精品2019版高中生物 第四章 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

第2节基因对性状的控制
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。

1．中心法则的提出
(1)提出者：克里克。

(2)内容：
①DNA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。

1．中心法则的发展
3.
[合作探讨]
探讨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。

观察下图分析：
(1)在真核生物细胞中，过程①发生的场所和过程②的原料分别是什么？
(2)正常的细胞中能发生哪些过程？
提示：(1)过程①发生的场所有细胞核、线粒体、叶绿体；过程②的原料是4种核糖核苷酸。

(2)①②③。

探讨2：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，请将此图解中A～E试管所模拟的过程与上图①～⑤过程对应起来。

提示：A—①；B—②；C—⑤；D—④；E—③。

[思维升华]
1．中心法则的内容及应用
(1)细胞生物及噬菌体等DNA病毒的中心法则：
(2)烟草花叶病毒等大部分RNA病毒的中心法则：
(3)HIV等逆转录病毒的中心法则：
2．中心法则体现了DNA的两大基本功能
(1)传递遗传信息：它是通过DNA复制完成的，发生于亲代产生子代的生殖过程或细胞增殖过程中。

(2)表达遗传信息：它是通过转录和翻译完成的，发生在个体发育过程中。

3．中心法则与基因表达的关系
1．结合下图分析，下列叙述错误的是( )
A ．生物的遗传信息储存在DNA 或RNA 的核苷酸序列中
B ．核苷酸序列不同的基因可表达出相同的蛋白质
C ．遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础
D ．编码蛋白质的基因含遗传信息相同的两条单链
【解析】 生物的遗传物质是DNA 或RNA ，即遗传信息储存在DNA 或RNA 的核苷酸序列中，故A 项正确。

因为密码子的简并性，转录形成的mRNA 碱基序列不同，最终翻译出的蛋白质可能相同，故B 项正确。

蛋白质是生命活动的主要承担者，即生物的表现型是通过蛋白质体现的，故C 项正确。

遗传信息是由碱基序列决定的，DNA 两条单链的碱基互补配对，含遗传信息不同，故D 项错误。

【答案】 D
2．如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( )
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】 B 项为转录，应加RNA 聚合酶；C 项为翻译，应加氨基酸；D 项为逆转录，应加逆转录酶。

【答案】 A
1．基因控制性状的途径 (1)间接途径:
①途径：基因――→控制酶的合成――→控制细胞代谢――→控制
生物性状。

②举例：人白化病的形成。

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)直接途径
①途径：基因――→控制蛋白质结构――→控制生物性状。

②举例：囊性纤维病。

编码CFTR 蛋白(跨膜蛋白)的基因缺失了3个碱基→CFTR 蛋白在第508位缺少苯丙氨酸→CFTR 蛋白结构与功能
异常→支气管中黏液增多，管腔受阻，细菌在肺部大量繁殖。

2．基因与性状的关系[判断]
(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。

(√) 3．细胞质基因
(1)分布：线粒体和叶绿体中。

(2)功能：
①进行半自主性自我复制。

②通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成。

(3)遗传方式：只能通过母亲遗传给后代。

[合作探讨]
探讨1：基因型相同的不同个体，其表现型是否相同？基因型不同的个体表现型能否相同？ 提示：①不一定，若环境不同，则表现型可能不同。

②可能相同。

探讨2：细胞质遗传又称为母系遗传，在遗传方式上有什么特点？是否遵循孟德尔遗传规律？ 提示：①子代性状总是与母亲相同，杂交后代无一定的性状分离比。

②不遵循。

[思维升华]
1．基因对性状控制的两种途径
2．基因与性状的关系
（1）基因与性
状的关系⎩⎪⎨⎪⎧一个基因决定一种性状多个基因决定一种性状
一个基因会影响到多种性状
(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。

1．下列关于基因与性状之间关系的叙述，错误的是( )
A．很多情况下一对基因决定一个性状
B．有的情况下多对基因决定一个性状
C．有的情况下一对基因决定多个性状
D．生物体的性状不会受到环境的影响
【解析】生物体的性状是基因型和外界环境共同作用的结果，生物体的性状受到环境的影响。

【答案】 D
2．下图表示基因的作用与性状的表现之间的关系，下列相关的叙述正确的是( ) 【导学号：10090112】
A．①过程与DNA复制的共同点是都以DNA的一条链为模板，在DNA聚合酶的作用下进行
B．③过程直接需要的物质或结构有mRNA、氨基酸、tRNA、核糖体、酶、ATP
C．人的镰刀型细胞贫血症是通过蛋白质间接表现性状的，苯丙酮尿症是通过蛋白质直接表现性状的
D．HIV、大肠杆菌及T2噬菌体都可以在人体细胞内进行①、③这两个基本过程
【解析】①过程是转录，是以DNA的一条链为模板，在RNA聚合酶的作用下进行的；苯丙酮尿症是患者体内某种酶的合成受阻导致的，是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程进而控制生物性状的；T2噬菌体的宿主细胞是大肠杆菌细胞，不能侵染人体细胞。

【答案】 B
1．“中心法则”中所没有的遗传信息传递途径是( )
A．DNA→DNA B．DNA→RNA
C．RNA→蛋白质D．蛋白质→RNA
【解析】遗传信息传递途径包括DNA复制：DNA→DNA，转录：DNA→RNA，翻译：RNA→蛋白质。

但是不能由蛋白质传递到RNA。

【答案】 D
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( )
基因①基因②基因③基因④
↓↓↓↓
酶①酶②酶③酶④
↓↓↓↓
N—乙酸鸟氨酸―→鸟氨酸―→瓜氨酸―→精氨酸琥珀酸―→精氨酸
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②不表达，则基因③和④也不表达
D．若基因③不存在，则瓜氨酸仍可合成精氨酸琥珀酸
【解析】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。

由示意图可知，精氨酸的合成需要酶①②③④的参与，而它们分别受基因①②③④的控制。

基因具有一定的独立性，基因②不表达时，基因③、④仍可表达，只是无法合成精氨酸。

若基因③不存在，酶③不能合成，则瓜氨酸→精氨酸琥珀酸的途径不能进行。

【答案】 B
3．如图所示，下列有关叙述中，不．正确的是( )
【导学号：10090113】A．甲是DNA，乙为RNA，此过程要以甲为模板，酶为RNA聚合酶
B．甲是DNA，乙为DNA，此过程要以甲为模板，酶为DNA聚合酶
C．甲是RNA，乙为DNA，此过程为转录，原料为脱氧核苷酸
D．甲是RNA，乙为蛋白质，此过程为翻译，原料为氨基酸
【解析】甲是RNA、乙为DNA时，图示过程表示逆转录，模板为RNA，原料为脱氧核苷酸，酶为逆转录酶。

【答案】 C
4．如图为人体内基因对性状的控制过程，下列叙述不．正确的是( )
A．图中①②过程发生的场所分别是细胞核、细胞质中的核糖体
B．镰刀型细胞贫血症致病的根本原因是基因发生了改变
C．人体衰老引起白发增多的主要原因是图中的酪氨酸酶的活性下降
D．该图反映了基因对性状的控制是通过控制酶的合成，进而控制代谢活动来进行的
【解析】正常基因编码的血红蛋白组成的红细胞结构是正常的，而异常基因编码的血红蛋白组成的红细胞结构异常，说明基因通过控制血红蛋白的结构直接控制生物性状；缺乏酪氨酸酶会导致黑色素无法合成，说明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。

【答案】 D
5．艾滋病病毒是一种 RNA 病毒，而天花病毒是一种 DNA 病毒，下列有关两种病毒实现遗传信息传递的叙述错误的是( )
A．所需的酶的种类都相同
B．所需的原料中碱基的种类都相同
C．两种病毒在遗传信息传递过程中都会出现 A—U 配对的现象
D．两种病毒在遗传信息传递过程中都会出现 A—T 配对的现象
【解析】在遗传信息传递过程中，艾滋病病毒首先在逆转录酶的作用下形成DNA的一条链，然后在转录酶的作用下形成mRNA，而天花病毒在转录酶的作用下形成mRNA。

两者都会出现A—U，A—T配对的现象，所需碱基的种类都是A、G、C、U、T五种。

【答案】 A
课堂小结：
2.基因控制生物性状的两条途径。