XXXX版学海导航-新课标高中生物总复习(第1轮)配套课件

第8讲基因对性状的控制（对照原则——空白对照）一、基因对性状的控制1.中心法则的理解与分析图解表示出遗传信息的传递有5个过程。(2)以RNA为遗传物质的生物遗传信息的传递①②【友情提醒】①逆转录需要逆转录酶，该酶在基因工程中常用以催化合成目的基因。②中心法则的5个过程都遵循碱基互补配对原则。(3)中心法则与基因表达的关系①DNA的复制体现了遗传信息的传递功能，发生在细胞增殖或产生子代的生殖过程中。②DNA的转录和翻译共同体现了遗传信息的表达功能，发生在个体发育的过程中。2．基因对性状控制的方式(1)直接途径：，如镰刀型细胞贫血症、囊性纤维病的病因。(2)间接途径：状，如白化症状。3．基因与性状的对应关系(1)一般而言，一个基因只决定一种性状。(2)生物体的一个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。(3)有些基因则会影响多种性状，如决定豌豆开红花的基因也决定结灰色的种子。4．基因对性状控制的复杂性基因与性状的关系并不都是简单的线性关系。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，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性状。【友情提醒】①生物的大多数性状是受单基因控制的。这里的“单基因”是指一对等位基因，并不是单个基因。②基因控制生物体的性状，但性状的形成同时还受到环境的影响。【例1】如图所示的过程，下列说法错误的是()A．正常情况下，③④⑥在动植物细胞中都不可能发生B．①③过程的产物相同，催化的酶也相同C．真核细胞中，①②进行的场所有细胞核、线粒体、叶绿体；⑤进行的场所为核糖体D．①②⑤所需的原料分别为脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸B【解析】①③过程的产物从某种角度讲也许是相同的，但催化①过程的酶是DNA聚合酶和DNA解旋酶，催化③过程的酶是逆转录酶，所以催化的酶不相同。【例2】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【解析】本题考查中心法则的知识。无论是核基因还是质基因都是遵循中心法则的。基因通过控制蛋白质的合成来控制生物的性状。DNA病毒虽然没有RNA，但是其可以在宿主细胞中转录出RNA。D1．DNA(基因)、mRNA上碱基数目与氨基酸数目之间的关系在蛋白质的合成过程中，是以DNA(基因)的两条链中的一条为模板，合成一条mRNA单链，因此，DNA中的碱基数目是mRNA中的碱基数目的两倍；在翻译时，mRNA每三个相邻碱基决定一种氨基酸，其数目彼此间的关系一般可表示为(如图)：综上可知：蛋白质中氨基酸数目＝1/3mRNA碱基数目＝1/6DNA(或基因)碱基数目。二、基因表达中相关数量计算2．计算中“最多”和“最少”的分析(1)翻译时，mRNA上的终止密码不决定氨基酸，因此mRNA上的碱基数目是蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。(2)基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些。(3)在回答有关问题时，应加上“最多”或“至少”等字。如：mRNA上有n个碱基，转录产生它的基因中至少有2n个碱基，该mRNA指导合成的蛋白质中最多有n/3个氨基酸。【友情提醒】解题时应看清是DNA上(或基因中)的碱基对数还是个数；是mRNA上密码子的个数还是碱基的个数。【例3】一段原核生物的mRNA通过翻译可合成一条含有11个肽键的多肽，则此mRNA分子至少含有的碱基个数及合成这段多肽需要的tRNA个数以及转录此mRNA的基因中至少含有的碱基数，依次为()A．32；11；66B．36；12；72C．12；36；24D．11；36；72B【解析】已知一条含有11个肽键的多肽，则含有12个氨基酸；又据蛋白质中氨基酸数目＝1/3mRNA碱基数目＝1/6DNA(或基因)碱基数目，所以mRNA分子至少含有36个碱基、转录此mRNA的基因中至少含72个碱基，而氨基酸数与合成这段多肽需要的tRNA个数一致，即12个。1．RNA的复制和逆转录只发生在RNA病毒宿主细胞内的增殖过程中，且逆转录过程必须有逆转录酶的参与。这两个过程是对中心法则的补充和完善。2．生物的大多数性状是受单基因控制的，这里的“单基因”是指一对等位基因，并不是单个基因。3．基因控制生物体的性状，但性状的形成同时还受到环境的影响。一、理论归纳1．概述空白对照组是指除给予范围的实验因素外，不给予研究的实验因素处理的对照组。这里的不做处理，并非什么因素都不给予，而是针对实验所要研究的因素不给予，以体现实验因素的有无对实验结果的直接影响。空白对照能明白地对比和衬托出实验的变化和结果，增强说服力。一、理论归纳2．实例分析在“检测生物组织中的糖类”的实验中，向甲试管溶液中加入生物组织样液，而乙试管溶液中不加生物组织样液，加入等量斐林试剂后一起进行水浴加热，比较它们的变化。这样，甲为实验组，乙为对照组，且乙为典型的空白对照。3．实验组和对照组的关系图示如下：二、演练为了研究用基因重组的方法所生产的干扰素对癌症的治疗效果，有人计划进行如下实验：(1)从癌症患者身上取得癌细胞，并培养此种细胞；(2)给培养中的癌细胞添加干扰素；(3)观察干扰素是否对癌细胞的生长带来变化。上述的实验方案中存在不足。下列可供选择的改进方法中，正确的是()①将培养的癌细胞分成两组，一组添加干扰素，一组不添加干扰素，分别观察生长情况②直接给癌症患者注射干扰素，进行临床实验③设置一系列不同质量分数的干扰素，分别添加给培养中的癌细胞并观察生长情况A．①B．①②C．①③D．①②③C【解析】实验中要遵循对照原则，所以要将培养的癌细胞分成两组，一组添加干扰素，一组不添加干扰素(空白对照组)，分别观察生长情况。另外，要了解干扰素对癌症的治疗效果，应设置一系列不同质量分数的干扰素，分别添加给培养中的癌细胞，观察生长情况。新研制的药物，不经过体外实验是不能直接用于人体进行试验的。1.(2010·上海)1983年科学家证实，引起艾滋病的人类免疫缺陷病毒(HIV)是一种逆转录病毒。下列正确表示HIV感染人体过程的“遗传信息流”示意图是()D【解析】HIV是以RNA为遗传物质的病毒，能控制宿主细胞合成逆转录酶，以RNA为模板逆转录成DNA，该DNA又和人体细胞核内的DNA整合在一起，整合后的DNA分子在人体细胞内又可以复制，还可以转录出RNA，以RNA为模板翻译成病毒的蛋白质。该DNA转录而来的RNA可作为HIV的遗传物质。该病毒无法控制宿主细胞合成RNA复制酶，故HIV的RNA不能复制，所以A、B、C错误。2.(2010·安徽)大肠杆菌可以直接利用葡萄糖，也可以通过合成β－半乳糖苷酶将乳糖分解为葡萄糖和半乳糖加以利用。将大肠杆菌培养在含葡萄糖和乳糖的培养基中，测定其细胞总数及细胞内β－半乳糖苷酶的活性变化(如图)。据图分析，下列叙述合理的是()DA．0～50min，细胞内无β－半乳糖苷酶基因B．50～100min，细胞内无分解葡萄糖的酶C．培养基中葡萄糖和乳糖同时存在时，β－半乳糖苷酶基因开始表达D．培养基中葡萄糖缺乏时，β－半乳糖苷酶基因开始表达【解析】图中曲线变化表明：0～50min期间，细胞数目一直在增加，50min后一段时间内，细胞数目不变，之后，β－半乳糖苷酶才表现出生物活性，将乳糖分解为半乳糖和葡萄糖，细胞数目继续增加。因而可确定分解葡萄糖的酶一直存在，分解乳糖的酶(β－半乳糖苷酶)在葡萄糖缺乏时才开始合成。酶的合成受基因控制，β－半乳糖苷酶基因一直存在。3.(2011·天津)土壤农杆菌能将自身Ti质粒的TDNA整合到植物染色体DNA上，诱发植物形成肿瘤。TDNA中含有植物生长素合成酶基因(S)和细胞分裂素合成酶基因(R)，它们的表达与否能影响相应植物激素的含量，进而调节肿瘤组织的生长与分化。据图分析，下列叙述错误的是()A．当细胞分裂素与生长素的比值升高时，诱发肿瘤生芽B．清除肿瘤组织中的土壤农杆菌后，肿瘤不再生长与分化C．图中肿瘤组织可在不含细胞分裂素与生长素的培养基中生长D．基因通过控制酶的合成控制代谢，进而控制肿瘤组织生长与分化B【解析】由图示信息中S不表达R表达生芽瘤可知，当细胞分裂素与生长素的比值高时，诱发肿瘤生芽；由题意可知土壤农杆菌TDNA中的植物生长素合成酶基因(S)和细胞分裂素合成酶基因(R)已整合到植物染色体DNA上，因此，清除肿瘤组织中的土壤农杆菌后，不会影响肿瘤的生长与分化。4.如图是细胞中多聚核糖体合成多肽链的过程。对此过程的理解，错误的是()AA．合成过程的模板是脱氧核糖核酸，原料是氨基酸B．该过程表明细胞可以迅速合成大量的蛋白质C．该过程发生在细胞质中，②③④是多肽链D．不同生物的信使RNA上相同的密码子决定相同的氨基酸【解析】图中①为mRNA，②③④是多肽链，⑤是核糖体，多聚核糖体合成多肽链的过程是以mRNA(核糖核酸)为模板，氨基酸为原料，合成大量蛋白质；密码子具有通用性，不同的生物共用一套密码子。5.结合以下图表分析，有关说法正确的是()A．①～⑤可发生在人体健康细胞中B．青霉素和利福平能抑制DNA的复制C．结核杆菌的④和⑤都发生在细胞质中D．环丙沙星和红霉素分别抑制细菌的①和③【解析】根据表中不同抗菌药物的抗菌机理，红霉素能抑制翻译过程，中心法则中的④和⑤发生在以RNA为遗传物质的病毒在宿主细胞中的增殖过程中，人体健康的细胞中是不存在该过程的。5.结合以下图表分析，有关说法正确的是()D6.下图是基因指导多肽合成的模式图。据图分析正确的是()A．因为①中含有碱基U，所以其上有密码子B．②和③过程均发生了碱基互补配对C．甲图表示转录过程，乙图表示翻译过程D．L1是一个具有双螺旋结构的DNA分子【解析】密码子是指mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基；由图可知，乙图表示转录，甲图表示翻译，在转录和翻译过程中都有碱基互补配对发生；L1、L2共同构成DNA的双螺旋结构。6.下图是基因指导多肽合成的模式图。据图分析正确的是()B7.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化物是经下列生化途径产生的：基因D、H(独立遗传)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。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进而控制生物的性状(2)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。DDhh和ddHH9∶7氰酸ddHH或ddHh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【解析】(1)可依据生化途径进行判断，但要注意全面。(2)由“两个不产氰的品种杂交，F1全部产氰”，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，故含有产氰糖苷酶，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)依据提取液中加入含氰糖苷和氰酸酶其中之一都不能产氰，推测基因型为ddhh，只有同时加入含氰糖苷和氰酸酶才能产氰。