高考生物第1轮总复习 第8讲基因对性状的控制课件 新人教版必修2（广东专版）

（对照原则空白对照） 一、 基因对性状的控制 1. 中心法则的理解与分析 图解表示出遗传信息的传递有5个过程。 (2)以RNA为遗传物质的生物遗传信息的传递 【友情提醒】逆转录需要逆转录酶，该酶在基因工程中常用以催化合成目的基因。中心法则的5个过程都遵循碱基互补配对原则。 (3)中心法则与基因表达的关系 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。 DNA的转录和翻译共同体现了遗传信息的表达功能，发生在个体发育的过程中。 2基因对性状控制的方式 (1)直接途径： ，如镰刀型细胞贫血症、囊性纤维病的病因。 (2)间接途径： 状，如白化症状。 3基因与性状的对应关系 (1)一般而言，一个基因只决定一种性状。 (2)生物体的一个性状有时受多个基因的影响，如玉米叶绿素的形成至少与50多个不同基因有关。 (3)有些基因则会影响多种性状，如决定豌豆开红花的基因也决定结灰色的种子。 4基因对性状控制的复杂性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作用，这种相互作用形成了一个错综复杂的网络，精细地调控着生物体的性状。【友情提醒】生物的大多数性状是受单基因控制的。这里的“单基因”是指一对等位基因，并不是单个基因。 基因控制生物体的性状，但性状的形成同时还受到环境的影响。 【例1】(双选)如图所示的过程，下列说法错误的是() A正常情况下，在动植物细胞中都可能发生 B过程的产物相同，催化的酶也相同 C真核细胞中，进行的场所有细胞核、线粒体、叶绿体；进行的场所为核糖体 D所需的原料分别为脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸AB 【解析】 过程的产物从某种角度讲也许是相同的，但催化过程的酶是DNA聚合酶和DNA解旋酶，催化过程的酶是逆转录酶，所以催化的酶不相同。【例2】(2010海南)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】本题考查中心法则的知识。无论是核基因还是质基因都是遵循中心法则的。基因通过控制蛋白质的合成来控制生物的性状。DNA病毒虽然没有RNA，但是其可以在宿主细胞中转录出RNA。D 1DNA(基因)、mRNA上碱基数目与氨基酸数目之间的关系 在蛋白质的合成过程中，是以DNA(基因)的两条链中的一条为模板，合成一条mRNA单链，因此，DNA中的碱基数目是mRNA中的碱基数目的两倍；在翻译时，mRNA每三个相邻碱基决定一种氨基酸，其数目彼此间的关系一般可表示为(如图)： 综上可知：蛋白质中氨基酸数目1/3 mRNA碱基数目1/6 DNA(或基因)碱基数目。 二、基因表达中相关数量计算 2计算中“最多”和“最少”的分析 (1)翻译时，mRNA上的终止密码不决定氨基酸，因此mRNA上的碱基数目是蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。 (2)基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些。 (3)在回答有关问题时，应加上“最多”或“至少”等字。 如：mRNA上有n个碱基，转录产生它的基因中至少有2n个碱基，该mRNA指导合成的蛋白质中最多有n/3个氨基酸。 【友情提醒】解题时应看清是DNA上(或基因中)的碱基对数还是个数；是mRNA上密码子的个数还是碱基的个数。 【例3】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个数以及转录此mRNA的基因中至少含有的碱基数，依次为() A32；11；66 B36；12；72 C12；36；24 D11；36；72B 【解析】已知一条含有11个肽键的多肽，则含有12个氨基酸；又据蛋白质中氨基酸数目1/3 mRNA碱基数目1/6 DNA(或基因)碱基数目，所以mRNA分子至少含有36个碱基、转录此mRNA的基因中至少含72个碱基，而氨基酸数与合成这段多肽需要的tRNA个数一致，即12个。 一、理论归纳1概述空白对照组是指除给予范围的实验因素外，不给予研究的实验因素处理的对照组。这里的不做处理，并非什么因素都不给予，而是针对实验所要研究的因素不给予，以体现实验因素的有无对实验结果的直接影响。空白对照能明白地对比和衬托出实验的变化和结果，增强说服力。2实例分析在“检测生物组织中的糖类”的实验中，向甲试管溶液中加入生物组织样液，而乙试管溶液中不加生物组织样液，加入等量斐林试剂后一起进行水浴加热，比较它们的变化。这样，甲为实验组，乙为对照组，且乙为典型的空白对照。3实验组和对照组的关系图示如下：二、演练为了研究用基因重组的方法所生产的干扰素对癌症的治疗效果，有人计划进行如下实验：(1)从癌症患者身上取得癌细胞，并培养此种细胞；(2)给培养中的癌细胞添加干扰素；(3)观察干扰素是否对癌细胞的生长带来变化。上述的实验方案中存在不足。下列可供选择的改进方法中，正确的是( )将培养的癌细胞分成两组，一组添加干扰素，一组不添加干扰素，分别观察生长情况直接给癌症患者注射干扰素，进行临床实验设置一系列不同质量分数的干扰素，分别添加给培养中的癌细胞并观察生长情况 A B C DC【解析】实验中要遵循对照原则，所以要将培养的癌细胞分成两组，一组添加干扰素，一组不添加干扰素(空白对照组)，分别观察生长情况。另外，要了解干扰素对癌症的治疗效果，应设置一系列不同质量分数的干扰素，分别添加给培养中的癌细胞，观察生长情况。新研制的药物，不经过体外实验是不能直接用于人体进行试验的。 1.(2011天津)土壤农杆菌能将自身Ti质粒的TDNA整合到植物染色体DNA上，诱发植物形成肿瘤。TDNA中含有植物生长素合成酶基因(S)和细胞分裂素合成酶基因(R)，它们的表达与否能影响相应植物激素的含量，进而调节肿瘤组织的生长与分化。 【解析】由图示信息中S不表达R表达生芽瘤可知，当细胞分裂素与生长素的比值高时，诱发肿瘤生芽；由题意可知土壤农杆菌TDNA中的植物生长素合成酶基因(S)和细胞分裂素合成酶基因(R)已整合到植物染色体DNA上，因此，清除肿瘤组织中的土壤农杆菌后，不会影响肿瘤的生长与分化。 据图分析，下列叙述错误的是( )A当细胞分裂素与生长素的比值升高时，诱发肿瘤生芽B清除肿瘤组织中的土壤农杆菌后，肿瘤不再生长与分化C图中肿瘤组织可在不含细胞分裂素与生长素的培养基中生长D基因通过控制酶的合成控制代谢，进而控制肿瘤组织生长与分化B 2.(2010上海)1983年科学家证实，引起艾滋病的人类免疫缺陷病毒(HIV)是一种逆转录病毒。下列正确表示HIV感染人体过程的“遗传信息流”示意图是( )D 【解析】HIV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为模板逆转录成DNA，该DNA又和人体细胞核内的DNA整合在一起，整合后的DNA分子在人体细胞内又可以复制，还可以转录出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复制酶，故HIV的RNA不能复制，所以A、B、C错误。 3.(2010安徽)大肠杆菌可以直接利用葡萄糖，也可 以通过合成半乳糖苷酶将乳糖分解为葡萄糖和半乳糖加以利用。将大肠杆菌培养在含葡萄糖和乳糖的培养基中，测定其细胞总数及细胞内半乳糖苷酶的活性变化(如图)。据图分析，下列叙述合理的是( )D A050 min，细胞内无半乳糖苷酶基因 B50100 min，细胞内无分解葡萄糖的酶 C培养基中葡萄糖和乳糖同时存在时，半乳糖苷酶基因开始表达 D培养基中葡萄糖缺乏时，半乳糖苷酶基因开始表达 【解析】图中曲线变化表明：050 min期间，细胞数目一直在增加，50 min后一段时间内，细胞数目不变，之后，半乳糖苷酶才表现出生物活性，将乳糖分解为半乳糖和葡萄糖，细胞数目继续增加。因而可确定分解葡萄糖的酶一直存在，分解乳糖的酶(半乳糖苷酶)在葡萄糖缺乏时才开始合成。酶的合成受基因控制，半乳糖苷酶基因一直存在。 4.(2010广州调研)已知AUG、GUG为起始密码子，UAA、UGA、UAG为终止密码子。某原核生物的一个信使RNA碱基排列顺序如下：AUUCGAUGAC(40个碱基)CUCUAGAUCU，此信使RNA控制合成的蛋白质含氨基酸的个数为( ) A20个 B15个 C16个 D18个C【解析】先找到起始密码子，再找到终止密码子，中间的一共45个碱基对应15个密码子，决定15个氨基酸。注意起始密码子决定1个氨基酸，终止密码子不决定氨基酸，故控制合成的蛋白质含氨基酸16个。 5. (2011云浮一模)(双选)下图为原核细胞中转录、翻译的示意图。据图判断，下列描述中正确的是( )A图中表示4条多肽链正在合成B转录尚未结束，翻译即已开始C多个核糖体共同完成一条多肽链的翻译D一个基因在短时间内可表达出多条多肽链BD【解析】图示表明转录可多点进行，转录尚未结束，翻译即已开始。翻译时，每个RNA可结合多个核糖体，每个核糖体上合成一条肽链，这样可有效提高基因表达的效率。 6.(双选)下列对与遗传有关的酶的说法，不正确的是( )A水解酶在核糖体上合成B某些病毒RNA在逆转录酶的作用下形成RNAC一般生物的DNA聚合酶在高温状态下会失去活性DDNA酶可以用于DNA的复制形成子代DNA【解析】某些以RNA作为遗传物质的病毒在逆转录酶的作用下形成DNA；DNA酶可以将DNA水解。 BD7.(2011揭阳模拟)下图为一组模拟实验，假设实验能正常进行且五支试管中都有产物生成，回答：RNA复制(1)A、D试管中的产物是 ，但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 ，但B试管模拟是 ，C试管模拟的是 。(3)假如B试管中加入的DNA含有306个碱基，那么产物最多含有 个碱基，有 个密码子。(4)E过程称 ，在细胞中进行的场所是 ，图中的原料为 ，工具是 ，产物是 。DNA复制逆转录DNARNA转录15351糖体核氨基酸多肽(蛋白质)转运RNA翻译请将此图解中ae过程与上图AE各试管所模拟的内容对应起来：a对应 ，b对应 ，c对应 ，d对应 ，e对应 。此图解中在生物体内常发生的过程是 ，极少发生的是 ，人体内不能发生 过程。图解中的c过程必须有 酶参与，烟草花叶病毒、噬菌体、艾滋病病毒中可进行c过程的是 。E(5)生物遗传信息传递的全过程可用下图表示：ABDCa、b、ed、cd、c逆转录滋病病毒艾(6)美国科学家把人的胰岛素基因通过基因工程拼接到大肠杆菌的DNA分子中，通过大肠杆菌发酵生产胰岛素，这说明：胰岛素的生物合成受 控制。不同生物间基因“移植”成活，并能指导胰岛素的合成，这说明这些生物共用一套 ；从进化的角度看：这些生物具有 ，彼此间存在一定的 。DNA分子中，“拼接”上某个基因或“剪切”去掉某个基因，并不影响DNA分子中各基因的功能，这说明 。基因是遗传的基本结构和功能单位基因密码子共同的祖先亲缘关系【解析】依据各试管加入的物质及原料可推断模拟的过程。依据加入DNA中的碱基数可推断各产物中碱基数或密码子数。所有生物的遗传密码是通用的，DNA的结构也基本相同，这是转基因成功的分子基础，也是生物间有亲缘关系的分子生物学证据。