考查的是中心法则中遗传信息的传递过程。

分析该过程的性质及产物可参照以下规律：

（1）从模板分析：

如果模板是DNA，生理过程可能是DNA复制或DNA转录；

如果模板是RNA.生理过程可能是RNA复制或逆转录。

（2）从原料分析：

如果原料为脱氧核苷酸，产物一定是DNA；

如果原料为核糖核苷酸，产物一定是RNA。

如图示：

【速效提升训练】

一、选择题

1.一段原核生物的mRNA通过翻译可合成一条含有11个肽键的多肽，则此mRNA分子至少含有的碱基个数及合成这段多肽需要的tRNA个数依次为（）

A.3311B.3612C.1236D.1l36

1.B一条含有11个肽键的多肽含有12个氨基酸，mRNA中，三个碱基决定一个氨基酸，而一个氨基酸至少有一种tRNA来转运。

故mRNA中含有36个碱基，12个tRNA。

2.已知一个蛋白质分子由2条肽链组成，连接蛋白质分子中氨基酸的肽键共有198个，mRNA中有A和G共200个，则转录成信使RNA的DNA分子中，最少有C和T多少个（）

A.400个B.200个C.600个D.800个

2.C该蛋白质分子有氨基酸198+2=200个，故相应DNA分子中至少有200×

6=1200个碱基。

因其转录链中T和C共有200个，故A和G共有400个，其互补链中C和T有400个，故T和C共有600个。

3.下列对转运RNA的描述正确的是（）

A.每种转运RNA能识别并转运一种氨基酸

B.转运RNA的三个相邻碱基是决定氨基酸的—个密码子

C.转运RNA的合成在细胞质内

D.转运RNA能与DNA相应的密码子互补

3.A每种tRNA的一端的三个碱基叫反密码子，它与mRNA上的三个碱基是互补配对的关系。

实际上有多少种密码子就有多少种tRNA（终止密码子除外），一种氨基酸由一种或多种密码子决定，所以一种氨基酸应该由一种或多种tRNA携带，但一种tRNA只能转运一种氨基酸。

tRNA是在细胞核内通过转录形成的，而不是在细胞质内。

4.在生物体内性状的表达一般遵循DNA→RNA→蛋白质的表达原则，下面是几种与此有关的说法，不正确的是（）

A.在细胞的一生中，DNA一般是不变的，RNA和蛋白质分子是变化的

B.DNA→RNA是在细胞核中完成的，RNA→蛋白质是在细胞质中完成的

C.在同一个体不同的细胞中，DNA相同，RNA和蛋白质不同

D.在细胞的一生中，DNA、RNA和蛋白质种类和数量是不变的

4.DDNA是细胞中的遗传物质，一般是不变的；

由于同一个体不同的体细胞中的基因存在着选择性表达的特点，因此不同细胞中的DNA相同，而RNA和蛋白质却不一定相同。

5.如图所示过程中，正常情况下在动植物细胞中只能发生的是（）

A.①④⑤B.②③⑥C.②③⑤D.①③⑤

5.A正常情况下，在动植物细胞中能发生的遗传信息的传递和表达过程是DNA的复制、转录和翻译。

6.在中心法则里DNA决定RNA的性质及RNA决定蛋白质的性质分别是通过（）

A.碱基互补配对原则和信使RNA上三个碱基的排列顺序

B.DNA的双螺旋结构和转运RNA上的反密码子的排列顺序

C.碱基互补配对原则和信使RNA上密码子的排列顺序

D.碱基互补配对原则和转运RNA上的反密码子的排列顺序

6.CDNA决定RNA的性质遵循碱基互补配对原则，但RNA决定蛋白质的性质则是借助tRNA实现的，即mRNA上密码子（三联体）的排列顺序决定了蛋白质中氨基酸的排列顺序。

7.下列关于基因、蛋白质、性状之间关系的叙述中，不正确的是（）

A.每一个性状都只受一个基因控制B.蛋白质的结构改变能导致生物体的性状改变

C.蛋白质的合成是受基因控制的D.基因可通过控制酶的合成来控制生物体的性状

7.A性状和基因之间并不都是简单的线性关系，有些性状受多对基因控制：

蛋白质是生物性状的体现者，其结构改变后，性状也会有相应的改变。

8.遗传信息从RNA→RNA的途径是对中心法则的补充，下列能够进行该传递过程的生物是（）

A.烟草花叶病毒B.噬菌体C.烟草D.大肠杆菌

8.A四个选项中只有A项的遗传物质是RNA，能进行RNA复制，其余3项的遗传物质都是DNA。

9.艾滋病病毒（HIV）的繁殖过程需要在人体的T淋巴细胞内才能进行，其原因不包括（）

A.需要T淋巴细胞提供核糖体和tRNAB.需要T淋巴细胞提供各种酶和ATP

C.需要T淋巴细胞提供mRNAD.需要T淋巴细胞提供各种原料

9.CHIV侵入人体T淋巴细胞后，利用人体T淋巴细胞的酶、原料、ATP、核糖体和tRNA等物质条件，以自身的RNA为模板进行逆转录、转录和蛋白质外壳的合成等生理活动。

10．（原创）下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①、②合称基因表达

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

10．B．控制酶的合成来控制生物的性状，属于基因控制性状的间接方式，所以B错误。

二、非选择题：

11.已知甲、乙、丙三种病毒.它们的遗传信息传递和表达过程如图，请据图回答下面的问题。

（1）这三种病毒的遗传物质依次是：

甲_______；

乙_______；

丙_______。

（2）过程3、10表示_______；

过程6表示_______；

过程2、5、9表示_______；

过程l、8、11表示_______；

过程7表示_______，此过程需要有_______的作用。

解析：

（1）由图中遗传信息的传递和表达途径可判断甲图表示DNA病毒，乙和丙图表示RNA病毒，其中过程3、l0表示DNA的复制，6表示RNA的复制，2、5、9表示翻译过程，1、8、11表示转录，7表示逆转录，逆转录需逆转录酶的作用，由于病毒不能进行独立的新陈代谢，因此它的生理活动都是在宿主细胞内进行的。

（1）DNARNARNA

（2）DNA复制RNA复制翻译转录逆转录逆转录酶

12.[探究•分析]RSV（劳氏肉瘤病毒）的结构分为三层.外层为脂被膜，中层是蛋白质衣壳，内部含有RNA和蛋白质。

用去垢剂破坏病毒的脂被膜后.将病毒分成两等份，分别放入A、B两烧杯内。

①向A烧杯内加人四种脱氧核苷酸，其中的一种已被放射性物质标记，结果在40℃恒温下.放射性物质进入一种对RNA酶稳定而能被DNA酶破坏的物质中。

②先向B烧杯中加入RNA酶，再重复实验①.结果没有这种物质产生。

上述实验表明：

（1）A烧杯内所形成的物质是________，这种物质是在_______酶的作用下，以_______为模板形成的。

该过程叫_______，是对_______的一个重要补充。

（2）B烧杯内不能形成这种物质的原因是____________________________。

（1）根据酶的专一性和脱氧核苷酸是DNA的基本单位可以确定A烧杯内合成的物质是DNA，是以病毒RNA为模板在逆转录酶的作用下，通过逆转录过程合成的。

（2）B烧杯内加入RNA酶后使RNA分解。

因缺乏模板而导致逆转录无法进行。

（1）DNA逆转录RNA逆转录中心法则

（2）起模板作用的RNA被RNA酶催化水解

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一、选择题：

1.下列有关基因的说法，正确的是（）

A.真核细胞中，基因都在染色体上

B.基因中的3个相邻碱基能代表一个遗传密码子

C.基因中的一个碱基发生变化，一定能导致密码子改变，从而导致所控制的遗传性状改变

D.有些性状是由多对基因共同控制的

1.D真核细胞中，有部分基因在细胞质的线粒体和叶绿体中，多数基因在细胞核内的染色体上；

密码子在mRNA上，不在DNA上；

如果发生变化的碱基在内含子区域就不会导致密码子的改变，也就不会有性状的改变，或由于密码子的简并性，即使密码子改变也不一定导致遗传性状的改变。

2.甲肝病毒属于RNA病毒，具有逆转录酶。

如果它决定某种性状的一段RNA中A=19％、C=26％、G=32％，则通过逆转录过程形成的DNA中含有A（）

A.19％B.21％C.23％D.42％

2.B由题意知RNA中G+C=32％+26％=58％，故A+U=1-58％=42％；

该RNA逆转录形成的DNA中A+T=42％，A=T=21％。

3.已知AUG、GUG为起始密码子，UAA、UGA、UAG为终止密码子。

某信使RNA的碱基排列顺序如下：

…AUUCGAUGAC-（40个碱基）一CUAAUUUAGAUCU…，此信使RNA控制合成的蛋白质中含有氨基酸的个数为（）

A.20B.15C.17D.18

3.C前部分碱基序列中有碱基AUG为起始密码子，从此开始合成蛋白质，前部分这5个碱基连同中间的40个碱基共有45个碱基能组成15个密码子，在后部分每3个碱基组成一个密码子依次排下去，到UAG即为终止密码子，共组成17个密码子，决定17个氨基酸。

4.一段原核生物的mRNA通过翻译可合成一条含有11个肽键的多肽，则此mRNA分子至少含有的碱基个数、合成这段多肽需要的tRNA个数以及转录此mRNA的基因中至少含碱基数依次为（）

A.321166B.361272

C.123624D.1l3672

4.B此多肽含有11个肽键，所以含有氨基酸12个，所以mRNA上的密码子至少12个，mRNA上的碱基数至少12×

3=36个。

决定氨基酸的密码子是12个，所以需要的tRNA也是12个。

因为mRNA中碱基数至少有36个，所以转录它的基因中碱基数至少为36×

2=72。

5.用链霉素或青霉素可使核糖体与单链的DNA结合，这一单链DNA就可代替mRNA翻译成多肽。

该材料证明了（）

A.遗传信息由RNA流向DNAB.遗传信息由RNA流向蛋白质

C.遗传信息由DNA流向蛋白质D.遗传信息由蛋白质流向DNA

5.C由题中信息可以看出，单链DNA可直接决定多肽的氨基酸序列，即遗传信息能由DNA直接流向蛋白质。

6.下列关于转录和翻译的比较，错误的是（）

A.需要的原料不同B.所需酶的种类不同

C.均可以在线粒体和叶绿体中进行D.碱基配对的方式相同

6.D转录是以DNA为模板合成RNA的过程，碱基配对方式有A-U、T-A、C-G、G-C；

翻译过程是mRNA与tRNA之间的碱基配对，方式有A-U、U-A、C-G、G-C。

7.如图是设想的一条生物合成途径的示意图。

若将缺乏此途径中必需的某种酶的微生物置于含X的培养基中生长，发现微生物体内有大量的M和L，但没有Z，试问基因突变影响到哪种酶?

（）

A.E酶B.B酶C.C酶D.A酶和D酶

7.C培养基中含X，微生物体内有大量的M和L，而没有Z，说明D酶和A酶都正常发挥作用，而C酶不正常，即基因突变影响到C酶。

8．如图是生物mRNA合成过程图，请根据图