专题12-2 基因对性状的控制-2018年高三生物一轮总复习

专題十二《遗传与进化》第4章基因的表达第2课基因对性状的控制【学案导航】---明方向！【课程学习目标】理解中心法则及其发展。了解基因对蛋白质合成的控制作用。举例说明基因与染色体、基因与性状的关系。第一层级：预学区.不看不讲【知识体系梳理】一、中心法则的提出及其发展1.1957年,克里克提出中心法则:遗传信息可以从DNA流向DNA,即①;也可以从DNA流向RNA,进而流向蛋白质，即②。发展后的中心法则图解:、基因、蛋白质与性状的关系基因对性状的控制有两种方式基因通过控制⑧来控制⑨，进而控制生物体的性状，如豌豆粒形的⑩、人类的白化病。基因还能通过控制⑪直接控制生物体的性状，如人类的⑫、镰刀型细胞贫血症。基因与性状的关系⑬简单的线性关系，如人的身高可能是由⑬基因决定的，后天的⑮等也有重要作用。3•基因与⑲、基因与⑰、基因与⑱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⑬。【基础学习交流】请用图解画出噬菌体侵染细菌过程中的信息流。基因型相同,表现型一定相同吗?中心法则的3个过程都遵循碱基互补配对吗?第二层级：导学区.不议不讲【重点难点探究】知识点一:对中心法则的理解结合教材P68图4-7和P69“资料分析”，写出生物界遗传信息的传递过程图解。请你结合中心法则的内容讨论:完善后的中心法则的遗传信息传递过程是否都可在人的正常体细胞中发生?中心法则的具体运用:流感病毒(无逆转录酶)及艾滋病病毒的中心法则该如何表示?列表分析中心法则各步骤的过程、模板、原料、碱基互补原则及产物,并举例说明。知识点二:基因、蛋白质与性状的关系根据教材P69的叙述，讨论基因是如何控制圆粒豌豆的形成的？(以流程图表示)基因与性状的关系是简单的线性关系吗?试以网络图形式，表示基因、蛋白质和性状三者之间的关系。【思维拓展应用】例1右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()。若X是RNA,Y是DNA,则试管内必须加入DNA连接酶若X是CTTGTACAA,Y含有U,则试管内必须加入逆转录酶若X与Y都是DNA,则试管内必须加入氨基酸若Y是蛋白质,X是mRNA,则试管内还要有其他RNA例2下图为脉孢霉体内精氨酸的合成途径示意图。从图中不．能．得出()

基因①基因②基因③基因④酶①酶②酶③酶④N—乙醸鸟氨酸鸟氨瓜氨酸精氨酸琥珀酸基因①基因②基因③基因④酶①酶②酶③酶④N—乙醸鸟氨酸鸟氨瓜氨酸精氨酸琥珀酸精氨酸精氨酸的合成是由多对基因共同控制的基因可通过控制酶的合成来控制代谢若基因②不表达，则基因③和④也不表达若产生鸟氨酸依赖突变型脉抱霉，则可能是基因①发生改变第三层级：固学区.不练不讲【基础智能检测】TOC\o"1-5"\h\z下列各项中，属于基因通过控制蛋白质分子结构直接控制生物性状的实例是()人类的白化病②囊性纤维病③豌豆的圆粒与皱粒④镰刀型细胞贫血症①②B.③④C.①③D.②④下列关于基因、蛋白质、性状之间关系的叙述中，不．正．确．的是()。一个性状可能不只受一个基因控制蛋白质的结构改变能导致生物体的性状改变蛋白质的合成是受基因控制的基因可以直接体现生物体的性状【全新视角拓展】下图表示遗传信息在生物体内各种物质之间的传递过程。分析并回答有关问题:在人体活细胞中都能进行的过程有。在人体肝脏中,有些细胞正进行②过TOC\o"1-5"\h\z程,说明该细胞正在进行,进行②过程的主要场所。从图中可见,DNA作为遗传物质，其两大基本功能是。⑤过程表示,进行的场所是。⑷③过程主要发生在情况下，需要.酶的参与。第四层级：思学区.不思不复【思维导图构建】【答案】【知识体系梳理】DNA的自我复制②遗传信息的转录和翻译③DNA复制④转录⑤RNA复制⑥翻译⑦逆转录⑧酶的合成⑨代谢过程⑩圆粒和皱粒⑪蛋白质的结构⑫囊性纤维病⑬并不都是⑬多个⑬营养和体育锻炼⑲基因⑰基因产物⑭环境⑬性状基础学习交流】1.不一定，表现型是基因型和环境条件共同作用的结果。都遵循。重点难点探究】知识点一:对中心法则的理解兰各復制曲A亶斗蛋肖质1逆莓录'*-■-**否,RNA复制以及逆转录在人的正常体细胞中不会发生。第一种情况：（不具逆转录能力的RNA病毒,如流感病毒）3.3.项目DNA复制复制金A輕蛋白质（性状）第二种情况:（具有逆转录能力的RNA病毒,如艾滋病病毒）RNA^&复制整合到寄主的DNA中翻译石尸妊三远、上RNA~蛋白质（性状〉随寄王DNA转录、翻译4.项目DNA复制复制金A輕蛋白质（性状）第二种情况:（具有逆转录能力的RNA病毒,如艾滋病病毒）RNA^&复制整合到寄主的DNA中翻译石尸妊三远、上RNA~蛋白质（性状〉随寄王DNA转录、翻译4.过程模板原料原则产物生物举例DNA—DNADNA的两条含A、T、G、C四种脱A—TG—CDNA绝大多数生物氧核苷酸DNADNA—转录RNA项目过程DNA的一条模板含A、U、G、C四种核糖核苷酸原料A—UG—CT—A原则RNADNADNA—转录RNA项目过程DNA的一条模板含A、U、G、C四种核糖核苷酸原料A—UG—CT—A原则RNA产物绝大多数生物生物举例含A、U、G、RNARNA—A—URNAC四种核RNA复制RNAG—CRNARNA—A—URNAC四种核RNA复制RNAG—C以RNA为遗传物质的生物，如烟草花叶病毒糖核苷酸含A、T、G、RNAA—TRNARNA—C的四种逆转RNAU—ADNARNA—C的四种逆转RNAU—ADNA艾滋病病毒DNA翻译RNA—多肽信使RNA20种氨基A—UG—C多肽DNA翻译RNA—多肽信使RNA20种氨基A—UG—C多肽所有细胞生物脱氧核苷G—C知识点二:基因、蛋白质与性状的关系控制吸水1•编码淀粉分支酶的基因代成淀粉分支酶色冬淀粉膨张圆粒豌豆。控制吸水1•编码淀粉分支酶的基因代成淀粉分支酶色冬淀粉膨张圆粒豌豆。基因与性状并不都是简单的线性关系，如身高由多个基因决定，还受后天的营养和体育锻炼的影响。（间接控制）一柳性状酶或激素一细胞代——基因—L►结构蛋白一细胞结——一柳性状（直接控制）【思维拓展应用】例1D【解析】若X是RNA,Y是DNA,表示逆转录过程，需加入逆转录酶;若X是CTTGTACAA,Y含有U,表示转录过程，需加入RNA聚合酶;若X与Y都是DNA,表示DNA的复制过程,需加入DNA聚合酶;若Y是蛋白质,X是mRNA,表示翻译过程，则试管内还要有其他RNA,如tRNA。例2C【解析】酶是由DMA中相关基因表达得到的，團中看到精氨酸的合成过程中有多种酶参与，所法精氨酸的合成是由多对基因共同控制的。基因通过控制自身的表达可调节酶的合成，进而调控代谢。若基因②不表达,只是酶②不能合成，不能产生瓜氨酸，基因③和④的表达不受戢响,但是由于缺少瓜氨酸，酶③和酶④不能起作用。所谓鸟氨酸依赖突变型，意思是依赖鸟氨酸，如果没有乌氨酸就不能生长，就是它不能合成乌氨酸，可能是因为基因①发生了突变。【基础智能检测】D2.D【全新视角拓展】（1）②④⑤有丝分裂细胞核（2）通过DNA复制传递遗传信息，通过转录和翻译表达遗传信息（3）翻译细胞质中的核糖体（4）某些逆转录病毒侵入宿主细胞逆转录【解析】本题考查中心法则的内容和遗传信息的基本功能。（1）所有活细胞中都有蛋白质的合成，故都有转录和翻译两个过程。DNA的复制发生在细胞增殖的过程中,而肝细胞是体细胞,进行的是有丝分裂;肝细胞中DNA复制的场所有细胞核和线粒体，其中主要场所是细胞核。（2）DNA为遗传物质的生物不具有①③⑥过程,从能进行的②④⑤过程可见，遗传物质DNA的两大基本功能是传递遗传信息（DNA的复制）和表达遗传信息（转录和翻译）。（3）⑤过程表示翻译,进行的场所是细胞质中的核糖体。（4）③过程为逆转录某些以RNA为遗传物质的逆转录病毒（如艾滋病病毒）侵入宿主细胞（如人体细胞）后,在逆转录酶的催化下发生逆转录。【思维导图构建】蛋白质结构②酶的合成③逆转录【典例指津】---授技法！热点题型一基因与性状的关系例1、右图表示有关遗传信息传递的模拟实验。下列相关叙述中合理的是()其他必要的—丁物驢馨儀件MZ■二若X是RNA,Y是DNA，则试管内必须加入DNA连接酶若X是CTTGTACAA,Y含有U,则试管内必须加入逆转录酶若X与Y都是DNA,则试管内必须加入氨基酸若X是mRNA，Y是蛋白质，则试管内还要有其他RNA【答案】D.【解析】若藍是SNA,Y是DMA,表示逆转录过程，需加入逆转录酶；若只是C1TGTACAA,Y含有U,表示转录过程，需加入良NA聚合酶；若X与Y都是DNA,表示DNA的复制过程，需加入DNAR合酶：若況是mRNA,Y是蛋白质，表示翻译过程，则试管内还要有其他朗A,如土朗A。【提分秘籍】基因与性状并不都是一对一的关系一般而言，一个基因决定一种性状。生物体的一种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。有些基因可影响多种性状，如下图，基因1可影响B和C性状。基因1基因2JJA酶1R酶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。【举一反三】下图为脉胞霉体内精氨酸的合成途径示意图，从图中不能得出的结论是()精氨酸的合成是由多对基因共同控制的基因可通过控制酶的合成来控制代谢若基因②不表达，则基因③和④也不表达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【答案】C【解析】精氨酸的合成要受基因①②③④的共同影响，一个基因不表达，就不能合成精氨酸,基因可以通过控制酶的合成来控制生物的性状：若只能加乌氨酸才能合成精氨酸，说明自身不能合成鸟氨釀，所以是不能合成酶①；从團中可以看出基因之间的表达并没有相互戢响。【方法技巧】“三看法”判断中心法则的过程（1）“一看”模板如果模板是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RNA逆转录或翻译。（2）“二看”原料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DNA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）“三看”产物如果产物为DNA,生理过程可能是DNA复制或RNA逆转录。如果产物为RNA,生理过程可能是RNA复制或DNA转录。如果产物是蛋白质（或多肽），生理过程是翻译。【真题回眸】---知难易！（2015•海南卷，20）关于密码子和反密码子的叙述，正确的是（）密码子位于mRNA上，反密码子位于tRNA上密码子位于tRNA上，反密码子位于mRNA上密码子位于rRNA上，反密码子位于tRNA上密码子位于rRNA上，反密码子位于mRNA上【答案】A【解析】mRNA上3个相邻的碱基决定一个氨基酸，每3个相邻的的碱基又称作1个密码子，所以密码子位于mRNA上；每个tRNA上都有3个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对，因而叫做反密码子。（2015•江苏卷，12）如图是起始甲硫氨酸和相邻氨基酸形成肽键的示意图，下列叙述正确的是（）图中结构含有核糖体RNA甲硫氨酸处于图中的位置密码子位于tRNA的环状结构上mRNA上碱基改变即可改变肽链中氨基酸的种类【答案】A【解析】本题主要考查翻译的相关知识。核糖体是相邻氨基酸形成肮键的场所，核糖体由核糖体观和蛋白质构成，A正确’甲硫氨酸是第一个氨基酸，位于③的左边，B错误,密码子位于诙A上，土朗A的环状结构上有反密码子，C错误：由于密码子的简并性，诙A上碱基改变不一定改变肽琏中氨基酸的种类，D错误。（2015•海南卷，7）下列过程中，由逆转录酶催化的是（）DNA—RNAB.RNA—DNA蛋白质一蛋白质D.RNA—蛋白质【答案】B【解析】DNA-RNA属于转录过程，需要的酶是RNA聚合酶，A不符合题意；RNA-DNA属于逆转录过程，需要逆转录酶，B正确；C、D均不是逆转录过程，不符合题意。（2014•海南单科，24）在其他条件具备情况下，在试管中加入物质X和物质Z,可得到相应产物Y。下列叙述正确的是（）若X是DNA，Y是RNA,则Z是逆转录酶若X是DNA，Y是mRNA，则Z是脱氧核苷酸若X是RNA,Y是DNA,则Z是限制性内切酶若X是mRNA，Y是在核糖体上合成的大分子，则Z是氨基酸【答案】D【解析】若X是DNA,Y是RNA,则Z是RNA聚合酶，A错；若X是DNA,Y是mRNA，则Z是核糖核苷酸，B错；若X是RNA,Y是DNA，则Z是逆转录酶，C错；若X是mRNA,Y是核糖体上合成的大分子,即是蛋白质,则Z是氨基酸,D正确。（2012•安徽卷，5）图示细胞内某些重要物质的合成过程。该过程发生在（）真核细胞内，一个mRNA分子上结合多个核糖体同时合成多条肽链原核细胞内，转录促使mRNA在核糖体上移动以便合成肽链原核细胞内，转录还未结束便启动遗传信息的翻译真核细胞内，转录的同时核糖体进入细胞核启动遗传信息的翻译【答案】C【解析】真核细胞有以核膜为界限的细胞核，转录完成后，mRNA从核孔进入细胞质，与核糖体结合才幵始翻译，故D项错误，由團示知，在ENA聚合酶的作用下，细胞内正在发生转录，转录还未结束，mF脳就幵始与多个核糖体结合进行翻译，故该细胞应为原核细胞，C项正确，A项错误，翻译过程中，核糖体在剧A上移动，从而合成月捱连，B项错误。（2013•江苏卷，32）图①〜③分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程。请回答下列问题：（1）细胞中过程②发生的主要场所是（2）已知过程②的a链中鸟嘌吟与尿嘧啶之和占碱基总数的54%,a链及其模板链对应区

TOC\o"1-5"\h\z段的碱基中鸟卩票吟分别占29%、19%,则与a链对应的DNA区段中腺卩票吟所占的碱基比例为。（3）由于基因中一个碱基对发生替换，而导致过程③合成的肽链中第8位氨基酸由异亮氨酸（密码子有AUU、AUC、AUA）变成苏氨酸（密码子有ACU、ACC、ACA、ACG）,则该基因的这个碱基对替换情况是。（4）在人体内成熟红细胞、浆细胞、记忆细胞、效应T细胞中，能发生过程②、③而不能发生过程①的细胞。（5）人体不同组织细胞的相同DNA进行过程②时启用的起始'（在''都相同”、“都不同”、“不完全相同”中选择），其原因是【答案】（1）细胞核（2）26%（3）T-A替换为C-G（A-T替换为G-C）（4）浆细胞和效应T细胞（5）不完全相同不同组织细胞中基因进行选择性表达【解析】本题主要考查DNA分子的复制、转录和翻译的相关知识，意在考查考生的理解能力和识图能力。（1）过程②是以DNA一条链为模板合成RNA的过程，即转录，其主要场所是细胞核。（2）a链中G+U=54%,G=29%，则U=25%，故其模板链对应区段中C=29%，A=25%；又因为其模板链对应区段中G=19%，则T=1-54%-19%=27%。故非模板链对应区段中，A=27%，则整个DNA区段中A=（27%+25%）/2=26%。（3）根据异亮氨酸和苏氨酸的密码子可知，异亮氨酸变为苏氨酸很可能是T-A替换为C-G（A-T替换为G-C）造成的。（4）能够增殖的细胞可以发生DNA复制，不能增殖的细胞不能够进行DNA复制，只有浆细胞和效应T细胞不能发生DNA复制，但能够发生基因的表达。（5）由于不同组织细胞中基因进行选择性表达，故DNA进行转录时启用的起始点不完全相同。【能力提升】---长士气！一、选择题（8小题）1.如图表示生物体内遗传信息的传递和表达的过程。下列有关叙述错．误．的是（）⑤；rnaU蛋白质①②过程均可发生在同一细胞的细胞核内②③过程均可在线粒体、叶绿体中进行

④⑤过程均可发生在某些病毒体内①②③④⑤⑥均遵循碱基互补配对原则【答案】C【解析】DNA复制和转录过程均可发生在同一细胞的细胞核内，A正确；转录和翻译过程均可在线粒体、叶绿体中进行，B正确；病毒自身不能进行新陈代谢，因此不能进行逆转录。病毒的逆转录过程发生在宿主细胞内，C错误；中心法则均遵循碱基互补配对原则，D正确。如图为遗传信息的传递过程，下列分析错.误.的是（）过程①需要原料、模板、能量、酶等基本条件①②③的主要场所依次是细胞核、细胞核、核糖体病毒复制中的遗传信息传递只有④⑤过程③、④、⑤均以一条核糖核苷酸链为模板【答案】C【解析】过程①表示DMA的复制，需要原料、模板、能量、酶等基本条件，A正确,①表示DMA的复制、②表示转录，二者作用的主要场所都是细胞核，③表示翻译，主要场所是核糖体，3正确,朗A病毒复制过程中的遗传信息传递用團中的虚线④⑤表示，DNA病毒复制过程中的遗传信息传递不能用團中的虚线④⑤表示，C错误9③表示翻译；其模板是信使甌止、④表示逆转录，其模板是ENA、⑤表示甌止的复制；所以■③、④、⑤均以■—条核糖核苜酸琏为模板，D正确。下图描述了遗传信息传递的方向，下列相关叙述正确的是（）其中⑤不属于中心法则中心法则是指遗传信息的转录和翻译根尖的分生区细胞有①、②、③某些原核生物细胞有④和⑤

【答案】C【解析】由图分析①是DNA复制，②是转录，③是翻译，④是逆转录，⑤是RNA复制。⑤是RNA的复制，属于中心法则，故A错误。中心法则是指遗传信息的传递，还包括遗传信息的转录和翻译，故B错误。根尖分生区能进行DNA的复制，转录和翻译，故有①、②、③，故C正确。原核生物细胞中也不会发生逆转录和RNA的复制，故D错误。下图为生物体遗传信息的传递过程示意图，相关描述不．正．确．的是（）凡是有细胞结构的生物都可发生①〜③过程B•高度分化的细胞中只发生②和③过程①〜④过程均可以发生在HTV■体内①②④⑤过程都有磷酸二酯键的形成【答案】C【解析】所有细胞的遗传物质都是DMA,都可以.发生DNA的复制、转录和翻译，A正确；高度分化的细胞没有分裂能力，不能发生D皿的复制，只能发生转录和翻译过程，:B正确,HW是逆转录病毒，其逆转录、转录和翻译等过程发生在宿主细胞中，匚错误,①②④⑤过程分别形成的是DMA、朗A、朗A、DNA,都有磷酸二酣键的形成，D正确。高等植物遗传信息的流动方向包括下图哪几个过程（）A.①②④RNADNAB.②④A.①②④RNADNAB.②④?C.④⑤③D.①②③④答案】A【解析】高等植物的遗传物质是DNA，可以发生DNA的自我复制、转录和翻译，但是其RNA不是遗传物质，所以RNA不能自我复制，也不能逆转录形成DNA。下列关于基因、性状、环境三者的表述，最准确的是（）性状表现相同，则基因组成一定相同

基因与性状之间是一一对应的关系基因组成相同，则性状表现一定相同性状由基因决定，同时受环境影响【答案】D【解析】性状表现相同，其基因组成不一定相同，如AA和Aa的表现型相同，A错误；生物性状可以由一对基因控制，也可由多对基因共同控制，B错误；基因组成相同，如果环境条件不同，则性状表现不一定相同，C错误；生物体的性状由基因和环境共同决定，D正确.请据图分析，下列叙述错．误．的是（）生物的遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中核苷酸序列不同的基因可表达出相同的蛋白质遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础编码蛋白质的基因含遗传信息相同的两条链【答案】D【解析】生物的遗传物质是咽A或瓯A,因此生物的遗传信息储存在咽A或朗A的核昔酸序列中，止正确，由于密码子具有简并性，因此核昔酸序列不同的基因可表达出相同的蛋白质，B正确,蛋白质是生命活动的主要承担者，因此遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础，C正确,编码蛋白质的基因含两条单谁，但其碱基序列互补，因而遗传信息不同，D错误。&囊性纤维病的致病原因是由于基因中缺失三个相邻碱基，使控制合成的跨膜蛋白CFTR缺少一个苯丙氨酸。CFTR改变后，其转运Cl-的功能发生异常，导致肺部黏液增多、细菌繁殖。下列关于该病的说法正确的是（）CFTR蛋白转运Cl-体现了细胞膜的信息交流功能该致病基因中缺失的3个碱基构成了一个密码子合成CFTR蛋白经历了氨基酸的脱水缩合、肽链的盘曲、折叠过程.该病例说明基因通过控制酶的合成控制代谢过程，进而控制性状【答案】C【解析】依题意可知：跨膜蛋白CFTR转运Cl-体现了物质的跨膜运输，没有体现细胞膜的信息交流功能，A项错误；该致病基因中缺失的3个碱基不能构成一个密码子，因为密码子位于mRNA上，B项错误；蛋白质的合成过程是：氨基酸的脱水缩合形成肽链，一条或几条肽链盘曲、折叠形成有生物活性的蛋白质，C项正确；该病例说明基因通过控制蛋白质的合成直接控制生物体的性状，D项错误。二、非选择题（2小题）9•下图是某家族性遗传病的系谱图（假设该病受一对等位基因控制，A是显性、a是隐性）请回答下列问题：□16ni□16ni（1）该遗传病的致病基因位于染色体上，性遗传。TOC\o"1-5"\h\z（2）11110的基因型可能是，她是杂合子的概率是。如果IIIio与有该病的男性结婚，则不宜生育，因为出生病孩的概率。【答案】（1）常隐（2）AA或Aa2/31/3【解析】（1）由分析可知，该遗传病是常染色体隐性遗传病。（2）II-5和II-6的基因型是Aa；AaXAa-*-AA:Aa:aa=l:2:1^III-10不患病，基因型可能是AA或止5其比例为1:打故杂合子的概率是2/3,®果111“与有该病的男性〔^）结婚，出生病孩的概率=2/3Xl/2=l/3<10.洋麻茎秆的红色和绿色由A—a、B—b，R—r三对