2019-2020学年高中生物 第4章 基因的表达 第2节 基因对性状的控制学案 新人教版必修2

1 第第 2 2 节节 基因对性状的控制基因对性状的控制 1 理解中心法则的内容及应用 重 难点 2 阐述基因 蛋白质与性状的关系 重点 3 了解细胞质遗传及其特点 知识点一 中心法则的提出及其发展 学生用书 p56 阅读教材 p68 p69 提出者 克里克 1 内容 2 1 dna 的复制 遗传信息从 dna 流向 dna 2 转录 遗传信息从 dna 流向 rna 3 翻译 遗传信息从 rna 流向蛋白质 发展 3 内容信息流动举例 rna 自我复制遗传信息从 rna 流向 rna 烟草花叶 病毒 rna 逆转录遗传信息从 rna 流向 dna hiv 完善后的中心法则 用图解表示为 4 1 中心法则各过程的适用范围 2 解决中心法则问题的技巧 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 生理过程可能是翻译或 rna 复制或 rna 逆转录 2 从原料分析 2 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 如果原料为氨基酸 产物一定是蛋白质 3 从生物种类分析 如果是细胞生物 能进行 dna 复制 转录和翻译过程 如果是 rna 病毒 分两种情况 a rna 自我复制和翻译 b rna 逆转录 dna 复制 转录和翻译 1 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 下列说法不正确 的是 a a b c d 所表示的四个过程依次分别是 dna 的复制 转录 翻译 逆转录 b 需要 trna 和核糖体同时参与的过程是 c 需要逆转录酶参与的过程是 d c a b c 过程只发生在真核细胞中 d e 过程只发生在原核细胞和一些病毒中 d 在真核细胞中 a 和 b 两个过程发生的主要场所相同 但需要的关键酶种类不同 解析 选 c 图解中 a b c d e 分别表示 dna 的复制 转录 翻译 逆转录 rna 的复制 c 过程进行的场所是核糖体 在合成蛋白质时需要 trna 运载氨基酸 d 过程需要 逆转录酶 a b c 在细胞生物中均能发生 d e 只发生在 rna 病毒的寄主细胞中 在真 核细胞中 a 和 b 两个过程发生的主要场所都是细胞核 但所需的关键酶不同 前者需要 dna 聚合酶和解旋酶等 后者需要 rna 聚合酶 2 2019 辽宁省实验中学期末 下图表示某种生理过程 下列与此图相关的叙述中不 正确的是 x 酶 原料 能量 y a 图中的 能量 直接来源于 atp 水解 b 若 x y 均表示 dna 则图中的酶为 dna 聚合酶和解旋酶 c 若 x 是 rna 则 y 只能是蛋白质 图中 原料 为氨基酸 d 若 x 是 dna y 是 rna 则此过程要以 x 为模板 酶是 rna 聚合酶 解析 选 c atp 是生命活动的直接能源物质 图中的 能量 直接来源于 atp 水解 a 正确 若 x y 均表示 dna 该过程为 dna 的复制过程 则图中的酶为 dna 聚合酶和解旋 酶 b 正确 若 x 是 rna 则 y 是蛋白质 rna 或 dna 该过程为翻译 rna 的复制或逆转 录过程 c 错误 若 x 是 dna y 是 rna 则此过程是转录过程 要以 dna 为模板 酶是 3 rna 聚合酶 d 正确 知识点二 基因 蛋白质与性状的关系 学生用书 p57 阅读教材 p69 p70 1 基因控制生物性状的两条途径 1 基因对生物性状的间接控制 实质 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 举例 皱粒豌豆的形成人的白化病的形成 皱粒豌豆的 dna 中插入了一段外来 dna 序列 使编码淀粉分支酶的基因被打乱 不能合成淀粉分支酶结构 细胞内淀粉含量下降 游离蔗糖含量升高 豌豆成熟时因失水而皱缩 控制酪氨酸酶的基因异常 不能合成酪氨酸酶 酪氨酸不能转变为黑色素 表现出白化症状 2 基因对生物性状的直接控制 实质 基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状 举例 囊性纤维病镰刀型细胞贫血症 编码 cftr 蛋白的基因缺失 3 个碱基 cftr 蛋白缺少苯丙氨酸 cftr 蛋白结构异常 导致功能异常 患者支气管中黏液增多 管腔受阻 细菌在 肺部大量生长繁殖 使肺功能严重受损 编码血红蛋白的 基因发生改变 血红蛋白组成的红细胞结构异常 功能受损 2 基因与性状的关系 基因与性状的关系并不都是简单的线性关系 生物的性状是基因型与环境共同作用的 4 结果 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 人的细胞质基因只能通过母亲遗传给后代 性状与基因 环境关系的三点提醒 1 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 2 生物的性状是基因和环境共同作用的结果 基因型相同 表现型可能不同 基因型 不同 表现型可能相同 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 共同控制 着生物的性状 1 2019 山东重点中学高一期末 下图为人体内基因对性状的控制过程 下列相关叙 述不正确的是 a 图中进行 过程的场所分别是细胞核 核糖体 b 镰刀型细胞贫血症的直接致病原因是血红蛋白分子结构的改变 c 人体衰老引起白发的直接原因是图中的酪氨酸酶活性下降 d 该图反映了基因都是通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状 解析 选 d 表示转录过程 发生在细胞核中 表示翻译过程 发生在核糖体上 故 a 正确 镰刀型细胞贫血症的直接原因是血红蛋白分子结构的改变 故 b 正确 黑色素 是由酪氨酸酶控制合成的 所以人体衰老引起白发是由于酪氨酸酶的活性降低 合成的黑 色素含量减少所致 故 c 正确 该图反映了基因控制性状的途径 左边表示基因通过控制 蛋白质的结构直接控制生物的性状 右边表示基因通过控制酶的合成间接控制生物的性状 故 d 错误 2 下列关于基因 环境 蛋白质与性状关系的描述 正确的是 a 基因与性状呈线性关系 即一种性状由一个基因控制 5 b 生物有些性状可以由多个基因决定 但一个基因不会与多个性状有关 c 生物的性状表现是生物的基因型和环境条件共同作用的结果 d 只要基因型不同 即使环境条件相同 表现型也不会相同 解析 选 c 基因与性状的关系复杂 一种性状可能由一个基因控制 也可能由多个 基因控制 在生物体内 有的基因与多个性状有关 生物的性状表现既受基因型的控制 也受环境条件的影响 显性纯合子与杂合子 如基因型 dd 与 dd 的个体 在相同的环境条件 下 表现型相同 核心知识小结 要点回眸 规范答题 生物遗传信息流动表示为 逆转录和 rna 复制只发生在某些 rna 病 毒中 基因控制生物性状的两条途径 1 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 通过控制蛋白质的结构直接控制生物体 的性状 一个基因可能影响多种性状 一种性状 也可能由多个基因控制 线粒体 dna 和叶绿体 dna 也能进行复制 转录和翻译 并控制生物的性状 学生用书 p58 拓宽教材 1 必修 2 p68 图 4 7 改编 下图表示有关遗传信息传递的模拟实验 下列相关叙述 合理的是 6 a 若 x 是 mrna y 是多肽 则管内必须加入氨基酸 b 若 x 是 dna 一条链 y 含有 u 则管内必须加入逆转录酶 c 若 x 是 trna y 是多肽 则管内必须加入脱氧核苷酸 d 若 x 是 hiv 的 rna y 是 dna 则管内必须加入 dna 酶 解析 选 a b 项所述为转录 应加 rna 聚合酶 c 项所述为翻译 应加氨基酸 d 项 所述为逆转录 应加逆转录酶 2 1 必修 2 p70 批判性思维 改编 人的身高由多个基因决定 同时 也不完全 是由基因决定的 后天的营养和体育锻炼也有重要作用 这说明生物体的性状是由 和 共同决定的 基因决定性状 但性状同时还受 的影响 2 必修 2 p71 技能训练 改编 长翅果蝇的幼虫在高温 35 37 下得到一些残 翅果蝇的原因可能是遗传物质 基因 或者 基因的表达 答案 1 基因 环境 环境 2 发生改变 环境影响了 精练好题 3 2019 安徽东至二中段考 治疗艾滋病 hiv 为 rna 病毒 的药物 azt 的分子构造与 胸腺嘧啶脱氧核苷酸的结构很相似 下列对 azt 作用的叙述 正确的是 a 抑制艾滋病病毒 rna 基因的转录 b 抑制艾滋病病毒 rna 基因的自我复制 c 抑制艾滋病病毒 rna 基因的逆转录 d 利于艾滋病病毒 rna 基因的表达过程 解析 选 c 转录过程不需要胸腺嘧啶脱氧核苷酸 a 错误 rna 基因的复制过程不需 要胸腺嘧啶脱氧核苷酸 b 错误 rna 基因逆转录合成 dna 的过程需要原料胸腺嘧啶脱氧核 苷酸 而药物 azt 的分子构造与胸腺嘧啶脱氧核苷酸的结构很相似 因此 azt 药物会抑制 逆转录过程 c 正确 翻译过程不需要胸腺嘧啶脱氧核苷酸 d 错误 4 2019 山东滨州期末 下图是人胰岛素基因的遗传信息流动情况 下列有关叙述正 确的是 7 a 过程以核糖核苷酸为主要原料 b 胰岛 b 细胞中存在图中 过程 c 皮肤生发层细胞中只存在图示的 过程 d 参与 过程的氨基酸和 trna 种类数相同 答案 c 5 2019 河南洛阳期末 脊髓灰质炎病毒是一种单股正链 rna 病毒 可引起脊髓灰质 炎 下图是该病毒在细胞内增殖的示意图 下列有关叙述正确的是 a 酶 x 是 rna 聚合酶 其合成和发挥作用的场所是细胞核 b rna 复制产生子代 rna 的过程 消耗的嘌呤碱基数等于嘧啶碱基数 c 过程 中的 rna 上三个相邻的碱基都能决定一个氨基酸 d 过程 与过程 发生碱基互补配对的方式有差异 答案 b 6 2019 襄阳模拟 人类白化病和苯丙酮尿症是由于代谢异常引起的疾病 下图表示 在人体代谢中产生这两类疾病的过程 由图中不能得出的结论是 a 基因可以通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状 b 基因可以通过控制酶的合成来控制生物的性状 c 一个基因可以控制多种性状 d 一个性状可以由多个基因控制 解析 选 a 苯丙酮酸 多巴胺和黑色素的异常与酶的合成有密切的关系 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 色素的合成也都受多个基因的控制 7 根据材料分析基因对性状控制的两种途径 并回答下列问题 1 材料 1 豌豆的圆粒和皱粒产生的机理 如下图 8 该材料说明 基因通过控制 2 材料 2 人类镰刀型细胞贫血症的发病机理 如下图 基因 正常基因异常基因 突变 正常 谷氨酸 异常 缬氨酸 血红蛋 白结构 圆饼状 镰刀状 红细胞 形状 功能正常 镰刀型细胞贫血症 该材料说明 基因通过控制 答案 1 酶的合成来控制代谢过程 进而控制生物体的性状 2 蛋白质结构直接控 制生物体的性状 学生用书 p115 单独成册 基础达标 1 2019 云南玉溪民中期中 如图为中心法则图解 下列有关的叙述中 错误的是 a 过程 a 只发生在有丝分裂的间期 b 过程 b 和 c 为基因的表达 具有选择性 c 过程 a b c d e 都能发生碱基互补配对 d 过程 d e 只发生在某些病毒中 解析 选 a a 为 dna 复制 发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期 a 错误 b c 分别为转录和翻译过程 基因的表达具有选择性 b 正确 dna 复制 转录 翻译及 逆转录和 rna 的复制过程中 都需要模板 都存在碱基互补配对原则 c 正确 d e 为逆 转录和 rna 复制 只发生在遗传物质为 rna 的病毒中 d 正确 2 用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 遗传信息可从 rna 流向 dna b 遗传信息可从蛋白质流向 dna 9 c 遗传信息可从 dna 流向蛋白质 d 遗传信息可从 rna 流向蛋白质 解析 选 c 通过题干可知 在链霉素或新霉素作用下 单链的 dna 与核糖体结合 代替 mrna 翻译出多肽 遗传信息从 dna 流向蛋白质 3 我们知道遗传信息的传递途径有 5 个 但在正常人大脑的神经细胞中能发生的途径 是 dna dna dna rna rna rna rna 蛋白质 rna dna a b c d 解析 选 b 大脑的神经细胞是高度分化的细胞 不再分裂 不发生 dna 的复制 但 可进行基因表达 转录 翻译合成蛋白质 而逆转录 rna 的复制发生在以 rna 为遗传物 质的病毒侵染的宿主细胞内 4 2019 沈阳铁路实验中学期中 人类免疫缺陷病毒的 rna 在人体细胞内不能直接 作为合成蛋白质的模板 该病毒在宿主细胞内增殖的过程如下图所示 据图分析 下列叙 述正确的是 a 过程 所需嘧啶的比例与 所需嘌呤的比例是相同的 b 过程 和过程 都是从同一条链上的相同起点开始的 c 过程 中氨基酸的排列顺序是由 trna 的种类决定的 d 过程 和 需要的酶是病毒 rna 通过 合成的 答案 a 5 同一株水毛茛 裸露在空气中的叶和浸在水中的叶 表现出两种不同的形态 产生 这种现象的主要原因是 a 基因重组 b 环境差异 c 基因突变 d 染色体变异 解析 选 b 同一株水毛茛 裸露在空气中的叶和浸在水中的叶 基因型是相同的 但是由于环境不同 所以两种叶片表现出两种不同的形态 故选 b 能力提升 6 牵牛花的颜色主要是由花青素决定的 如图为花青素的合成与颜色变化途径示意图 10 从图中不能得出的是 a 花的颜色由多对基因共同控制 b 基因可以通过控制酶的合成来控制代谢 c 生物性状由基因决定 也受环境影响 d 若基因 不表达 则基因 和基因 不表达 解析 选 d 花青素决定花的颜色 而花青素的合成是由多对基因共同控制的 基因 通过控制酶 1 2 3 的合成来控制花青素的合成 花青素在不同酸碱条件下显示不 同颜色 说明环境因素也会影响花色 基因具有独立性 基因 不表达 基因 仍然能 够表达 7 如图所示 能在造血干细胞和唾液腺细胞内发生的过程是 a 前者有 后者有 b 两者都有 c 两者都有 d 两者都只有 答案 a 8 2019 安徽安庆期末 某单链 rna rna 病毒 其 rna 不仅是复制的模板 也是 翻译的模板 下列相关叙述错误的是 a 该病毒遗传物质的复制 翻译过程中的碱基配对方式相同 b 以 rna 为模板合成的 rna 链的碱基序列与 rna 的完全相同 c 以 rna 为模板的翻译过程是在宿主细胞的核糖体上完成的 d 若 rna 中碱基 a 与 u 共有n个 则每产生 1 分子 rna 需 a 与 u 共 2n个 解析 选 b 该病毒是 rna 病毒 其遗传物质的复制 翻译过程中的碱基配对都发生 在 rna 分子间 故碱基配对方式相同 a 项正确 某病毒为单链 rna rna 病毒 因此以 rna 为模板按照碱基互补配对原则合成的子代 rna 链的碱基序列与 rna 的不同 b 项错 误 病毒没有细胞结构 病毒蛋白的合成在其宿主细胞的核糖体上进行 c 项正确 以 rna 为模板合成的子代 rna 链的碱基序列与 rna 的不同 再以子代 rna 链为模板合成的 rna 链才是 rna 因此产生一分子 rna 是先后合成两条互补的 rna 链 需 a u 2n个 d 项正确 11 9 如图所示 图甲 乙 丙代表着生物的三种遗传和表达方式 据此分析 下列叙述 错误的是 a 需要 trna 和核糖体同时参与的过程有 2 4 9 b 上述三种方式的遗传信息流动可总结为 c 原核生物遗传信息的传递方式用图甲表示 d 可与模板链上的碱基 a 发生 a t 配对的过程是 3 6 7 解析 选 b 图甲中 1 2 分别是转录和翻译过程 3 是 dna 的复制 图乙中 4 和 5 分 别是翻译 rna 的复制过程 图丙中 6 为逆转录产生 dna 的过程 8 和 9 分别是转录和翻译 过程 7 为 dna 的复制 结合选项分析 2 4 9 都是翻译过程 需 trna 运输氨基酸 场 所是核糖体 a 项正确 图中过程包括 dna 复制 rna 复制 转录 翻译以及 rna 逆转录过 程 b 项错误 原核生物以 dna 为遗传物质 进行 dna 复制 转录和翻译过程 c 项正确 3 和 7 过程为 dna 复制 6 为逆转录过程 发生 a t 的配对 其余过程发生的是 a u 配对 不存在 a t 配对 d 项正确 10 酪氨酸酶存在于正常人的皮肤 毛发等处 它能将酪氨酸转变为黑色素 如果一 个人的基因不正常而缺少酪氨酸酶 则这个人就会出现白化症状 下列说法不正确的是 a 基因能控制生物体的性状 b 基因能控制合成相应的酶进而控制生物体的性状 c 基因与性状是简单的线性关系 d 这种病是可遗传的 解析 选 c 根据题意可知 基因通过控制酶的合成控制代谢过程从而控制生物体的 性状 所以基因与性状并不是简单的线性关系 11 下图为基因的表达过程示意图 请据图分析 下列叙述不正确的是 a 过程是转录 它以 4 种核糖核苷酸为原料合成 mrna b 过程是翻译 是在细胞核内完成的 c 若该 mrna 上的密码子发生改变 不一定导致该生物性状的改变 d 人的镰刀型细胞贫血症是通过基因对性状的直接控制 使结构蛋白发生变化所致 解析 选 b 为翻译过程 在细胞质中的核糖体上完成 12 12 2019 河北唐山一中期中 如图为真核细胞蛋白质合成过程中遗传信息流动图解 1 2 3 表示相关过程 据图判断下列说法正确的是 a 1 过程主要发生于细胞核内 2 过程主要发生于细胞质中 b 3 过程以 mrna 作为模板 核糖体在 mrna 上的移动方向是从右到左 c 翻译时 3 过程 mrna 每次能结合多个核糖体 最终产生的各肽链氨基酸序列不同 d 若图中 mrna 为果蝇白眼基因的转录产物 则在果蝇的触角细胞中不能检测到该 mrna 解析 选 d 1 为 dna 复制过程 主要发生于细胞核内 2 为转录过程 也是主要发生 于细胞核中 a 项错误 3 是翻译过程 该过程以 mrna 为模板 根据肽链的长度可知 核 糖体在 mrna 上的移动方向是从左到右 b 项错误 由于是以同一条 mrna 作为模板 所以 翻译时 3 过程 mrna 每次能结合多个核糖体 最终产生的各肽链氨基酸序列均相同 c 项错 误 基因是选择性表达的 果蝇白眼基因的 mrna 存在眼部细胞中 在触角细胞中是不能检 测到该 mrna 的 d 项正确 13 2019 长春高一检测 如图表示的是遗传信息在生物体内各种物质之间的传递过 程 分析并回答下列有关问题 1 在人体正常的活细胞中能进行的过程是 填序号 在人体肝脏中 有些细 胞正进行 过程 说明该细胞正在进行 进行 过程的主要场所是 2 从图中可见 dna 作为遗传物质 其两大基本的功能是 3 过