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1、第四章第四章 基因的表达基因的表达课前自习课堂导学课后提升第2讲 基因对性状的控制要点要点一一151314要点要点二二612速效训练速效训练考题精编考题精编要点要点三三一、中心法则的提出及其发展1中心法则的提出(1)提出人：克里克。(2)内容： 2中心法则的发展与完善(1)1965年，科学家在RNA肿瘤病毒里发现了一种RNA复制酶，像DNA复制酶能对DNA进行复制一样，RNA复制酶能对RNA进行复制(即遗传信息由RNA流向RNA)。(2)1970年，科学家在致癌的RNA病毒中发现逆转录酶，它能以RNA为模板合成DNA(遗传信息由RNA流向DNA)。 (3)1982年，科学家发现疯牛病是由一种结
2、构异常的蛋白质在脑细胞内大量增殖引起的。这种因错误折叠而形成的结构异常的蛋白质，可能促使与其具有相同氨基酸序列的蛋白质发生同样的折叠错误，从而形成大量结构异常的蛋白质。3完善后的中心法则内容 二、基因、蛋白质与性状的关系1间接控制(1)机理：基因通过酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体性状。(2)实例：白化病是由控制酪氨酸酶的基因异常引起的。2直接控制(1)机理：基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。要点要点一一151314要点要点二二612速效训练速效训练考题精编考题精编要点要点三三(2)实例：囊性纤维病是由于编码一个跨膜蛋白(CFTR)的基因缺失3个碱基跨膜蛋白结构异常(CF
3、TR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸，进而影响了CFTR蛋白的结构)功能异常肺部感染，使CFTR转运氯离子的功能异常，导致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，最终使肺功能严重受损。此病目前还没有有效地治疗措施，但在基因水平上理解病因，将有助于人们找到合理有效的治疗方法。3基因与性状的关系(1)一般来说，基因决定生物体的性状。(2)基因与性状的关系并不都是简单的线性关系。(3)性状的形成是基因与环境共同作用的结果。4生物体性状的控制网络：基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间的相互作用，形成一个复杂的网络。 要点要点一一151314要点要点二二612速效训练速效训练考题精编考
4、题精编要点要点三三三、细胞质基因1分布：线粒体、叶绿体中。2功能：能进行半自主自我复制，并通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成。3线粒体DNA缺陷引起的疾病特点(1)病例：线粒体肌病、神经肌肉衰弱。(2)特点：母系遗传(都只能通过母亲传给后代)。 要点要点一一151314要点要点二二612速效训练速效训练考题精编考题精编要点要点三三考点访谈一、中心法则适用的情况DNA的基本功能遗传信息的传递和表达，可用中心法则来表示： 1以DNA为遗传物质的生物(所有真核生物、原核生物及一些病毒)的遗传信息传递过程2以RNA为遗传物质的生物的遗传信息传递过程(如RNA病毒)要点要点一一151314要点要点二二6
5、12速效训练速效训练考题精编考题精编要点要点三三第一种情况(不具逆转录能力的RNA病毒，如流感病毒、烟草花叶病毒、车前草病毒)：第二种情况(具有逆转录能力的RNA病毒，如艾滋病病毒)：3以蛋白质为遗传物质的生物遗传信息的传递方式(如引起疯牛病的病原体朊病毒是一种只含蛋白质的生物)蛋白质蛋白质要点要点一一151314要点要点二二612速效训练速效训练考题精编考题精编要点要点三三温馨提示 无论是DNA病毒，还是RNA病毒，其增殖过程都离不开活的宿主细胞。 要点要点一一151314要点要点二二612速效训练速效训练考题精编考题精编要点要点三三典例精析1(2010广东摸底)请回答下列有关遗传信息传递的
6、问题：(1)为研究某病毒的致病过程，科学家设计了如下图所示的模拟实验：从病毒中分离得到物质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。要点要点一一151314要点要点二二612速效训练速效训练考题精编考题精编要点要点三三将提纯的产物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
7、子代病毒外壳的化合物的原料来自，而决定该化合物合成的遗传信息来自。若该病毒除感染小鼠外，还能感染其他哺乳动物(并繁殖出子代病毒)，则说明所有生物共用一套。该病毒遗传信息的传递过程为 。 答案：(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RNADNAmRNA蛋白质要点要点一一151314要点要点二二612速效训练速效训练考题精编考题精编要点要点三三变式演练1(2009江苏模拟)已知甲、乙、丙三种类型的病毒，它们的遗传信息的传递方式分别用下图中的甲、乙、丙表示，请分析回答问题：(1)举例说明这三种病毒，并在括号内写出它们的遗传物质：甲：()；乙：()；丙：()。 要点
8、要点一一151314要点要点二二612速效训练速效训练考题精编考题精编要点要点三三(2)过程3、10表示；过程6表示；过程1、4、8、11表示；过程2、5、9表示；过程7表示，此过程除需要原料、能量等以外，还必须要有的作用。(3)用简略图表示这三种病毒中遗传信息的传递和表达过程：甲：_；乙： _；丙：_。(4)这三种病毒的遗传信息的传递过程都必须在_内进行。 要点要点一一151314要点要点二二612速效训练速效训练考题精编考题精编要点要点三三答案：(1)T2噬菌体(DNA)烟草花叶病毒(RNA)艾滋病病毒(RNA)(2)DNA复制RNA复制转录翻译逆转录逆转录酶(3)见下图(4)(宿主)细胞
9、要点要点一一151314要点要点二二612速效训练速效训练考题精编考题精编要点要点三三考点访谈二、中心法则与基因表达的关系(1)DNA的复制体现了遗传信息的传递功能，发生在有丝分裂、减数分裂等分裂过程中。(2)DNA的转录和翻译共同体现了遗传信息的表达功能，发生在个体的发育过程中。 要点要点一一151314要点要点二二612速效训练速效训练考题精编考题精编要点要点三三温馨提示 哺乳动物成熟红细胞中无DNA的转录和翻译。细胞分裂的整个过程均有DNA的转录和翻译。要点要点一一151314要点要点二二612速效训练速效训练考题精编考题精编要点要点三三典例精析2(2009杭州模拟)下图示发生在生物体内
10、遗传信息传递和表达的过程，相关叙述正确的是()A过程只发生在细胞核内，遵循碱基互补配对原则B、过程不能发生在真核细胞内，只发生在原核细胞内，遵循碱基互补配对原则C过程只发生在核糖体上，不遵循碱基互补配对原则D过程可发生在线粒体、叶绿体内，遵循碱基互补配对原则要点要点一一151314要点要点二二612速效训练速效训练考题精编考题精编要点要点三三解析：DNA复制可发生在细胞核中，也可发生在线粒体、叶绿体中。、过程可发生在真核细胞内(该类病毒侵入到真核细胞内时，、过程也就自然发生在真核细胞内)。答案：D要点要点一一151314要点要点二二612速效训练速效训练考题精编考题精编要点要点三三变式演练2(
11、2010徐州六模联考)请回答有关真核细胞中遗传信息及其表达的问题：(1)将同位素标记的尿核苷(尿嘧啶和核糖的结合物)加入细胞培养液中，不久在细胞核中发现被标记的_、_、_大分子。(2)将从A细胞中提取的核酸，通过基因工程等方法，转移到另一种细胞B中，当转入_时，其遗传信息可以在B细胞中得到表达并能够复制传给下一代，当转入_时，在B细胞中虽能合成相应的蛋白质，但性状不会遗传。 (3)已知某基因片段碱基排列如右图。由它控制合成的多肽中含有“脯氨酸谷氨酸谷氨酸赖氨酸”的氨基酸序列。(脯氨酸的密码子是：CCU、CCC、CCA、CCG；谷氨酸的是GAA、GAG；赖氨酸的是AAA、AAG；甘氨酸的是GGU
12、、GGC、GGA、GGG)要点要点一一151314要点要点二二612速效训练速效训练考题精编考题精编要点要点三三翻译上述多肽的mRNA是由该基因的链转录的(用图中a或b表示)，此mRNA的碱基排列顺序是 。若该基因由于一个碱基被置换而发生突变，所合成的多肽的氨基酸排列顺序成为“脯氨酸谷氨酸甘氨酸赖氨酸”，写出控制此多肽片段对应的DNA模板链的碱基排列顺序：。 答案：(1)mRNAtRNArRNA(顺序可颠倒)(2)DNARNA (3)bCCUGAAGAGAAGGGACTTCCCTTC要点要点一一151314要点要点二二612速效训练速效训练考题精编考题精编要点要点三三考点访谈三、基因、蛋白质、
13、性状的关系1基因与生物性状之间的关系(1)基因是有遗传效应的DNA片段。(2)基因通过控制蛋白质的合成来控制性状。(3)基因控制性状的两种方式：(4)生物的性状与基因不是一一对应关系，有些性状是受单基因控制的，有些性状是由多对基因来决定的，有的基因可能影响多种性状。 要点要点一一151314要点要点二二612速效训练速效训练考题精编考题精编要点要点三三(5)生物的性状是基因型和环境因素共同作用的结果。其中，基因起决定作用。2基因控制性状的实例分析(1)控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状要点要点一一151314要点要点二二612速效训练速效训练考题精编考题精编要点要点三三豌豆粒型苯丙
14、酮尿症及白化病要点要点一一151314要点要点二二612速效训练速效训练考题精编考题精编要点要点三三要点要点一一151314要点要点二二612速效训练速效训练考题精编考题精编要点要点三三典例精析3(2010上海质检)白化病和黑尿症都是酶缺陷引起的分子遗传病，前者不能由酪氨酸合成黑色素，后者不能将尿黑酸转变为乙酰乙酸，排出的尿液因含有尿黑酸，遇空气后氧化变黑。下图甲表示人体内与之相关的系列生化过程，请回答：(1)图乙中abc表示控制图甲中酶A合成的DNA分子复制过程，黑点表示DNA分子复制的起始点，“”表示DNA分子复制的方向，从左到右表示复制的时间顺序。若a中含有48502个碱基对，子链的延伸
15、速度是105个碱基对/min，则此DNA分子复制完成约需30 s，而实际上只需16 s。根据图乙中ac分析，其原因是_。要点要点一一151314要点要点二二612速效训练速效训练考题精编考题精编要点要点三三(2)图甲过程中，酶是蛋白质，参与催化DNA信息转化为氨基酸序列的酶至少有(多选)。ADNA解旋酶 BRNA聚合酶CtRNA合成酶 D蛋白酶(3)如果控制酶B合成的基因发生突变，则会导致黑色素无法合成而形成白化病。但是，如果仅控制酶A合成的基因发生突变，却不会导致白化病，原因可能是_。 要点要点一一151314要点要点二二612速效训练速效训练考题精编考题精编要点要点三三(4)由图甲的例子可
16、知，基因是如何控制生物性状的？_。(5)由图甲可见：若控制酶A合成的基因发生变异，会引起多个性状改变；黑尿症与图中几个基因都有代谢关系，这说明 _。解析：(1)DNA的复制是半保留复制，并且边解旋边复制。而从题目中看出，复制时间约是单向的1/2，所以复制是双向的。(2)DNA的信息转化成氨基酸序列需经过转录和翻译两个过程，所需酶有DNA解旋酶、RNA聚合酶、tRNA合成酶。基因在控制性状的过程中有两个途径，一是通过控制酶的合成，二是通过控制蛋白质的合成来进行的。答案：(1)复制是双向进行的(2)ABC(3)食物中含有酪氨酸(4)基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物性状(5)一个基因
17、可能控制多个性状；一个性状可能受多个基因控制要点要点一一151314要点要点二二612速效训练速效训练考题精编考题精编要点要点三三变式演练3(2009南京模拟)如下图所示，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。请回答相关问题：(1)a、b、c、d、e所表示的五个过程中，有水生成的过程有_(用字母表示)。(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过程主要发生在真核细胞_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_。要点要点一一151314要点要点二二612速效训练速效训练考题精编考题
18、精编要点要点三三(6)RNA病毒的遗传信息传递与表达的途径有(用类似本题图的形式表示)：_；_。答案：(1)a、b、c、d、e(2)c(3)有丝分裂间期和减数第一次分裂间(4)细胞核(5)tRNA(转运RNA)(6) RNADNARNA蛋白质要点要点一一151314要点要点二二612速效训练速效训练考题精编考题精编要点要点三三速效训练一、选择题1下列属于基因通过控制蛋白质的结构来直接控制生物体性状的实例的是()人类的白化病囊性纤维病苯丙酮尿症镰刀型细胞贫血症ABCD答案：D2下列有关细胞质基因的说法，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
19、进行复制D细胞质基因控制的遗传病只能通过母本传给子代答案：A要点要点一一151314要点要点二二612速效训练速效训练考题精编考题精编要点要点三三3牵牛花的颜色主要是由花青素决定的。下图为花青素的合成与颜色变化途径示意图：从图中不能得出的结论是()A花的颜色由多对基因共同控制B基因可能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答案：D 要点要点一一151314要点要点二二612速效训练速效训练考题精编考题精编要点要点三三4艾滋病病毒属RNA病毒，具有逆转录酶，如果它决定某性状的一段RNA含碱基A 19%、C 26%、G 32%，则通过逆转录过
20、程形成的双链DNA含碱基A()A19% B21% C23% D42%答案：B要点要点一一151314要点要点二二612速效训练速效训练考题精编考题精编要点要点三三5(2010海南调研)下图表示同一生物体内不同体细胞的基因表达情况，据图判断下列说法中不正确的是()A图中黑色方框表示表达的基因B图中白色方框表示“沉默”的基因C图解可说明细胞的分化是基因选择性表达的结果D图中的3种细胞的基因组成具有特异性差异答案：D要点要点一一151314要点要点二二612速效训练速效训练考题精编考题精编要点要点三三6正常情况下，下图所示的过程在动植物细胞中都不可能发生的是()A BC D答案：B要点要点一一151
21、314要点要点二二612速效训练速效训练考题精编考题精编要点要点三三7(2009江苏模拟)下列关于遗传信息传递的叙述中，不正确的是()A遗传信息可以通过细胞分裂向子细胞中传递B遗传信息可通过减数分裂和有性生殖向下代传递C通过有丝分裂和无性生殖，遗传信息也可以向下代传递D在同一个生物个体中，不存在遗传信息传递答案：D要点要点一一151314要点要点二二612速效训练速效训练考题精编考题精编要点要点三三8在生物体内性状的表达一般遵循“DNARNA蛋白质”的表达原则。下面是几种与此有关的说法，错误的是()A在细胞的一生中，DNA不变，RNA以及蛋白质分子是变化的B真核生物DNARNA主要是在细胞核中
22、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和蛋白质有区别D在细胞的一生中，DNA、RNA以及蛋白质种类和数量是不变的答案：D要点要点一一151314要点要点二二612速效训练速效训练考题精编考题精编要点要点三三9(2010山东调研)果蝇产生眼色素b和d的反应如下：底物a 色素d。野生型果蝇有两种色素，眼睛为红褐色；缺乏色素b表现为鲜红色眼；缺乏色素d表现为褐色眼；两种色素都缺乏时，表现为无色(白色)眼，将一只白眼果蝇同一只纯合的野生型果蝇交配，子代F1具有的酶是()A只有X B只有YC有X和Y DX和Y都无答案：C要点要点一一151314要点要点二二6
23、12速效训练速效训练考题精编考题精编要点要点三三10(2010上海调研)聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction)简称PCR，是一种分子生物学技术，用于放大特定的DNA片段。PCR可看做生物体外的特殊的DNA复制。在亲子鉴定、刑侦破案等实际问题中常通过PCR技术对样品DNA进行处理。此技术采用的科学方法是()A假说 B演绎C归纳 D模拟答案：D要点要点一一151314要点要点二二612速效训练速效训练考题精编考题精编要点要点三三11下列生物或细胞及其内的遗传信息传递情况正确的是()答案：D 要点要点一一151314要点要点二二612速效训练速效训练考题精编考题精编要点
24、要点三三12(2009广东模拟)人体中具有生长激素基因和血红蛋白基因，两者()A分别存在于不同组织的细胞中B均在细胞分裂前期按照碱基互补配对原则复制C均在细胞核内转录和翻译D转录的信使RNA上相同的密码子翻译成相同的氨基酸解析：不同组织的体细胞中基因相同；复制发生在分裂间期；转录发生在细胞核，翻译发生在细胞质。答案：D要点要点一一151314要点要点二二612速效训练速效训练考题精编考题精编要点要点三三二、非选择题13(2009杭州模拟)根据下图，回答有关问题： (1)此图解的全过程叫。(2)图中的生理过程叫_。下列与图中的生理过程有关的说法中，正确的是_(多选)。A完成生理过程的场所一定在细
25、胞核中B完成生理过程需要ATP提供能量C完成生理过程需要适宜的温度和pHD完成生理过程需要含A、U、C、G四种碱基的脱氧核苷酸要点要点一一151314要点要点二二612速效训练速效训练考题精编考题精编要点要点三三 (3)图中的生理过程叫_；完成生理过程时，下列碱基互补配对中，不发生的是_。AAT BGCCCG DAU(4)图中的生理过程叫_；完成该过程需要的一种特殊的酶称为_。(5)图中的生理过程叫_；完成过程的细胞器是_。(6)下列哪一类生物的遗传物质可能发生图中虚线部分所示的生理过程？_。A细菌 B蓝藻C病毒 D原生动物答案：(1)中心法则(2)DNA的复制BC(3)转录A(4)逆转录逆转
26、录酶(5)翻译核糖体(6)C要点要点一一151314要点要点二二612速效训练速效训练考题精编考题精编要点要点三三14(2010宁夏调研)艾滋病是由“人类免疫缺陷病毒(HIV)”引起的，其遗传物质RNA逆转录形成的DNA可整合到患者细胞的基因组中，这样每个被感染的细胞就成为产生HIV的工厂，细胞裂解后将释放数百万个HIV。下图为艾滋病病毒(HIV)侵染人体淋巴细胞及其繁殖过程的示意图，请据图分析说明下列问题(提示：艾滋病病毒是一种球形病毒，外有蛋白质组成的外壳，内有两条RNA)：要点要点一一151314要点要点二二612速效训练速效训练考题精编考题精编要点要点三三(1)图中3表示病毒正在侵染淋
27、巴细胞，进入淋巴细胞内的是病毒的_。(2)图中4至5的过程中用到的原料来自_。(3)图中5是通过_进入淋巴细胞的细胞核中的。5至6表示病毒的遗传物质整合到淋巴细胞的_分子上，使人体的免疫系统难以发现，从而在人体细胞内潜伏下来。(4)图中6至7是形成病毒蛋白质的过程，该过程需经过_和_，所用的原料有_，来源于_。(5)图中6至8是形成病毒RNA的过程，其中6的腺嘌呤与8的_互补。(6)目前科学家们研制出的治疗艾滋病的药物是用来阻止4至5的进行，其原理是抑制_的活性。要点要点一一151314要点要点二二612速效训练速效训练考题精编考题精编要点要点三三(7)HIV有和两种类型，其中型又有7个亚型。
28、型的基因组中4个主要基因的突变率最高，可达22%。HIV变异株多达100种左右，给目前研制疫苗带来了很大困难，因此切断传播途径是唯一行之有效的预防措施。HIV众多变异类型是_的结果，这种变异特点与一般生物的不同之处是_，其原因是_。(8)如果将病毒置于细胞外，该病毒不能繁殖的原因是：病毒本身缺乏繁殖所需的_。答案：(1)RNA(2)淋巴(寄主)细胞(3)核孔DNA(4)转录翻译核糖核苷酸和氨基酸淋巴(寄主)细胞(5)尿嘧啶(6)逆转录酶(7)基因突变基因突变频率高单链RNA结构不稳定(8)酶、ATP、原料、核糖体等要点要点一一151314要点要点二二612速效训练速效训练考题精编考题精编要点要
29、点三三考题精编 1(2009重庆理综)下表有关基因表达的选项中，不可能的是()答案：D要点要点一一151314要点要点二二612速效训练速效训练考题精编考题精编要点要点三三2(2009海南高考)已知a、b、c、d是某细菌DNA片段上的4个基因，右图中W表示野生型，、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A基因aB基因bC基因cD基因d答案：B酶的活性，发现仅在野生型和突变体中该酶有活性，则编码该酶的基因是()要点要点一一151314要点要点二二612速效训练速效训练考题精编考题精编要点要点三三3(2009银川模拟)转录和逆转录是生物遗传信息传
30、递过程中的两个步骤，相关叙述正确的是()A都需要模板、能量、酶、原料B都在细胞核内进行C所有生物都可以进行转录和逆转录D都需要tRNA转运核苷酸原料答案：A要点要点一一151314要点要点二二612速效训练速效训练考题精编考题精编要点要点三三4(2009山东调研)在遗传信息的传递过程中，一般不可能发生的是()ADNA复制、转录及翻译过程都遵循碱基互补配对原则B核基因转录形成的mRNA穿过核孔进入细胞质中进行翻译过程CDNA复制、转录都是以DNA的一条链为模板，翻译则是以mRNA为模板DDNA复制、转录和翻译的原料依次是脱氧核苷酸、核糖核苷酸和氨基酸答案：C要点要点一一151314要点要点二二6
31、12速效训练速效训练考题精编考题精编要点要点三三5(2009浙江理综)正常小鼠体内常染色体上的B基因编码胱硫醚裂解酶(G酶)，体液中的H2S主要由G酶催化产生。为了研究G酶的功能，需要选育基因型为BB的小鼠。通过将小鼠一条常染色体上的B基因去除，培育出了一只基因型为BB的雄性小鼠(B表示具有B基因，B表示去除了B基因，B和B不是显隐性关系)。请回答：(1)现提供正常小鼠和一只BB雄性小鼠，欲选育BB雌性小鼠。请用遗传图解表示选育过程(遗传图解中表现型不作要求)。(2)B基因控制G酶的合成，其中翻译过程在细胞质的_上进行，通过tRNA上的_与mRNA上的碱基识别，将氨基酸转移到肽链上。酶的催化反应具有高效性，胱硫醚在G酶的催化下生成H2S的速率加快，这是因为_。 要点要点一一151314要点要点二二612速效训练速效训练考题精编考题精编要点要点三三(3)下图表示不同基因型小鼠血浆中G酶浓度和H2S浓度的关系。BB个体的血浆中没有G酶而仍有少量H2S产生，这是因为_。通过比较BB和BB个体的基因型、G酶浓度与H2S浓度之间的关系、可得出的结论是_。要点要点一一151314要点要点二二612速效训练速效训练考题精编考题精编要点要点三三