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2013届高考生物第一轮高频考点复习课件:第8讲 基因对形状的控制(共44张PPT)


第8讲 基因对形状的控制
(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 ① ②

【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.等位基因和性状的关系

5.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 ( B )

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

【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】(2010· 海南)下列关于遗传信息传递的叙述,错 误的是( D ) 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。

二、基因表达中相关数量计算 1.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=1/3 mRNA碱基数 目=1/6 DNA(或基因)碱基数目。

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( B ) A.32;11;66 B.36;12;72 C.12;36;24 D.11;36;72

【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。

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。 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( C ) 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.① B.①② C.①③ D.①②③

【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,应设臵一系列不同 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( D )

A.0~50 min,细胞内无β-半乳糖苷酶基因 B.50~100 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:0~50 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,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T-DNA整 合到植物染色体DNA上,诱发植物形成肿瘤。T-DNA 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( B ) 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

【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.(2011·安徽省级名校联考)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( 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, 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(

)

5.结合以下图表分析,有关说法正确的是( D )

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。

6.(2011·广州综合测试)下图是基因指导多肽合成的 模式图。据图分析正确的是( )

6.(2011·广州综合测试)下图是基因指导多肽合成的 模式图。据图分析正确的是( B ) 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。

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生物的性状 。 (2)两个不产氰品种的基因型是 DDhh和ddHH ,在 F2中产氰和不产氰的理论比为 9∶7 。 (3)叶片Ⅱ叶肉细胞中缺乏 氰酸 酶,叶片Ⅲ可能的 基因型是 ddHH或ddHh 。 (4)从代谢的角度考虑,怎样使叶片Ⅳ的提取液产氰? 同时加入含氰糖苷和氰酸酶 ,说明理由 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。


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生物的性状有的仅由一对基因控制,有的由多对基因共同控制.荠菜(2N=32)是一年生植物,果实的形状有三角形和卵圆形良好总,两种纯合类型的荠菜杂交,F1全为三角形,...

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