内容正文:
第2节 基因对性状的控制
一、中心法则的提出及其发展
1.提出者:克里克。
2.内容
①DNA的复制:遗传信息从DNA流向DNA。
②转录:遗传信息从DNA流向RNA。
③翻译:遗传信息从RNA流向蛋白质。
3.发展
发展内容
信息流动
举例
RNA自我复制
遗传信息从RNA流向RNA
烟草花叶病毒
RNA逆转录合成DNA
遗传信息从RNA流向DNA
艾滋病病毒(HIV)
4.完善后的中心法则
例1 如图为中心法则部分遗传信息的流动方向示意图,下列有关说法正确的是( )
A.过程1、2一般发生在RNA病毒体内
B.过程1、3、5一般发生于肿瘤病毒的体内
C.过程2、3、4发生于具细胞结构的生物体内
D.过程1~5不可能同时发生于同一个细胞内
答案 C
解析 1为逆转录过程,只能在病毒侵入宿主细胞后发生,该生理过程不会发生于病毒体内,A、B项错误;肿瘤病毒侵入宿主细胞后,在宿主细胞内增殖,需进行逆转录、合成病毒RNA、指导合成其蛋白质外壳等生理过程,因此1~5能同时发生于宿主细胞内,D项错误。
例2 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,下列说法不正确的是( )
A.a、b、c、d所表示的四个过程依次分别是DNA的复制、转录、翻译、逆转录
B.需要tRNA和核糖体同时参与的过程是c,需要逆转录酶参与的过程是d
C.a、b、c过程只发生在真核细胞中,d、e过程只发生在原核细胞和一些病毒中
D.在真核细胞中,a和b两个过程发生的主要场所相同,但需要的关键酶种类不同
答案 C
解析 图解中a、b、c、d、e分别表示DNA的复制、转录、翻译、逆转录、RNA的复制。c过程进行的场所是核糖体,在合成蛋白质时需要tRNA运载氨基酸,d过程需要逆转录酶;a、b、c过程在细胞生物中均能发生,d、e只发生在RNA病毒的寄主细胞中。在真核细胞中,a和b两个过程发生的主要场所都是细胞核,但所需的关键酶不同,前者需要DNA聚合酶和解旋酶等,后者需要RNA聚合酶。
思维启迪 “三看法”判断中心法则各过程
“一看”模板
“二看”原料
“三看”产物
生理过程
DNA
脱氧核苷酸
DNA
DNA复制
核糖核苷酸
RNA
转录
RNA
脱氧核苷酸
DNA
逆转录
核糖核苷酸
RNA
RNA复制
氨基酸
蛋白质(或多肽)
翻译
二、基因、蛋白质与性状的关系
1.基因控制性状的途径
(1)间接途径
①途径:基因酶的合成细胞代谢生物体的性状。
②举例:人白化病的形成。
控制酪氨酸酶的基因异常→不能合成酪氨酸酶→酪氨酸不能转变为黑色素→表现出白化症状。
(2)直接途径
①途径:基因蛋白质结构生物体的性状。
②举例:囊性纤维病。
编码CFTR蛋白(跨膜蛋白)的基因缺失了3个碱基→CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸→CFTR蛋白结构与功能异常→支气管中黏液增多,管腔受阻,细菌在肺部大量繁殖。
2.基因与性状间的对应关系
(1)生物体的绝大多数性状受单个基因控制。
(2)生物体的有些性状是由多个基因决定的,如人的身高。
(3)生物体的性状还受环境条件的影响,是生物的基因和环境条件共同作用的结果。
例3 如图表示基因与性状之间的关系示意图,下列相关说法中,错误的是( )
A.过程①、②共同体现了遗传信息的表达功能
B.基因控制生物体的性状有间接控制和直接控制两种方式,直接控制是通过控制酶的合成实现的
C.密码子位于mRNA上,反密码子位于tRNA上
D.蛋白质结构具有多样性的根本原因是DNA上的遗传信息千变万化
答案 B
解析 基因通过控制酶的合成来控制生物体的性状属于间接控制。
例4 下面关于基因、蛋白质、性状之间关系的叙述中,错误的是( )
A.生物体的一切性状完全由基因控制,与环境因素无关
B.基因可通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
C.基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状
D.基因的遗传信息可通过转录和翻译传递到蛋白质得以表达
答案 A
解析 表现型=基因型+环境条件;基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状;也可通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状;基因表达就是指基因的转录和翻译。
1.判断正误
(1)中心法则表示的是遗传信息的流动过程( )
(2)遗传信息只能从DNA流向RNA,进而流向蛋白质( )
(3)基因只能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状( )
(4)基因与性状的关系并不都是简单的线性关系,一个性状可能由多个基因控制( )
(5)基因型相同的个体,其表现型一定相同( )
答案 (1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)×
2.下图所示过程中,正常情况下在动植物细胞中能发生的是( )