新课标创新人教生物必修2第4章 第2节 基因对性状的控制

一、中心法则的提出及其发展1中心法则的内容表示DNA自我复制，遗传信息传递方向为DNADNA。分别表示转录、翻译，遗传信息传递方向为DNARNA蛋白质。2中心法则的发展内容RNA自我复制RNA逆转录信息传递方向RNARNARNADNA实例SARS病毒HIV二、基因、蛋白质与性状的关系1基因控制性状的两种途径(1)直接途径：基因蛋白质结构生物性状。(2)间接途径：基因酶的合成细胞代谢生物性状。2基因对性状的控制实例(连线)3基因与性状的对应关系(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，是生物的基因和环境条件共同作用的结果。 重点聚焦1什么是中心法则？2为什么说基因控制生物体的性状？3基因如何控制生物体的性状？共研探究某DNA病毒复制的简要过程如图所示，请回答下列问题：1过程是转录，需要RNA聚合酶；表示逆转录过程，需要逆转录酶的参与。2图中遵循碱基互补配对原则的过程有。3病毒的遗传信息传递过程只能发生在宿主细胞内，不能发生在病毒体内。4在人体细胞内，遗传信息流动过程为：；人体细胞内不能(填“能”或“不能”)进行RNA复制和逆转录。5以中心法则为基础，写出发展后的中心法则图解。提示：总结升华1中心法则内容及其发展图解2不同生物的中心法则的体现不同(1)以DNA为遗传物质的生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：【归纳拓展】中心法则的判断方法中心法则体现了DNA复制、转录、RNA复制、逆转录、翻译过程，下面从模板、原料、产物三个方面来分析。(1)从模板分析如果模板是DNA，生理过程可能是DNA复制或转录。如果模板是RNA，生理过程可能是RNA复制或逆转录或翻译。(2)从原料分析如果原料为脱氧核苷酸，产物一定是DNA，生理过程可能是DNA复制或逆转录。如果原料为核糖核苷酸，产物一定是RNA，生理过程可能是转录或RNA复制。如果原料为氨基酸，产物一定是蛋白质(或多肽)，生理过程是翻译。(3)从产物分析如果产物为DNA，生理过程可能是DNA复制或逆转录。如果产物为RNA，生理过程可能是RNA复制或转录。如果产物是蛋白质(或多肽)，生理过程是翻译。对点演练1把下面遗传信息流向与其相对应的生理过程用线连接起来2科学家证实：引起艾滋病的人类免疫缺陷病毒(HIV)是一种逆转录病毒。下列能正确表示HIV感染人体过程的“遗传信息流”的示意图是()A.B.C.D.解析：选DHIV是以RNA为遗传物质的病毒，能控制宿主细胞合成逆转录酶，以RNA为模板逆转录生成DNA，该DNA和人体细胞核内的DNA整合在一起，整合后的HIV的DNA分子在人体细胞中复制、转录出RNA，以RNA为模板翻译成病毒的蛋白质。该DNA转录而来的RNA可作为HIV的遗传物质。该病毒无法控制宿主细胞合成RNA复制所需要的酶，故HIV的RNA不能复制。共研探究1分析教材P6970豌豆粒形与囊性纤维病遗传实例，探讨并归纳下列问题。(1)基因与蛋白质的关系：基因能够通过转录、翻译控制蛋白质的合成。(2)蛋白质是生命活动的体现者和承担者。(3)用图示总结基因、蛋白质与性状之间的关系。提示：2.同一株水毛茛(如图)，裸露在空气中的叶是扁平的叶片，而浸在水中的叶片深裂成丝状。请回答下列问题：(1)这两种形态的叶，其细胞的基因组成相同，因为它们都由一个受精卵分裂分化而来。(2)这两种叶片的不同形态是由环境造成的。综上所述，表现型基因型环境。3细胞质基因(1)分布：线粒体和叶绿体中。(2)功能：进行半自主自我复制。通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成。(3)遗传方式：只能通过母本遗传给后代。总结升华1基因、蛋白质和性状的关系2基因对性状控制的两种途径3等位基因与生物性状的关系4基因与性状的关系(1)基因与性状的关系(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，共同调控着生物体的性状。对点演练1判断正误(1)基因与性状的关系是一对一的线性关系。()(2)生物性状是由基因型和环境共同控制的。()(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。()解析：(1)生物体的一种性状有时受多个基因的影响，有些基因可以影响多种性状。(2)生物的性状是基因和环境共同作用的结果。(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。答案：(1)(2)(3)2下面为脉孢霉体内精氨酸的合成途径示意图：从图中可得出()A一种物质的合成只受一个基因的控制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若基因不存在，瓜氨酸仍可合成精氨酰琥珀酸解析：选B基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物的性状。由示意图可知，精氨酸的合成需要酶的参与，而它们分别受基因的控制。基因具有一定的独立性，基因不表达时，基因仍可表达，只是无法合成精氨酸。若基因不存在，酶不能合成，则瓜氨酸精氨酰琥珀酸的途径不能进行。1揭示生物体内遗传信息传递一般规律的是()A基因的遗传定律B碱基互补配对原则 C中心法则 D自然选择学说解析：选C中心法则揭示了生物体内遗传信息传递的一般规律，在遗传信息传递过程中严格遵循碱基互补配对原则，基因的遗传定律则揭示了基因的传递规律。2科学家发现，一种动物能否被驯化并和人类友好相处，取决于这种动物的“驯化基因”。在生物体中，基因控制性状表现的主要途径是()ARNA蛋白质(性状)BRNADNA蛋白质(性状)CDNA蛋白质(性状)DDNARNA蛋白质(性状)解析：选DDNARNA蛋白质是细胞生物基因控制性状表现的主要途径；只有少数逆转录病毒和具有RNA复制酶的病毒分别以RNADNARNA蛋白质和RNA蛋白质为控制性状的途径；DNA蛋白质途径还没有在生物体内发现。3下列关于基因与性状关系的叙述，错误的是()A一对相对性状可由多对基因控制B基因可通过控制酶的合成进而控制生物的性状C隐性基因控制的性状不一定得到表现D基因型相同，表现型就相同解析：选D一对相对性状可由一对或多对基因控制；基因可通过控制酶或蛋白质的合成来控制生物的性状；隐性基因控制的性状可能被显性性状掩盖，如Aa表现为A基因控制的性状；基因型与环境条件共同决定生物性状，因此基因型相同，环境不同时，表现型不一定相同。4根据图解回答下列问题：(1)此图解全过程叫_。(2)图中的生理过程叫_；主要在细胞的_内进行。(3)图中的生理过程叫_；主要在细胞的_内进行。(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，主要在细胞核内进行，发生的时间是细胞分裂间期；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【基础题组】1遗传信息从RNARNA的传递途径是对中心法则的补充，下列能够发生该传递途径的生物是()A烟草B烟草花叶病毒C噬菌体 D大肠杆菌解析：选B遗传信息由RNARNA说明发生了RNA的复制，该过程只发生在RNA病毒中。烟草、噬菌体以及大肠杆菌都是以DNA为遗传物质的生物，其遗传信息是通过DNARNA蛋白质途径传递的。2如图为喜马拉雅兔在受到低温作用后毛色的变化，这种变化最可能是()A遗传对基因表达的作用B环境对基因表达的作用C同源染色体上基因的重排D环境引起基因突变解析：选B冰块(低温)处理后毛色发生变化，该部位的基因没有变化，最可能是环境对基因表达的影响。3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BDNA中的遗传信息是通过转录传递给mRNA的CDNA中的遗传信息可决定蛋白质中氨基酸的排列顺序DDNA病毒中没有RNA，其遗传信息的传递不遵循中心法则解析：选DDNA病毒的遗传物质是DNA，虽然其体内没有RNA，但其遗传信息的传递是在宿主细胞内完成的，仍然遵循中心法则。4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。结合中心法则(如图)，下列相关叙述不正确的是()A子代病毒蛋白质外壳的合成至少要经过过程B进行过程的原料来自宿主细胞C通过形成的DNA可以整合到宿主细胞的染色体DNA上D过程分别在宿主细胞核内和病毒的核糖体上进行解析：选D由人类免疫缺陷病毒(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这一信息可知，HIV为逆转录病毒，所以子代病毒蛋白质外壳的合成至少要经过过程，所需原料皆来自宿主细胞。病毒不具有核糖体，合成蛋白质的过程是在宿主细胞的核糖体上进行的。5在生物体内性状的表达一般遵循“DNARNA蛋白质”的原则，下面是几种与此相关的说法，不正确的是()A在细胞的一生中，DNA一般是不变的，RNA和蛋白质是变化的B真核生物中，DNARNA主要是在细胞核中完成的，RNA蛋白质主要是在细胞质中完成的C在同一个体不同的体细胞中，DNA相同，RNA和蛋白质可能不同D在细胞的一生中，DNA、RNA和蛋白质种类和数量是不变的解析：选D一般来说，细胞中的DNA是不变的，由于在细胞生长发育过程中发生基因选择性地表达，所以RNA和蛋白质一般是变化的；真核生物的DNA主要分布在细胞核中，DNARNA主要在细胞核中进行，由于核糖体是蛋白质合成的场所，RNA蛋白质主要发生在细胞质中；同一个体不同的体细胞由同一个受精卵经有丝分裂产生，其核DNA相同，但由于基因存在选择性表达，所以RNA和蛋白质均可能不同。 6链霉素或新霉素可使核糖体与单链的DNA结合，这一单链DNA就可代替mRNA翻译出多肽，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直接流向蛋白质D遗传信息可由RNA流向蛋白质解析：选C本题说明在实验条件下遗传信息也可能直接由DNA流向蛋白质，而不需要通过mRNA。7人类白化病和苯丙酮尿症是由代谢异常引起的疾病，如图表示在人体代谢中产生这两类疾病的过程。由图不能得出的结论是()基因可以通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状基因可以通过控制酶的合成来控制生物的性状一个基因只能控制一种性状一个性状可以由多个基因控制A BC D解析：选B由图可以看出，苯丙酮酸、多巴胺和黑色素物质的代谢异常与酶的合成直接相关，而酶的合成是由基因控制的；若基因1发生变化，则多巴胺和黑色素的合成都受影响；多巴胺和黑色素的合成都受多种基因的控制。8甜豌豆的紫花与白花是一对相对性状，由非同源染色体上的两对等位基因共同控制，只有同时存在两个显性基因(A和B)时，花中的紫色素才能合成，下列说法正确的是()A一种性状只能由一种基因控制B基因在控制生物体的性状上是互不干扰的C每种性状都是由两个基因控制的D基因之间存在着相互作用解析：选D由题干可知，紫花受A和B两种基因控制，说明基因之间存在相互作用，但并不是说每种性状都受两对基因控制。大多数性状是由单个基因控制的。【能力题组】9下列关于如图所示过程的叙述，正确的是()A噬菌体在含有四种游离的脱氧核糖核苷酸的溶液中进行过程B正常的真核生物细胞内可发生过程C过程常见于RNA病毒侵入细胞时D细胞中过程的发生都需要解旋酶的催化作用解析：选B噬菌体不能单独生活，必须寄生在其他活细胞内，故不能单独培养噬菌体；过程都可发生在正常的真核生物细胞内；到目前为止，所有的生物体内还没有发现过程；过程需要解旋酶的催化，过程不需要。10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发生了基因突变，直接原因是血红蛋白合成异常；过程表明基因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。11下列关于基因、性状以及二者关系的叙述，正确的是()A基因在染色体上呈线性排列，基因的前端有起始密码子，末端有终止密码子B基因能够通过复制实现遗传信息在亲代和子代之间的传递C基因型不同，表现型肯定也不同D通过控制酶的合成从而直接控制性状，是基因控制性状的途径之一解析：选B密码子位于mRNA上，而非基因上；基因型不同的个体其表现型也有可能相同；基因通过控制酶的合成从而间接控制生物性状。12如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图示过程中没有遗传信息的流动C过程a在核糖体上进行D甲、乙中均含有起始密码子解析：选B从题图可以看出：丙是由甲和乙这两条RNA翻译得到的两条多肽链组成的，所以可能有两个基因分别转录合成甲和乙。遗传信息的流动包括传递和表达，遗传信息的表达包括转录和翻译，图示中过程a代表的是翻译过程，场所是核糖体。甲和乙都是RNA，都有起始密码子和终止密码子。13如图为一组模拟实验，假设实验能正常进行且五支试管中都有产物生成。请回答：(1)A、D试管中的产物是_，A试管模拟的是_过程，D试管模拟的是_过程。(2)B、C试管中的产物是_，B试管模拟的是_过程，C试管模拟的是_过程。(3)假如B试管中加入的DNA含有306个碱基，那么产物中最多含有_个碱基，最多有_个密码子。(4)E试管模拟的是_过程，图中的原料为_，工具是_，产物是_。(5)生物遗传信息传递的全过程可用下图表示。请将此图中ae过程与上图AE试管所模拟的过程对应起来：a对应_，b对应_，c对应_，d对应_，e对应_。此图解中可在多数生物体内发生的过程是_，在少数生物体内发生的过程是_，人体内不能发生_过程。图解中的c过程要有_酶参与。解析：依据各试管中加入的物质可推断所模拟的过程，依据加入的DNA的碱基数可推断转录产生的mRNA中的碱基数或密码子数。所有生物共用一套密码子。答案：(1)DNADNA复制逆转录(2)RNA转录RNA复制(3)15351(4)翻译氨基酸转运RNA多肽(蛋白质)(5)A试管B试管D试管C试管E试管a、b、ed、cd、c逆转录14许多病毒会使人体致病，如图是一种病毒的基本结构和该病毒进入细胞后复制繁殖的过程。据图回答下列问题：(1)病毒的主要成分是_。(2)分析图2可知，病毒在生命活动中的一个显著特征是_。(3)表示的是_过程，通过过程形成的是_的RNA。(4)下图表示的是生物体内遗传信息的传递过程，在遗传学上称为“_”。在图2中选择中恰当的序号填入下图的括号中。解析：(1)病毒是非细胞结构的生物，由蛋白质和核酸组成。(2)病毒自身没有能量和代谢系统，不能独立生活，只能寄生在活细胞内。(3)由图2信息可知，表示由RNA合成DNA的逆转录过程，过程是转录，由图示可知，逆转录形成的双链DNA进入宿主细胞的细胞核并整合到宿主细胞染色体DNA上，由宿主细胞内的原料、酶、能量转录出病毒RNA。(4)图示遗传信息的传递过程，称为中心法则，图中由DNA合成RNA是转录，由RNA合成蛋白质是翻译。答案：(1)蛋白质、核酸(2)寄生性(3)逆转录病毒(4)中心法则15已知果蝇的长翅与残翅是一对相对性状，且长翅(V)对残翅(v)为显性，但遗传学家在不同温度下培养长翅果蝇幼虫，得到不同的结果，如表所示，请结合所学知识回答问题。实验材料实验处理结果长翅果蝇幼虫A25 条件培养624 h长翅果蝇长翅果蝇幼虫B3537 处理624 h 培养残翅果蝇(1)请针对出现残翅果蝇的原因提出假说，并进行解释_。(2)这个实验说明基因与性状是怎样的关系？_。(3)果蝇B的残翅性状能否遗传？ _。原因是_。(4)人们将果蝇B的残翅性状称为表型模拟，若现有一残翅果蝇，如何判断它是否是表型模拟？请设计鉴定方案。方法步骤：_。结果分析：a.若后代均为残翅果蝇，_。b若后代有长翅果蝇出现，_。解析：(1)性状不仅受基因的控制，还受环境的影响，如酶的活性要受温度的影响，而酶是在基因指导下合成的，翅的发育需要经过一系列酶的催化作用。(2)这个实验说明表现型基因型环境。(3)残翅的形成是由于环境改变而引起的，不是遗传物质改变引起的，属于不可遗传的变异。(4)可让该个体与异性残翅果蝇(vv)交配，并让其后代在常温下发育，若后代均为残翅，说明该果蝇为纯合子(vv)，若后代有长翅出现，则该果蝇为表型模拟。答案：(1)果蝇翅的发育需要经过酶的催化反应，而酶是在基因指导下合成的，酶的活性受温度条件的影响(2)基因控制生物的性状，而性状的形成同时还受到环境的影响(3)不能遗传这种残翅性状是单纯由于环境条件的改变而引起的，其遗传物质(基因型)并没有发生改变(4)a.让这只残翅果蝇与多只在正常温度条件下发育成的异性残翅果蝇(基因型为vv)交配；b.使其后代在正常温度条件下发育a.则该果蝇为纯合子(vv)，它不是表型模拟b则该果蝇为表型模拟版权所有:中国好课堂