高考生物第1輪總復(fù)習(xí) 第8講 基因?qū)π誀畹目刂普n件 新人教版必修2（福建專版）

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1、（對(duì)照原則空白對(duì)照） 一、 基因?qū)π誀畹目刂?1. 中心法則的理解與分析 圖解表示出遺傳信息的傳遞有5個(gè)過(guò)程。 (2)以RNA為遺傳物質(zhì)的生物遺傳信息的傳遞 【友情提醒】逆轉(zhuǎn)錄需要逆轉(zhuǎn)錄酶，該酶在基因工程中常用以催化合成目的基因。中心法則的5個(gè)過(guò)程都遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。 (3)中心法則與基因表達(dá)的關(guān)系 DNA的復(fù)制體現(xiàn)了遺傳信息的傳遞功能，發(fā)生在細(xì)胞增殖或產(chǎn)生子代的生殖過(guò)程中。 DNA的轉(zhuǎn)錄和翻譯共同體現(xiàn)了遺傳信息的表達(dá)功能，發(fā)生在個(gè)體發(fā)育的過(guò)程中。 2基因?qū)π誀羁刂频姆绞?(1)直接途徑： ，如鐮刀型細(xì)胞貧血癥、囊性纖維病的病因。 (2)間接途徑： 狀，如白化癥狀。 3基因與性狀的對(duì)應(yīng)關(guān)系

2、 (1)一般而言，一個(gè)基因只決定一種性狀。 (2)生物體的一個(gè)性狀有時(shí)受多個(gè)基因的影響，如玉米葉綠素的形成至少與50多個(gè)不同基因有關(guān)。 (3)有些基因則會(huì)影響多種性狀，如決定豌豆開(kāi)紅花的基因也決定結(jié)灰色的種子。 4等位基因和性狀的關(guān)系 5基因?qū)π誀羁刂频膹?fù)雜性 基因與性狀的關(guān)系并不都是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系?；蚺c基因、基因與基因產(chǎn)物、基因與環(huán)境之間存在著復(fù)雜的相互作用，這種相互作用形成了一個(gè)錯(cuò)綜復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，精細(xì)地調(diào)控著生物體的性狀。 【友情提醒】生物的大多數(shù)性狀是受單基因控制的。這里的“單基因”是指一對(duì)等位基因，并不是單個(gè)基因。 基因控制生物體的性狀，但性狀的形成同時(shí)還受到環(huán)境的影響。 【例1】如圖

3、所示的過(guò)程，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是() A正常情況下，在動(dòng)植物細(xì)胞中都不可能發(fā)生 B過(guò)程的產(chǎn)物相同，催化的酶也相同 C真核細(xì)胞中，進(jìn)行的場(chǎng)所有細(xì)胞核、線粒體、葉綠體；進(jìn)行的場(chǎng)所為核糖體 D所需的原料分別為脫氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸B 【解析】 過(guò)程的產(chǎn)物從某種角度講也許是相同的，但催化過(guò)程的酶是DNA聚合酶和DNA解旋酶，催化過(guò)程的酶是逆轉(zhuǎn)錄酶，所以催化的酶不相同。 1DNA(基因)、mRNA上堿基數(shù)目與氨基酸數(shù)目之間的關(guān)系 在蛋白質(zhì)的合成過(guò)程中，是以DNA(基因)的兩條鏈中的一條為模板，合成一條mRNA單鏈，因此，DNA中的堿基數(shù)目是mRNA中的堿基數(shù)目的兩倍；在翻譯時(shí)，mRNA每三個(gè)相鄰堿基

4、決定一種氨基酸，其數(shù)目彼此間的關(guān)系一般可表示為(如圖)： 綜上可知：蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目1/3 mRNA堿基數(shù)目1/6 DNA(或基因)堿基數(shù)目。 二、基因表達(dá)中相關(guān)數(shù)量計(jì)算 2計(jì)算中“最多”和“最少”的分析 (1)翻譯時(shí)，mRNA上的終止密碼不決定氨基酸，因此mRNA上的堿基數(shù)目是蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目的3倍還要多一些。 (2)基因或DNA上的堿基數(shù)目比對(duì)應(yīng)的蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目的6倍還要多一些。 (3)在回答有關(guān)問(wèn)題時(shí)，應(yīng)加上“最多”或“至少”等字。 如：mRNA上有n個(gè)堿基，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生它的基因中至少有2n個(gè)堿基，該mRNA指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)中最多有n/3個(gè)氨基酸。 【友情提醒】解題時(shí)應(yīng)看清是DNA上

5、(或基因中)的堿基對(duì)數(shù)還是個(gè)數(shù)；是mRNA上密碼子的個(gè)數(shù)還是堿基的個(gè)數(shù)。 【例3】一段原核生物的mRNA通過(guò)翻譯可合成一條含有11個(gè)肽鍵的多肽，則此mRNA分子至少含有的堿基個(gè)數(shù)及合成這段多肽需要的tRNA個(gè)數(shù)以及轉(zhuǎn)錄此mRNA的基因中至少含有的堿基數(shù)，依次為() A32；11；66 B36；12；72 C12；36；24 D11；36；72B 【解析】已知一條含有11個(gè)肽鍵的多肽，則含有12個(gè)氨基酸；又據(jù)蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目1/3 mRNA堿基數(shù)目1/6 DNA(或基因)堿基數(shù)目，所以mRNA分子至少含有36個(gè)堿基、轉(zhuǎn)錄此mRNA的基因中至少含72個(gè)堿基，而氨基酸數(shù)與合成這段多肽需要的tRNA

6、個(gè)數(shù)一致，即12個(gè)。1RNA的復(fù)制和逆轉(zhuǎn)錄只發(fā)生在RNA病毒宿主細(xì)胞內(nèi)的增殖過(guò)程中，且逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程必須有逆轉(zhuǎn)錄酶的參與。這兩個(gè)過(guò)程是對(duì)中心法則的補(bǔ)充和完善。2生物的大多數(shù)性狀是受單基因控制的，這里的“單基因”是指一對(duì)等位基因，并不是單個(gè)基因。3基因控制生物體的性狀，但性狀的形成同時(shí)還受到環(huán)境的影響。 一、理論歸納1概述空白對(duì)照組是指除給予范圍的實(shí)驗(yàn)因素外，不給予研究的實(shí)驗(yàn)因素處理的對(duì)照組。這里的不做處理，并非什么因素都不給予，而是針對(duì)實(shí)驗(yàn)所要研究的因素不給予，以體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)因素的有無(wú)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的直接影響?？瞻讓?duì)照能明白地對(duì)比和襯托出實(shí)驗(yàn)的變化和結(jié)果，增強(qiáng)說(shuō)服力。2實(shí)例分析在“檢測(cè)生物組織中的糖類”的

7、實(shí)驗(yàn)中，向甲試管溶液中加入生物組織樣液，而乙試管溶液中不加生物組織樣液，加入等量斐林試劑后一起進(jìn)行水浴加熱，比較它們的變化。這樣，甲為實(shí)驗(yàn)組，乙為對(duì)照組，且乙為典型的空白對(duì)照。3實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的關(guān)系圖示如下：二、演練為了研究用基因重組的方法所生產(chǎn)的干擾素對(duì)癌癥的治療效果，有人計(jì)劃進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：(1)從癌癥患者身上取得癌細(xì)胞，并培養(yǎng)此種細(xì)胞；(2)給培養(yǎng)中的癌細(xì)胞添加干擾素；(3)觀察干擾素是否對(duì)癌細(xì)胞的生長(zhǎng)帶來(lái)變化。上述的實(shí)驗(yàn)方案中存在不足。下列可供選擇的改進(jìn)方法中，正確的是( )將培養(yǎng)的癌細(xì)胞分成兩組，一組添加干擾素，一組不添加干擾素，分別觀察生長(zhǎng)情況直接給癌癥患者注射干擾素，進(jìn)行臨床實(shí)驗(yàn)設(shè)

8、置一系列不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的干擾素，分別添加給培養(yǎng)中的癌細(xì)胞并觀察生長(zhǎng)情況 A B C DC【解析】實(shí)驗(yàn)中要遵循對(duì)照原則，所以要將培養(yǎng)的癌細(xì)胞分成兩組，一組添加干擾素，一組不添加干擾素(空白對(duì)照組)，分別觀察生長(zhǎng)情況。另外，要了解干擾素對(duì)癌癥的治療效果，應(yīng)設(shè)置一系列不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的干擾素，分別添加給培養(yǎng)中的癌細(xì)胞，觀察生長(zhǎng)情況。新研制的藥物，不經(jīng)過(guò)體外實(shí)驗(yàn)是不能直接用于人體進(jìn)行試驗(yàn)的。 1.(2010上海)1983年科學(xué)家證實(shí)，引起艾滋病的人類免疫缺陷病毒(HIV)是一種逆轉(zhuǎn)錄病毒。下列正確表示HIV感染人體過(guò)程的“遺傳信息流”示意圖是( )D 【解析】HIV是以RNA為遺傳物質(zhì)的病毒，能控制宿主細(xì)胞

9、合成逆轉(zhuǎn)錄酶，以RNA為模板逆轉(zhuǎn)錄成DNA，該DNA又和人體細(xì)胞核內(nèi)的DNA整合在一起，整合后的DNA分子在人體細(xì)胞內(nèi)又可以復(fù)制，還可以轉(zhuǎn)錄出RNA，以RNA為模板翻譯成病毒的蛋白質(zhì)。該DNA轉(zhuǎn)錄而來(lái)的RNA可作為HIV的遺傳物質(zhì)。該病毒無(wú)法控制宿主細(xì)胞合成RNA復(fù)制酶，故HIV的RNA不能復(fù)制，所以A、B、C錯(cuò)誤。 2.(2010安徽)大腸桿菌可以直接利用葡萄糖，也可 以通過(guò)合成半乳糖苷酶將乳糖分解為葡萄糖和半乳糖加以利用。將大腸桿菌培養(yǎng)在含葡萄糖和乳糖的培養(yǎng)基中，測(cè)定其細(xì)胞總數(shù)及細(xì)胞內(nèi)半乳糖苷酶的活性變化(如圖)。據(jù)圖分析，下列敘述合理的是( )D A050 min，細(xì)胞內(nèi)無(wú)半乳糖苷酶基因

10、 B50100 min，細(xì)胞內(nèi)無(wú)分解葡萄糖的酶 C培養(yǎng)基中葡萄糖和乳糖同時(shí)存在時(shí)，半乳糖苷酶基因開(kāi)始表達(dá) D培養(yǎng)基中葡萄糖缺乏時(shí)，半乳糖苷酶基因開(kāi)始表達(dá) 【解析】圖中曲線變化表明：050 min期間，細(xì)胞數(shù)目一直在增加，50 min后一段時(shí)間內(nèi)，細(xì)胞數(shù)目不變，之后，半乳糖苷酶才表現(xiàn)出生物活性，將乳糖分解為半乳糖和葡萄糖，細(xì)胞數(shù)目繼續(xù)增加。因而可確定分解葡萄糖的酶一直存在，分解乳糖的酶(半乳糖苷酶)在葡萄糖缺乏時(shí)才開(kāi)始合成。酶的合成受基因控制，半乳糖苷酶基因一直存在。3.(2010海南)下列關(guān)于遺傳信息傳遞的敘述，錯(cuò)誤的是( )A線粒體和葉綠體中遺傳信息的傳遞遵循中心法則BDNA中的遺傳信息是通

11、過(guò)轉(zhuǎn)錄傳遞給mRNA的CDNA中的遺傳信息可決定蛋白質(zhì)中氨基酸的排列順序DDNA病毒中沒(méi)有RNA，其遺傳信息的傳遞不遵循中心法則D【解析】本題考查中心法則的知識(shí)。無(wú)論是核基因還是質(zhì)基因都是遵循中心法則的?；蛲ㄟ^(guò)控制蛋白質(zhì)的合成來(lái)控制生物的性狀。DNA病毒雖然沒(méi)有RNA，但是其可以在宿主細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄出RNA。 4.DNA分子模板鏈上的堿基序列攜帶的遺傳信息最終翻譯成的氨基酸如下表所示。則右圖所示的轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(tRNA)所攜帶的氨基酸是(注：反密碼子從攜帶氨基酸的一端開(kāi)始讀碼)( )A.精氨酸 B丙氨酸C半胱氨酸 D蘇氨酸D【解析】由題中注解知，tRNA上的反密碼子為UGC，故mRNA上的密碼子為

12、ACG，則相應(yīng)的DNA分子模板鏈上的堿基序列為T(mén)GC。根據(jù)題中的密碼子表可知，該tRNA攜帶的氨基酸是蘇氨酸。5.根據(jù)下表中的已知條件，判斷色氨酸的密碼子是( )A.UGG BTGA CACC DUCG【解析】mRNA的密碼子和tRNA上的反密碼子互補(bǔ)配對(duì)，據(jù)表可推知該氨基酸的mRNA的密碼子的最后一位堿基是G，DNA的一條鏈上相應(yīng)位置的堿基為AC，另一條鏈的相應(yīng)位置的堿基為T(mén)G，若轉(zhuǎn)錄時(shí)以含AC堿基的鏈為模板，則相應(yīng)的mRNA為UGG；若轉(zhuǎn)錄時(shí)以含TG堿基的鏈為模板，則相應(yīng)的mRNA為ACG，結(jié)合選項(xiàng)內(nèi)容，可知色氨酸的密碼子為UGG。6.(2011福州綜合測(cè)試)下圖是基因指導(dǎo)多肽合成的模式圖

13、。據(jù)圖分析正確的是( )A因?yàn)橹泻袎A基U，所以其上有密碼子B和過(guò)程均發(fā)生了堿基互補(bǔ)配對(duì)C甲圖表示轉(zhuǎn)錄過(guò)程，乙圖表示翻譯過(guò)程DL1是一個(gè)具有雙螺旋結(jié)構(gòu)的DNA分子【解析】密碼子是指mRNA上決定1個(gè)氨基酸的3個(gè)相鄰的堿基；由圖可知，乙圖表示轉(zhuǎn)錄，甲圖表示翻譯，在轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程中都有堿基互補(bǔ)配對(duì)發(fā)生；L1、L2共同構(gòu)成DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)。 6.(2011福州綜合測(cè)試)下圖是基因指導(dǎo)多肽合成的模式圖。據(jù)圖分析正確的是( )B 7.油菜植物體內(nèi)的中間代謝產(chǎn)物磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)運(yùn)向種子后有兩條轉(zhuǎn)變途徑，如圖甲所示，其中酶a和酶b分別由基因A和基因B控制合成。浙江農(nóng)科院陳錦清教授根據(jù)這一機(jī)制培育

14、出高產(chǎn)油油菜，產(chǎn)油率由原來(lái)的35%提高到58%。 (1)酶a與酶b結(jié)構(gòu)上的區(qū)別是構(gòu)成它們的氨基酸的種類、數(shù)目和排列順序不同 。(2)圖乙表示基因B，基因B的表達(dá)過(guò)程包括轉(zhuǎn)錄和翻譯。(3)在基因B中，鏈?zhǔn)寝D(zhuǎn)錄鏈，轉(zhuǎn)錄出鏈，陳教授及助手誘導(dǎo)鏈也能轉(zhuǎn)錄，轉(zhuǎn)錄出鏈，從而形成雙鏈mRNA，那么這雙鏈mRNA的組成鏈?zhǔn)桥c。(4)為什么基因B轉(zhuǎn)錄出雙鏈mRNA就能提高油脂產(chǎn)量？形成雙鏈后mRNA不能與核糖體結(jié)合，從而不能合成酶b；而細(xì)胞能正常合成酶a，故生成的油脂比例高。(5)如果基因A的轉(zhuǎn)錄鏈為，其互補(bǔ)鏈為，想要提高氨基酸的產(chǎn)量，基本思路是誘導(dǎo)基因A的鏈也轉(zhuǎn)錄，形成雙鏈mRNA。【解析】酶a和酶b的化學(xué)本質(zhì)都是蛋白質(zhì)，其結(jié)構(gòu)差異主要由氨基酸的種類、數(shù)量和排列順序不同所致。細(xì)胞內(nèi)基因的表達(dá)過(guò)程包括了轉(zhuǎn)錄和翻譯。轉(zhuǎn)錄時(shí)一般只能以DNA一條鏈為模版，兩條鏈同時(shí)轉(zhuǎn)錄時(shí)，所形成的兩條mRNA互補(bǔ)且形成雙鏈結(jié)構(gòu)，雙鏈mRNA無(wú)法完成翻譯過(guò)程，故酶b無(wú)法形成，而酶a卻能正常合成，因此PEP大量被轉(zhuǎn)變成油脂，從而使油菜的含油量大大提高。若要提高油菜的氨基酸含量，則按照該原理只要誘導(dǎo)基因A的非轉(zhuǎn)錄鏈也轉(zhuǎn)錄，從而與轉(zhuǎn)錄鏈產(chǎn)生的mRNA形成雙鏈RNA，使酶a無(wú)法合成即可。