1、第 17 课时 基因对性状的控制 目标导航 1.了解中心法则的提出及其发展过程 。 2.通过中心法则图解理解遗传信息的流动方向 。 3.举例说明基因 、 蛋白质与性状的关系 。 4.了解性状是基因与环境共同作用的结果 。 一 、 中心法则的提出及发展 1 1957 年 ， _提出中心法则 ， 遗传信息可以从 _流向 _， 即自我复制 ； 也可以 从 DNA 流向 _， 进而流向 _， 即遗传物质的转录和翻译 。 但是 ， 遗传信息不能从蛋白质传递到 _， 也不能从蛋白质流向 _或_。 2 教材 69 页资料分析 资料 1 表明遗传信息可以由 RNA流向 RNA， 即 RNA RNA； 资料 2
2、 表明遗传信息可以由 RNA流向 DNA， 即 RNA DNA； 资料 3 表明遗传信息可能由蛋白质流向蛋白质 ， 即蛋白质 蛋白质 。 3 历经考验后的中心法则 ， 补充了遗传信息从 RNA 流向 _以及从 RNA 流向_这两条途径 ， 比以往更加完善 。 4 中心法则图解 图解表示出遗传信息传递的 5 个途径 ： DNA DNA(或基因到基因 )： 是 DNA 的复制过程 ， 表示遗传信息的传递 。 DNA RNA： 遗传信息的转录过程 。 RNA 蛋白质 ： 发生在细胞质核糖体上的翻译过程 ， 、 共同完成遗传信息的表达 。 RNA DNA： 少数 RNA病毒 、 HIV等在宿主细胞内的
3、逆转录过程 。 RNA RNA： 以 RNA作为遗传物质的生物 (如 RNA病毒 )的 RNA自我复制过程 。 实线表示的 、 、 途径在自然 界普遍存在 ， 发生在绝大多数的生物体中 ； 虚线表示的 、 途径是后来发现的 ， 这两种信息传递途径在少数生物体内存在 ， 是对中心法则的补充 。 二 、 基因 、 蛋白质与性状的关系 1 基因通过控制 _的合成来控制代谢过程 ， 进而控制生物体的 _， 如 ： 人的白化症状是由于控制 _的基因异常引起的 。 2 基因还能通过控制 _的结构直接控制生物体的性状 ， 如囊性纤维病是由于编码一个 _(CFTR蛋白 )的基因 _了三个碱基 ， 导致 CFT
4、R蛋白 在第 508位缺少苯丙氨酸 ， 进而影响了 CFTR 蛋白的 _。 (1)囊性纤维病 CFTR 基因缺失 3 个碱基 CFTR 蛋白结构异常 ， 导致功能异常 患者支气管黏液增多 黏液清除困难 ， 细菌繁殖 ， 肺部感染 (2)镰刀型细胞贫血病 (详见第 5 章 ) 正常基因 异常基因 (谷氨酸 )正常 血红蛋白结构 异常 (缬氨酸 ) 3 DNA、 基因 、 蛋白质与性状之间的关系 三 、 基因控制性状的影响因素 1 基因与性状的关系 并不都是 _关系 。 如人的身高可能是由_决定的 ， 同时 ， 后天的营养和体育锻炼等对身高也有重要作用 。 2 基因与 _、 基因与基因产物 、 基
5、因与 _之间存在着复杂的相互作用 ，精细地调控着生物体的性状 。 3 细胞质基因 ： 存在于 _和 _中的基因 。 (1) 线粒体和叶绿体是半自主细胞器 ， 这些部位的基因的活动还要受到_的控制 、 制约 。 (2)细胞质基因不遵循孟德尔遗传规律 ， 表现为 _遗传 。 4 生物的性状由基因决定 ， 还受环境条件的影响 ， 是生物的基因和环境共同作用的结果 ， 即表现型 基因型 环境条件 。 如玉米白化苗的形成 ， 在光照下长成白化苗 ， 是由隐性基因控制的 ， 是因为不能形成叶绿素的缘故 ； 如果有显性基因的种子在光照下发育正常 ， 却在黑暗条件下形成白化苗 ， 则是由于光照是合成叶绿素的必
6、要条件造成的 。 知识点一 中心法则的提出及发展 1 关于 “ 中心法则 ” 含义的描述错误的是 ( ) A 表示遗传信息的传递方向 B 表示 基因控制蛋白质合成的过程 C DNA 只能来自 DNA 的复制 D 基因通过控制蛋白质的合成来控制生物体的性状 知识点二 基因、蛋白质与性状的关系 2 如下图所示 ， 红色面包霉 (一种真菌 )通过一系列酶将原料合成它所需要的氨基酸 。据图分析 ， 以下叙述正确的是 ( ) A 若基因 A被破坏 ， 则向培养基中加入鸟氨酸 ， 面包霉仍能存活 B 若基因 B被破坏 ， 则向培养基中加入鸟氨酸 ， 面包霉仍能存活 C 若基因 B不存在 ， 则瓜氨酸仍可以
7、由鸟氨酸合成 D 基因 C 不能控制酶 C 的合成 知识点三 基因控制性状的影响 因素 3 同一株水毛茛 ， 浸在水中的叶与裸露在空气中的叶形态不同 ， 原因是 ( ) A 基因发生了改变 B 环境决定生物的性状 C 基因未发生改变 ， 性状还受环境的影响 D 水中叶片脱落了 4 Leber 遗传性视神经病是一种遗传病 ， 此病是由线粒体 DNA 基因控制 。 某女士的母亲患有此病 ， 如果该女士结婚生育 ， 下列预测正确的是 ( ) A 如果生男孩 ， 孩子不会携带致病基因 B 如果生女孩 ， 孩子不会携带致病基因 C 不管生男或生女 ， 孩子都会携带致病基因 D 必须经过基因检测 ， 才能
8、确定 基础落实 1 在大豆体细胞内 ， 遗传信息在生物大分子间转移通常不发生 ( ) A 从 DNA DNA 的复制过程 B 从 DNA RNA的转录过程 C 从 RNA 蛋白质的翻译过程 D 从 RNA RNA及从 RNA DNA 的过程 2 如图所示为自然界中遗传信息在三种生物大分子间的流动 ， 下列说法正确的是 ( ) A 1、 2、 4 途径常见 ， 其他从未被认识 B 2、 4、 9 途径常见 ， 其他从未被认识 C 2、 3 途径常见 ， 1、 4 很少见 D 1、 2、 4 途径常见 ， 3、 7 较少见 ， 6 已在实验室实现 3 基因对性状控制的实现是通过 ( ) A DNA
9、 的自我复制 B DNA 控制蛋白质的合成 C 一个 DNA 上有多种基因 D 转运 RNA携带氨基酸 4 在豌豆粒中 ， 由于控制合成淀粉分支酶的基因中插入外来的 DNA 片段而不能合成淀粉分支酶 ， 使得豌豆粒不能合成淀粉而变得皱缩 。 此事实说明了 ( ) A 基因是生物体性状的载体 B 基因能直接控制生物体的性状 C 基因可以通过控制 酶的合成来控制生物体的性状 D 基因可以通过控制蛋白质的结构来控制生物体的性状 5 囊性纤维化病的实例可以说明 ( ) A 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 B DNA 中某个碱基发生改变 ， 生物体合成的蛋白质必然改变 C
10、基因通过控制激素的合成 ， 控制生物体的性状 D 基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状 能力提升 6 在生物体内性状的表达一般遵循 “ DNA RNA 蛋白质 ” 的原则 ， 下面是几种与此有关的说法 ， 不正确的是 ( ) A 在细胞的不同阶段 ， DNA 一般是不变的 ， RNA和蛋白质分子是变化的 B 在真核生物中 ， DNA RNA 是在细胞核中完成的 ， RNA 蛋白质是在细胞质中完成的 C 在同一个体不同的体细胞中 ， DNA 相同 ， RNA和蛋白质不一定相同 D 在细胞的不同阶段 ， DNA、 RNA和蛋白质的种类和数量是不变的 7 如图是设想的一条生物合成途径的示意图
11、 。 若将缺乏此途径中必需的某种酶的微生物置于含 X 的培养基中生长 ， 发现微生物体内有大量的 M 和 L， 但没有 Z， 试问基因突变影响到哪种酶 ( ) A E 酶 B B酶 C C 酶 D A酶和 D 酶 8 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 B DNA 中的遗传信息是通过转录传递给 mRNA的 C DNA 中的遗传信息可决定蛋白质中氨基酸的排列顺序 D DNA 病毒中没有 RNA， 其遗传信息的传递不遵循中心法则 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 9.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
12、 。 请据图回答下列问题 ： (1)a、 b、 c、 d 所表示的四个过程依次分别是 _、 _、 _和 _。 (2)需要 tRNA和核糖体同时参与的过程是 _ (用图中的字母回答 )。 (3)a 过程发生在真核细胞 分裂的 _期 。 (4)在真核细胞中 ， a 和 b 两个过程发生的主要场所是 _。 (5)能特异性识别信使 RNA 上密码子的分子是 _， 后者所携带的分子是_。 (6)RNA病毒的遗传信息传递与表达的途径有 (用类似本题图中的形式表述 )： _； _。 10 请回答下列有关遗传信息传递的问题 ： (1)为研究某病毒的致病过程 ， 在实验室中做了如图所示的模拟实验 。 从病毒中分
13、离得到物质 A。 已知 A 是单链的生物大分子 ， 其部分碱基序列为 GAACAUGUU 。 将物质 A加入试管甲中 ， 反应后得到产物 X。 经测定产物 X 的部分碱基序 列是 CTTGTACAA ， 则试管甲中模拟的是 _过程 。 将提纯的产物 X 加入试管乙 ， 反应后得到产物 Y。 产物 Y是能与核糖体结合的单链大分子 ， 则产物 Y是 _， 试管乙中模拟的是 _过程 。 将提纯的产物 Y 加入试管丙中 ， 反应后得到产物 Z。 产物 Z 是组成该病毒外壳的化合物 ， 则产物 Z 是 _。 (2)若该病毒感染了小鼠上皮细胞 ， 则组成子代病毒外壳的化合物的原料来自_， 而决定该化合物合
14、成的遗传信息来自 _。 若该病毒除 感染小鼠外 ， 还能感染其他哺乳动物 ， 则说明所有生物共用一套 _。该病毒遗传信息的表达过程为 _。 答案 知识清单 一 、 1.克里克 DNA DNA RNA 蛋白质 蛋白质 RNA DNA 3 RNA DNA 二 、 1.酶 性状 酪氨酸酶 2 蛋白质 跨膜蛋白 缺失 结构 三 、 1.简单的线性 多个基因 2 基因 环境 3 叶绿体 线粒体 (1)核基因 (2)母系 对点训练 1 C DNA 可以是由 DNA 复制而来，也可能是由 RNA经逆转录形成。 2 A 基因可通过控制酶的合成来控制代谢，从而控制生物性状。从图示可知，基因A、 B、 C分别控制
15、酶 A、 B、 C的合成，进而控制三个连续的化学反应。若基因 A 被破坏，原料鸟氨酸的途径被切断，若不加入鸟氨酸，则面包霉不能存活；同理若基因 B被破坏，则向培养基中加入瓜氨酸，面包霉才可存活；基因 B不存在，则酶 B不能合成，则鸟氨酸 瓜氨酸途径不能进行。 3 C 同一株水毛茛，浸在水中的叶细胞与裸露在空气中的叶细胞中的基因相同，但环境因素对基因的表达有影响。 4 C 由题 干中信息可知，该病是由细胞质中的遗传物质控制的，因此有母系遗传的特点。 课后作业 1 D 从 RNA RNA 及从 RNA DNA的过程只发生在某些病毒的生命活动中。 2 D DNA 复制、转录、翻译在自然界普遍存在，
16、RNA 的复制、 RNA 逆转录在某些病毒的遗传信息传递中被发现，在实验室条件下，可以直接以 DNA 的一条链为模板，合成蛋白质 (多肽 )。 3 B 蛋白质是生命活动的主要承担者。一方面，基因通过控制酶的合成来控制代谢的过程，进而控制生物体的性状。另一方面，基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性 状。 4 C 基因可以通过控制酶的合成来控制生物性状。由于豌豆控制合成淀粉分支酶的基因插入外来 DNA 片段，引起基因异常不能合成淀粉分支酶，进而影响了淀粉的合成，导致吸水能力弱而皱缩。 5 D 通过对囊性纤维化病的实例分析，说明基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，故 D 项正确；
17、A、 C两项说法虽正确，但与题意不符合； B项说法本身不正确，因为密码子有简并现象。 6 D DNA 是细胞中的遗传物质，一般是不变的；由于同一个体不同的体细胞中的基因存在着选择性表达，因此不同细胞中的 DNA 相同，而 RNA 和蛋白质却不一定相同。 7 C 由题意可知，物质合成的顺序是： X Y2 M L，所以存在 B 酶、 D 酶、 A酶。没有 Z 物质，则是由缺乏 C酶引起的，而 E酶不能确定。 8 D 线粒体和叶绿体中有少量的 DNA，能够进行 DNA 的复制、转录和翻译过程，遵循中心法则， A 正确； DNA 能够通过转录将遗传信息传递给 mRNA，进一步通过翻译完成蛋白质的合成，
18、所以 DNA 中的遗传信息可决定蛋白质中氨基酸的排列顺序，故 B、 C正确； DNA 病毒中只有 DNA，能进行 DNA 复制、转录、翻译，故其遗传信息的传递遵循中心法则， D 错误。 9 (1)DNA 复制 转录 翻译 逆转录 (2)c (3)间 (4)细胞核 (5)tRNA(转运 RNA) 氨基酸 (6)如下 RNA DNA mRNA 蛋白质 解析 在中心法则中， a、 b、 c、 d 分别代表 DNA 复制、转录、翻译和逆转录四个过程。需要 tRNA和核糖体同时参与的是翻译过程 c；真核细胞中 a 过程发生在分裂的间期； a 和 b过程主要发生在细胞核中；在翻译过程中，能特异性地与信使
19、RNA分子上的密码子相结合的物质是转运 RNA，其识别结构是反密码子，转运 RNA上携带的分子是氨基酸。 RNA病毒的遗传信息的传递方式有直接控制蛋白质的合成和自我复制过程以及逆转录出 DNA再通过 DNA 控制蛋白质的合成过程两种。 10 (1) 逆转录 mRNA 转录 多肽 (或蛋白质 ) (2)小鼠上皮细胞 病毒 RNA 密码子 RNA DNA mRNA 蛋白质 解析 (1)A是单链且含有碱基 U，所以为 RNA；物质 A加入试管甲中，反应后得到产物 X 中含 T，说明 X为 DNA，因而甲试管中模拟的是逆转录过程；试管乙中的产物 Y能与核糖体结合说明 Y 为 mRNA，因而模拟的是转录过程；丙试管中能合成产 物 Z，是病毒外壳的成分，说明丙中是翻译过程， Z 为蛋白质或多肽； (2)病毒感染小鼠上皮细胞后合成子代病毒外壳的原料来自小鼠上皮细胞，若还能感染其他哺乳动物，说明生物界共用一套密码子，蛋白质的合成方式相同。
