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（福建专版）

（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等位基因和性状的关系 5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】如图所示的过程，下列说法错误的是() A正常情况下，在动植物细胞中都不可能发生 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B 【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。 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。1RNA的复制和逆转录只发生在RNA病毒宿主细胞内的增殖过程中，且逆转录过程必须有逆转录酶的参与。这两个过程是对中心法则的补充和完善。2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。3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。 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.(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。 2.(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。3.(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D【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。 4.DNA分子模板链上的碱基序列携带的遗传信息最终翻译成的氨基酸如下表所示。则右图所示的转运RNA(tRNA)所携带的氨基酸是(注：反密码子从携带氨基酸的一端开始读码)( )A.精氨酸 B丙氨酸C半胱氨酸 D苏氨酸D【解析】由题中注解知，tRNA上的反密码子为UGC，故mRNA上的密码子为ACG，则相应的DNA分子模板链上的碱基序列为TGC。根据题中的密码子表可知，该tRNA携带的氨基酸是苏氨酸。5.根据下表中的已知条件，判断色氨酸的密码子是( )A.UGG BTGA CACC DUCG【解析】mRNA的密码子和tRNA上的反密码子互补配对，据表可推知该氨基酸的mRNA的密码子的最后一位碱基是G，DNA的一条链上相应位置的碱基为AC，另一条链的相应位置的碱基为TG，若转录时以含AC碱基的链为模板，则相应的mRNA为UGG；若转录时以含TG碱基的链为模板，则相应的mRNA为ACG，结合选项内容，可知色氨酸的密码子为UGG。6.(2011福州综合测试)下图是基因指导多肽合成的模式图。据图分析正确的是( )A因为中含有碱基U，所以其上有密码子B和过程均发生了碱基互补配对C甲图表示转录过程，乙图表示翻译过程DL1是一个具有双螺旋结构的DNA分子【解析】密码子是指mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基；由图可知，乙图表示转录，甲图表示翻译，在转录和翻译过程中都有碱基互补配对发生；L1、L2共同构成DNA的双螺旋结构。 6.(2011福州综合测试)下图是基因指导多肽合成的模式图。据图分析正确的是( )B 7.油菜植物体内的中间代谢产物磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)运向种子后有两条转变途径，如图甲所示，其中酶a和酶b分别由基因A和基因B控制合成。浙江农科院陈锦清教授根据这一机制培育出高产油油菜，产油率由原来的35%提高到58%。 (1)酶a与酶b结构上的区别是构成它们的氨基酸的种类、数目和排列顺序不同 。(2)图乙表示基因B，基因B的表达过程包括转录和翻译。(3)在基因B中，链是转录链，转录出链，陈教授及助手诱导链也能转录，转录出链，从而形成双链mRNA，那么这双链mRNA的组成链是与。(4)为什么基因B转录出双链mRNA就能提高油脂产量？形成双链后mRNA不能与核糖体结合，从而不能合成酶b；而细胞能正常合成酶a，故生成的油脂比例高。(5)如果基因A的转录链为，其互补链为，想要提高氨基酸的产量，基本思路是诱导基因A的链也转录，形成双链mRNA。【解析】酶a和酶b的化学本质都是蛋白质，其结构差异主要由氨基酸的种类、数量和排列顺序不同所致。细胞内基因的表达过程包括了转录和翻译。转录时一般只能以DNA一条链为模版，两条链同时转录时，所形成的两条mRNA互补且形成双链结构，双链mRNA无法完成翻译过程，故酶b无法形成，而酶a却能正常合成，因此PEP大量被转变成油脂，从而使油菜的含油量大大提高。若要提高油菜的氨基酸含量，则按照该原理只要诱导基因A的非转录链也转录，从而与转录链产生的mRNA形成双链RNA，使酶a无法合成即可。