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1、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 ,【友情提醒】 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。 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,DNA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。 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
2、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】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。 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
3、1】如图所示的过程，下列说法错误的是() A正常情况下，在动植物细胞中都不可能发生 B过程的产物相同，催化的酶也相同 C真核细胞中，进行的场所有细胞核、线粒体、叶绿体；进行的场所为核糖体 D所需的原料分别为脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸,B,【解析】 过程的产物从某种角度讲也许是相同的，但催化过程的酶是DNA聚合酶和DNA解旋酶，催化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 BDNA中的遗传信息是通过转录传递给mRNA的 CDNA中的遗传信息可决定蛋白质中氨基酸的排列顺序 DDNA病毒中没有RNA，
4、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。,D,1DNA(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1/3 mRNA碱基数目1/6 DNA(或基因)碱基数目。,二、基
5、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mR
6、NA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() A32；11；66 B36；12；72 C12；36；24 D11；36；72,B,【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1/3 mRNA碱基数目1/6 DNA(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。,1RNA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
7、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
8、。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( ) 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 直接给癌症患者注射干扰素，进行临床实验 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 B C D,C,【解析】实
9、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
10、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 半乳糖苷酶的活性变 化(如图)。据图分析， 下列叙述合理的是( ),D,A050 min，细胞内无半乳糖苷酶基因 B50100 min，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
11、时，半乳糖苷酶基因开始表达 D培养基中葡萄糖缺乏时，半乳糖苷酶基因开始表达,【解析】图中曲线变化表明：050 min期间，细胞数目一直在增加，50 min后一段时间内，细胞数目不变，之后，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(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，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
12、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
13、过程。对此过程的理解，错误的是( ),A,A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，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】图中为mRNA，是多肽链，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结核杆菌的和都发生在细胞质中 D环丙沙星和红霉素分别抑制细菌的和,【解析】根据表中不同抗菌药物
14、的抗菌机理，红霉素能抑制翻译过程，中心法则中的和发生在以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( ),D,6. 下图是基因指导多肽合成的模式图。据图分析正确的是( ),A因为中含有碱基U，所以其上有密码子 B和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 DL1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
15、合成的模式图。据图分析正确的是( ),B,7. 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
16、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)叶片叶肉细胞中缺乏 酶，叶片可能的基因型是 。 (4)从代谢的角度考虑，怎样使叶片的提取液产氰？ ，说明理由 。,DDhh和ddHH,97,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97。(3)叶片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
