免费下载高中生物必修2优质课《4.2基因对性状的控制》ppt课件
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1.2009年6月12日《科技日报》报道,科学家近日发现一种动物能否被驯化并和人类友好相处,取决于这种动物的“驯化基因”。在生物体中,基因控制性状表现的主要途径是( )
A.RNA 蛋白质(性状)
B.DNA 蛋白质(性状)
C.RNA DNA 蛋白质(性状)
D.DNA RNA 蛋白质(性状)
【解析】选D。DNA RNA 蛋白质是细胞生物基因控制性状表现的主要途径;只有少数逆转录病毒以RNA DNA
RNA 蛋白质及RNA作遗传物质的生物以RNA 蛋白质为控制性状表现的途径。
2.(2010·祁阳高一检测)在生物体内性状的表达遵循“DNA→RNA→蛋白质”的表达原则,下面是几种与此有关的
说法,你认为不正确的是( )
A.在细胞的一生中,DNA不变,RNA和蛋白质分子是变化的
B.“DNA→RNA”,一般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和蛋白质不同
D.在细胞的一生中,DNA、RNA和蛋白质的种类和数量是不变的
【解析】选D。在同一生物体内,不同体细胞核中的DNA是相同的,由于基因的选择性表达,不同细胞及同一细胞的不同时期RNA和蛋白质种类和数量是不同的。
3.人类镰刀型细胞贫血症是由于编码血红蛋白的基因异常引起的,这说明了( )
A.基因通过控制酶的合成控制代谢过程进而控制生物的性状
B.基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状
C.基因与环境相互作用共同调控生物的性状
D.基因和性状间不是简单的线性关系
【解析】选B。人类镰刀型细胞贫血症是由于编码血红蛋白的基因异常不能合成正常的血红蛋白,从而使红细胞形态结构异常,因此体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状。
4.下列关于基因与性状关系的叙述,错误的是( )
A.一对相对性状可由多对基因控制
B.基因可通过控制酶的合成进而控制生物的性状
C.隐性基因控制的性状不一定得到表现
D.基因型相同,表现型就相同
【解析】选D。生物的表现型受基因型和环境共同控制,基因型相同时,表现型不一定相同。
5.有关基因与酶关系的叙述正确的是( )
A.每个基因都控制合成一种酶
B.酶的遗传信息在信使RNA的碱基序列中
C.基因的转录、翻译都需要酶
D.同一生物体不同细胞的基因和酶是相同的
【解析】选C。基因控制性状的途径有两条:一是通过控制蛋白质的结构来直接控制性状,二是通过控制酶的合成来控制性状,故A错;遗传信息指DNA上的碱基序列,故B错;基因的转录和翻译过程均需要酶的催化,C正确,同一生物体不同细胞内基因是相同的,但是酶却不完全相同,故D错。
6.如图是囊性纤维病的病因图解:
CFTR基因缺失3个碱基
CFTR蛋白结构异常,导致功能异常
患者支气管内黏液增多
黏液清除困难,细菌繁殖,肺部感染
据图回答:
(1)基因是指______。基因中的______代表遗传信息。如
图中所示,形成的CFTR蛋白结构异常的原因是_______。
(2)此种病例所涉及的是_______基因对生物性状的控制。
事实上,基因与性状并不是简单的线性关系,基因与_____、基因与_______、基因与_______之间存在着复杂的相互作用。
(3)通过图解可以看出,基因能通过_______直接控制生物
体的性状。
(4)基因控制性状的另一种方式是基因通过控制_______的
合成来控制_______,进而控制生物体的性状。
【解析】(1)基因是有遗传效应的DNA片段。基因中碱基的缺失会引起控制合成的蛋白质的改变。(2)基因与性状之间并不是简单的线性关系,其他相关因素也影响性状。(3)蛋白质是生命活动的体现者,基因可通过控制蛋白质的结构进而控制生物的性状。
答案:(1)有遗传效应的DNA片段 碱基对排列顺序
基因缺失了3个碱基
(2)单个 基因 基因产物 环境
(3)控制蛋白质的结构 (4)酶 代谢过程
【典例1】(2010·海南高考)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
【标准解答】选D。本题考查了生物体内遗传信息的传递过程和规律。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,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。
【互动探究】(1)如何用中心法则图解的形式表示以DNA为遗传物质的生物遗传信息的传递过程?
(2)病毒遗传信息的传递是否发生在病毒体内?
提示:
(2)不是,发生在寄主细胞内。
【变式训练】结合图表分析,下列有关说法正确的是( )
A.环丙沙星和红霉素分别抑制细菌的①和③
B.青霉素和利福平能抑制DNA的复制
C.结核杆菌的④和⑤过程都发生在细胞质中
D.①~⑤可发生在人体健康细胞中
【解析】选A。首先判定出图中各个过程的名称,①为DNA复制,②为转录,③为翻译,④为RNA复制,⑤为逆转录,然后根据表格中抗菌药物的抗菌机理来分析各选项。青霉素的作用对象是细胞壁,与DNA复制无关;环丙沙星可促进DNA螺旋化,不利于DNA复制;红霉素能与核糖体结合,抑制翻译过程;利福平抑制RNA聚合酶的活性,进而抑制转录和RNA复制;④和⑤过程只有RNA病毒才能进行。
【典例2】在牧草中,白花三叶草有两个稳定遗传的品种,叶片内含氰(HCN)的和不含氰的。现已研究查明,白花三叶草的叶片内的氰是经下列生化途径产生的:
基因D、H分别决定产氰糖苷酶和氰酸酶的合成,d、h无此功能。现有两个不产氰的品种杂交,F1全部产氰,F1自交得F2,F2中有产氰的,也有不产氰的。用F2各表现型的叶片的提取液做实验,实验时在提取液中分别加入含氰糖苷和氰酸酶,然后观察产氰的情况,结果记录于下表:
据表回答问题:
(1)由生化途径可以看出基因与生物性状的关系是______。
(2)亲本中两个不产氰品种的基因型是______,在F2中产氰和不产氰的理论比为______。
(3)叶片Ⅱ叶肉细胞中缺乏_____酶,叶片Ⅲ可能的基因型是_______。
(4)从代谢的角度考虑,怎样使叶片Ⅳ的提取液产氰?________,说明理由______________________。
【思路点拨】本题主要考查基因对性状的控制。解答本题,可从以下几点分析:
【自主解答】(1)可依据生化途径进行判断,但要全面。(2)由“两个不产氰的品种杂交,F1全部产氰”,可知两个不产氰的品种是纯合子,基因型是DDhh和ddHH,F1基因型为DdHh,F2中产氰类型为9D_H_,不产氰的类型为3D_hh、3ddH_、1ddhh,故比值应为9∶7。(3)叶片Ⅱ叶肉细胞提取液中加入氰酸酶后能够产氰,故含有含氰糖苷,缺乏的是氰酸酶;叶片Ⅲ因加入含氰糖苷后能产氰,故缺乏的是D控制的产氰糖苷酶,所以基因型可能为ddHH或ddHh。(4)依据在叶片Ⅳ提取液中加入含氰糖苷和氰酸酶其中之一都不能产生氰,推测叶片Ⅳ的基因型为ddhh,只有同时加入含氰糖苷和氰酸酶才能产氰。
答案:(1)多个基因决定一个性状,基因通过控制酶的合成控制生物的代谢过程,进而控制生物的性状
(2)DDhh和ddHH 9∶7 (3)氰酸 ddHH或ddHh
(4)同时加入含氰糖苷和氰酸酶 含氰糖苷在氰酸酶的作用下能产氰
1.(2010·广东高考)下列叙述正确的是( )
A.DNA是蛋白质合成的直接模板
B.每种氨基酸仅有一种密码子编码
C.DNA复制就是基因表达的过程
D.DNA是主要的遗传物质
【解析】选D。
2.(2009·海南高考)已知a、b、c、d是某细菌DNA片段上的4个基因,如图中W表示野生型,①、②、③分别表示三种缺失不同基因的突变体,虚线表示所缺失的基因。若分别检测野生型和各种突变体中某种酶的活性,发现仅在野生型和突变体①中该酶有活性,则编码该酶的基因是( )
A.基因a B.基因b
C.基因c D.基因d
【解析】选B。本题考查基因对性状的控制。由题知只有野生型和突变体①中该酶有活性,分析图得知:控制该酶活性的基因应是基因b。
3.(2009·海南高考)酶A、B、C是大肠杆菌的三种酶,每种酶只能催化下列反应过程中的一个步骤,其中任意一种酶的缺失均能导致该菌因缺少化合物丁而不能在基本培养基上生长。
化合物甲 化合物乙 化合物丙 化合物丁
现有三种营养缺陷型突变体,在添加不同化合物的基本培养基上的生长情况如下表:
酶
酶
酶
由上可知:酶A、B、C在该反应过程中的作用顺序依次是 ( )
A.酶A、酶B、酶C B.酶A、酶C、酶B
C.酶B、酶C、酶A D.酶C、酶B、酶A
【解析】选D。本题考查基因控制生物性状的一种途径,即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,由题干可知,化合物丁的合成受三种酶的控制,加入化合物甲后,只有突变体c(酶C缺陷)能生长,可见酶C催化化合物甲→化合物乙的过程;加入化合物乙,突变体b(酶B缺陷)和突变体c(酶C缺陷)能生长,可见酶B催化化合物乙→化合物丙的过程。
4.(2008·江苏高考)叶绿体的DNA能指导自身小部分蛋白质在叶绿体内的合成。下列叙述中错误的是( )
A.叶绿体DNA能够转录
B.叶绿体DNA是遗传物质
C.叶绿体内存在核糖体
D.叶绿体功能不受细胞核调控
【解析】选D。叶绿体的DNA能指导自身小部分蛋白质在叶绿体内的合成,因此叶绿体DNA能够转录和翻译,也是细胞质内的遗传物质。叶绿体功能受细胞核调控。
5.(2010·中山高一检测)某原核生物因一个碱基对突变而导致所编码蛋白质的一个脯氨酸(密码子有CCU、CCC、CCA、CCG)转变为组氨酸(密码子有CAU、CAC)。基因中发生改变的是( )
A.G-C变为T-A B.A-T变为C-G
C.鸟嘌呤变为胸腺嘧啶 D.胞嘧啶变为腺嘌呤
【解析】选A。由题中信息可知,决定脯氨酸的密码子为CCU、CCC等,决定组氨酸的密码子为CAU、CAC,由此可以判断基因中发生改变的是G-C变为T-A。
一、选择题(共6小题,每小题3分,共18分)
1.如图所示,正常情况下在动植物细 胞中都不可能发生的是 ( )
A.①② B.③④⑥ C.⑤⑥ D.②④
【解析】选B。在细胞生物中存在DNA的复制、转录和翻译,逆转录与RNA的复制只存在于部分RNA病毒中,动植物细胞中不可能发生。遗传信息不能由蛋白质流向RNA。
2.(2010·烟台高一检测)如图所示,下列的有关叙述中,不正确的是( )
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】选C。读题可知:(1)容器内有ATP、酶和原料;(2)甲为加入的模板物质,乙为产物。要判断容器内发生的具体反应过程,必须先明确模板或原料或产物中的两项,再根据中心法则内容进行逐项分析。选项A,甲是DNA,乙为RNA时应为转录过程,需要以DNA为模板、核糖核苷酸为原料、RNA聚合酶作催化剂;选项B,甲是DNA,乙为DNA,表示DNA复制,需要DNA作模板、脱氧核苷酸为原料、DNA聚合酶作催化剂;选项C,甲是RNA,乙为DNA时应表示逆转录,原料是脱氧核苷酸、RNA作模板,需要RNA逆转录酶;选项D,甲是RNA,乙为蛋白质,表示翻译过程,RNA是模板、氨基酸为原料。
3.下列有关细胞质基因的说法中,不正确的是( )
A.细胞质基因存在于所有的细胞器中
B.细胞质基因存在于线粒体和叶绿体中
C.细胞质基因能进行半自主自我复制
D.细胞质基因控制的遗传病只能通过母亲传给子代
【解析】选A。真核生物的细胞质基因只存在于线粒体和叶绿体中,可进行半自主自我复制,遗传方式为母系遗传。
4.(2010·枣庄高一检测)艾滋病病毒在逆转录酶的作用下能形成DNA,下列哪项是艾滋病病毒依据碱基互补配对原则进行的逆转录过程( )
【解析】选C。本题考查DNA与RNA上的碱基种类及逆转录过程。逆转录以RNA为模板,产物是DNA。由于RNA上含碱基A、G、C、U,不含T,而DNA上含碱基A、G、C、T,不含U,故选C。
5.下列代谢过程或现象中,与碱基互补配对原则无关的是 ( )
A.蛋白质的合成过程
B.体细胞内染色体成对存在
C.遗传物质的复制、转录及翻译
D.DNA分子结构的稳定性
【解析】选B。DNA的复制、转录及翻译过程中均发生碱基互补配对,DNA分子结构稳定性的原因有两个:
①两条单链之间按碱基互补配对原则,由氢键相连;
②两条平行的单链形成独特的双螺旋结构。
染色体成对存在与碱基互补配对原则无关。
6.下列有关基因表达的叙述,正确的是(多选)( )
A.基因通过控制蛋白质的合成而使遗传信息得以表达
B.细胞中的基因都通过控制蛋白质的合成进行了表达
C.蛋白质合成旺盛的体细胞中,核DNA多,mRNA也多
D.细胞出现生理功能上稳定的差异,根本原因是基因表达的差异
【解析】选A、D。细胞中的基因进行了选择性表达。蛋白质合成旺盛的体细胞中,核DNA不变,mRNA量增多。
二、非选择题(共2小题,共32分)
7.(15分)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。请回答下列问题:
(1)a、b、c、d所表示的四个过程依次是_______、_______、_______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
者能携带的分子是_______。
(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):
①_______;②_______。
【解析】由图可知,a过程为DNA的复制,发生在细胞分裂的间期;b为转录,在真核细胞中,主要发生在细胞核中,还发生在绿色植物的叶绿体和线粒体、动物的线粒体中;c为翻译过程,发生在细胞质中;d过程为逆转录,主要是少数病毒侵入宿主细胞后发生的遗传信息传递过程;e为RNA的自我复制;tRNA是翻译过程的翻译者,能识别mRNA上的密码子;
RNA病毒遗传信息的传递和表达途径有 或RNA→DNA→RNA→蛋白质。
答案:(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)如图:①
②RNA→DNA→RNA→蛋白质
[实验·探究]
8.(17分)染色质由DNA、组蛋白和非组蛋白等成分组成。为
了探究非组蛋白在转录中的作用,科学家从一只兔子的体
内分别提取出胸腺细胞和骨髓细胞的染色质进行分离重组
实验,如图。(注:试管内满足RNA合成的有关条件)
(1)兔子的胸腺细胞和骨髓细胞都是由______细胞通过_______和_______产生的,其形态和功能不同的直接原因是________。
(2)试管内“满足RNA合成的有关条件”主要是指_______。
(3)本实验的设计思路是_____________________。
(4)本实验的结果说明了_____________________。
【解析】实验二和实验四对照,说明骨髓细胞的非组蛋白对骨髓细胞基因的转录有重要作用;实验一和实验三对照,说明胸腺细胞的非组蛋白对胸腺细胞基因的转录有重要作用
答案:(1)受精卵 细胞分裂 细胞分化
合成的蛋白质不同
(2)原料(四种核糖核苷酸分子)、能量、酶、模板
(3)先把染色质各组分分开,在重组过程中,再通过控制非组蛋白的添加,以确定非组蛋白在转录中是否起作用
(4)非组蛋白对基因转录有影响,缺少非组蛋白不能进行正常的转录
1.有关基因、DNA、蛋白质、性状的叙述,不正确的是( )
A.基因控制性状是通过控制蛋白质的合成来实现的
B.基因是有遗传效应的DNA片段
C.白化症状的出现,是由于基因直接控制合成异常的色素
D.基因与性状之间不是简单的一对一关系
【解析】选C。白化症状的出现是由于体内不能合成酪氨酸酶,从而不能产生黑色素,属于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。
2.中心法则包括下列遗传信息的流动过程,其中表示生物遗传实质的是( )
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→DNA的逆转录过程
【解析】选A。遗传信息是指基因上的脱氧核苷酸的排列顺序。在遗传学上,把遗传信息的流动方向称为信息流,遗传信息可以通过DNA的复制而传递给下一代;遗传信息也可以通过“转录”和“翻译”这两个阶段而反映到蛋白质的分子结构上来,使后代表现出与亲代相似的性状。由此可知,生物遗传的实质应是遗传信息在前后代之间的传递而保持连续性,即从DNA→DNA的复制过程。而遗传信息从RNA→DNA的逆转录过程只在某些病毒中出现,是对中心法则的补充和完善。
3.着色性干皮症是一种常染色体隐性遗传病,起因于DNA损伤。深入研究发现患者体内缺乏DNA修复酶,DNA损伤后不能修补从而引起突变。这说明一些基因( )
A.通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物的性状
B.通过控制蛋白质分子结构,从而直接控制生物性状
C.通过控制酶的合成,从而直接控制生物性状
D.可以直接控制生物性状,发生突变后生物的性状随之改变
【解析】选A。基因控制生物的性状有两种方式,一是控制蛋白质(非酶)的结构从而直接控制性状,二是通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物的性状。本题中患者体内由于基因突变而缺乏DNA修复酶,从而使性状改变,所以选A。
本部分内容讲解结束