必修2同步精练精析：基因对性状的控制

第2节 基因对性状的控制
【典例导悟】
【典例1】（2010·荆州高一检测）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
【规范解答】选C。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，其中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，a、b、c在细胞生物中均能发生，d、e只发生在RNA病毒中。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，而后者需要RNA聚合酶，两者都需要解旋酶。
【互动探究】（1）上述图解中哪两个过程所需原料相同？
（2）高度分化的活细胞内可发生上述哪些过程？
提示：（1）a与d相同，b与e相同。
（2）b、c。
【典例2】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_______
_______________。
（2）亲本中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________________。[来源:21世纪教育网
【思路点拨】本题主要考查基因对性状的控制。解答本题，可从以下几点分析：
21世纪教育网
【自主解答】（1）可依据生化途径进行判断，但要全面。（2）由“两个不产氰的品种杂交，F1全部产氰”，可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，故含有含氰糖苷，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）依据在叶片Ⅳ提取液中加入含氰糖苷和氰酸酶其中之一都不能产生氰，推测叶片Ⅳ的基因型为ddhh，只有同时加入含氰糖苷和氰酸酶才能产氰。
答案：（1）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过程，进而控制生物的性状
（2）DDhh和ddHH 9∶7 （3）氰酸 ddHH或ddHh
（4）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
【学业达标训练】
1.2009年6月12日《科技日报》报道，科学家近日发现一种动物能否被驯化并和人类很好相处，取决于这种动物的“驯化基因”。在生物体中，基因控制性状表现的主要途径是（ ）
A.RNA→蛋白质（性状）
B.DNA→蛋白质（性状）
C.RNA→DNA→蛋白质（性状）
D.DNA→RNA→蛋白质（性状）
【解析】选D。DNA→RNA→蛋白质是细胞生物基因控制性状表现的主要途径；只有少数逆转录病毒以RNA→DNA→RNA→蛋白质及RNA作遗传物质的生物以RNA→蛋白质为控制性状表现的途径；DNA→蛋白质（性状）只在离体实验中发现，还没有在生物体内发现。
2.（2010·中山高一检测）遗传信息从RNA→RNA途径是对中心法则的补充，下列能够进行该传递的生物是（ ）
A.烟草 B.烟草花叶病毒21世纪教育网
C.噬菌体 D.大肠杆菌
【解析】选B。由RNA→RNA说明了RNA的复制，该过程只发生在RNA病毒中。
3.叶绿体的DNA能指导自身小部分蛋白质在叶绿体内的合成。下列叙述中错误的是（ ）[来源:21世纪教育网
A.叶绿体DNA能够转录
B.叶绿体DNA是遗传物质
C.叶绿体内存在核糖体
D.叶绿体功能不受细胞核调控
【解析】选D。叶绿体的DNA能指导自身小部分蛋白质在叶绿体内的合成，因此叶绿体DNA能够转录和翻译，也是细胞质内的遗传物质。叶绿体功能受细胞核调控。
4.人类镰刀型细胞贫血症是由于编码血红蛋白的基因异常引起的，这说明了（ ）
A.基因通过控制酶的合成控制代谢过程进而控制生物的性状
B.基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状
C.基因与环境相互作用共同调控生物的性状
D.基因和性状间不是简单的线性关系
【解析】选B。人类镰刀型细胞贫血症是由于编码血红蛋白的基因异常不能合成正常的血红蛋白，从而使红细胞形态结构异常，因此体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的形状。
5.生物的性状与基因、环境的关系中可能的是（ ）
①一个基因决定一种性状
②一个基因影响多种性状
③多个基因决定一种性状
④环境对性状有影响
A.①② B.①③④
C.①④ D.①②③④
【解析】选D。基因与性状的关系，即可能一个基因决定一种性状，也可能多个基因决定一种性状，同时也存在一个基因对多种性状造成影响，并且基因对性状的控制往往还受环境的影响，故上述①～④所述均有可能。
6.有关基因、DNA、蛋白质、性状的叙述，不正确的是（ ）
A.基因控制性状是通过控制蛋白质的合成来实现的
B.基因是有遗传效应的DNA片段
C.白化症状的出现，是由于基因直接控制合成异常的色素
D.基因与性状之间不是简单的一对一关系
【解析】选C。白化症状的出现是由于体内不能合成酪氨酸酶，从而不能产生黑色素，属于基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物性状。
7.（2010·福州高一检测）蒜黄和韭黄是在缺乏光照的环境下培育的蔬菜，对形成这种现象的最好解释是（ ）
A.环境因素限制了有关基因的表达
B.两种均为基因突变
C.叶子中缺乏形成叶绿素的基因
D.黑暗中植物不进行光合作用21世纪教育网
【解析】选A。蒜黄与韭黄的形成是由于缺乏光照，叶绿素不能合成，不是遗传物质发生改变引起的。
8.（2009·海南高考）已知a、b、c、d是某细菌DNA片段上的4个基因，如图中W表示野生型，①、②、③分别表示三种缺失不同基因的突变体，虚线表示所缺失的基因。若分别检测野生型和各种突变体中某种酶的活性，发现仅在野生型和突变体①中该酶有活性，则编码该酶的基因是（ ）

A.基因a B.基因b C.基因c D.基因d
【解析】选B。本题考查基因对性状的控制。由题知只有野生型和突变体①中该酶有活性，分析图得知：控制该酶活性的基因应是基因b。21世纪教育网
9.如图表示生物体内遗传信息的传递过程。请据图回答：

（1）①过程需要的原料是_____，模板是亲代DNA的_______条链。
(2)②过程表示_______，主要是在________中进行的。
（3）逆转录酶催化_______（填序号）过程，能进行该过程的生物的遗传物质是_________；需要解旋酶的过程包括图中的_________（填序号）过程。
（4）真核细胞中遗传信息表达的最后阶段为图中的______（填序号）过程，场所是_____________。
（5）在实验室中，科学家用链霉素可使核糖体与单链DNA结合，来合成多肽。请用虚线在图中表示这一过程。
【解析】（1）①是DNA的复制，模板是亲代DNA的两条链，原料是4种游离的脱氧核苷酸。
（2）②是转录，主要在细胞核中进行，在线粒体、叶绿体中也可进行。
（3）逆转录酶是催化逆转录反应，即③，只发生于RNA病毒中，DNA的复制和转录都要先解旋，即都需要解旋酶。
（4）遗传信息表达的最后阶段是翻译，场所是核糖体。
（5）若单链DNA也可指导蛋白质合成，则遗传信息也可由DNA→蛋白质。
答案：（1）脱氧核苷酸 两 （2）转录 细胞核
（3）③ RNA ①② （4）⑤ 核糖体
（5）图中加一条虚线由DNA指向蛋白质
【素能综合检测】
一、选择题（本题包括7小题，每小题3分，共21分）
1.（2010·青岛模拟）中心法则揭示了生物遗传信息传递与表达的过程。人体皮肤生发层细胞能不断分裂，其中主要在细胞核中进行的过程是（ ）
[来源:21世纪教育网]
A.a和e B.a和b C.b和c D.d和e
【解析】选B。a、b、c、d、e分别代表DNA的复制、转录、翻译、逆转录、RNA的复制过程。可发生于人体皮肤生发层细胞中的过程只有a、b和c，其中a、b两过程主要在细胞核内进行，c发生于核糖体上。
2.下列有关细胞质基因的说法中，不正确的是（ ）
A.细胞质基因存在于所有的细胞器中
B.细胞质基因存在于线粒体和叶绿体中
C.细胞质基因能进行半自主自我复制
D.细胞质基因控制的遗传病只能通过母亲传给子代
【解析】选A。真核生物的细胞质基因只存在于线粒体和叶绿体中，可进行半自主自我复制，遗传方式为母系遗传。
3.治疗艾滋病（其遗传物质为RNA）的药物AZT的分子构造与胸腺嘧啶脱氧核苷酸结构很相似。试问AZT抑制病毒繁殖的机制是什么（ ）
A.抑制艾滋病病毒RNA基因的转录
B.抑制艾滋病病毒RNA基因的逆转录
C.抑制艾滋病病毒蛋白质的翻译过程
D.抑制艾滋病病毒RNA基因的自我复制
【解析】选B。AZT的分子构造与胸腺嘧啶脱氧核苷酸结构相似，可抑制逆转录从而抑制艾滋病病毒的增殖。
4.有一种绣球花的花色因土壤pH的不同而变化，在pH大于7时开蓝色花，pH小于7时开桃色花，这是因为土壤pH（ ）
A.是一种诱变因素 B.引起染色体畸变
C.影响基因表达 D.改变了色素基因
【解析】选C。据题意分析，该题中土壤pH是作为一种环境因素影响了基因的表达，导致花色改变，并没有导致生物体的遗传物质改变，故选C。
5.（思维拓展题）如图为一组模拟实验，假设实验能正常进行，四支试管都有产物产生。下列叙述错误的是（ ）

A.a、b两支试管内的产物都是DNA
B.a试管内模拟的是DNA的复制过程21世纪教育网
C.b试管内模拟的是转录过程
D.d试管内模拟的是逆转录过程
【解析】选A。根据提供的原料和模板可以判断出a、b、c、d分别表示DNA复制、转录，RNA的复制和逆转录，其产物分别是DNA、RNA、RNA、DNA。
6.（2010·青岛高一检测）着色性干皮症是一种常染色体隐性遗传病，起因于DNA损伤。深入研究发现患者体内缺乏DNA修复酶，DNA损伤后不能修补从而引起突变。这说明一些基因（ ）
A.通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状
B.通过控制蛋白质分子结构，从而直接控制生物性状
C.通过控制酶的合成，从而直接控制生物性状
D.可以直接控制生物性状，发生突变后生物的性状随之改变
【解析】选A。基因控制生物的性状有两种方式，一是控制蛋白质（非酶）的结构从而直接控制性状，二是通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状。患者体内由于基因突变而缺乏DNA修复酶，从而使性状改变。
7.下列有关基因表达的叙述，正确的是（多选）（ ）
A.基因通过控制蛋白质的合成而使遗传信息得到表达
B.细胞中的基因都通过控制蛋白质的合成进行了表达
C.蛋白质合成旺盛的体细胞中，核DNA多，mRNA也多
D.细胞出现生理功能上稳定的差异，根本原因是基因表达的差异
【解析】选A、D。细胞中的基因进行了选择性表达。蛋白质合成旺盛的体细胞中，核DNA不变，mRNA量增多。
二、非选择题（本题包括2小题，共29分）
8.（15分）如图是人体细胞内遗传信息在各种物质之间的传递过程，分析并回答有关问题：

（1）正常人体细胞内能进行的过程是_______（填序号）。若有些肝细胞正在进行①过程，说明该细胞正在进行________________。
（2）②④过程发生在______侵入体细胞的情况下，需要__________酶的参与。
（3）⑤过程表示________，进行的场所是________。
（4）基因对性状的控制，可以通过控制_________的合成来控制代谢过程，也可以通过控制________来直接影响性状。
【解析】本题考查中心法则和基因与性状的关系，中心法则经过补充完善后包括①DNA复制、②RNA复制、③转录、④逆转录、⑤翻译过程。特别注意，只有当人体细胞被RNA病毒侵入后，才会出现RNA逆转录或RNA复制现象。
答案：（1）①③⑤ 有丝分裂
（2）RNA病毒 逆转录酶或RNA复制
（3）翻译 核糖体
（4）酶 蛋白质的结构
［实验·探究］
9.（14分）已知果蝇的长翅与残翅是一对相对性状，且长翅（V）对残翅（v）为显性，但遗传学家在不同温度下培养长翅果蝇幼虫，得到不同的结果，如表，请结合所学知识回答问题。

（1）请针对出现残翅果蝇的原因提出假说，进行解释_______________________________。
（2）这个实验说明基因与性状是怎样的关系_____________________________________。
（3）果蝇B的残翅性状能否遗传？__________________。
原因是_______________________。
（4）人们将果蝇B的残翅性状称为表型模拟，若现有一残翅果蝇，如何判断它是否是表型模拟？请设计鉴定方案。
①方法步骤：_____________________________。
②结果分析_____________________________。
【解析】（1）性状不仅受基因的控制，还受环境的影响，如酶的活性要受温度的影响，而酶是在基因指导下合成的，翅的发育需要经过一系列酶的催化作用。
（2）这个实验说明表现型=基因型+环境。
（3）残翅的形成是由于环境改变而引起的，不是遗传物质改变引起的，属于不可遗传变异。
（4）可让该个体与异性残翅果蝇（vv）交配，并让其后代在常温下发育，若后代均为残翅，说明该果蝇为纯合子（vv），若后代有长翅出现，则该果蝇为“表型模拟”。
答案：（1）翅的发育需要经过酶催化的反应，而酶是在基因指导下合成的，酶的活性受温度、pH等条件的影响
（2）基因控制生物的性状，而性状的形成同时还受到环境的影响21世纪教育网
（3）不能遗传 这种残翅性状是单纯由于环境条件的改变而引起的，其遗传物质（基因型）并没有发生改变
（4）①a.让这只残翅果蝇与在正常温度条件下发育成的异性残翅果蝇（基因型为vv）交配；b.使其后代在正常温度条件下发育
②a.若后代均为残翅果蝇，则该果蝇为纯合子（vv）；b.若后代有长翅果蝇出现，则说明该果蝇为“表型模拟”
【精品题库】
1.金鱼草的纯合红花植株与白花植株杂交，F1在强光低温条件下开红花，在遮阳高温条件下则开白花。这个实例说明（ ）
A.基因型是性状表现的内在因素
B.表现型是基因型的表现形式
C.基因型相同，表现型一定相同
D.表现型是基因型与环境相互作用的结果
【解析】选D。F1的个体间基因型相同，在不同条件下，表现型不同，说明表现型除了由基因型决定外，还受环境条件的影响。
2.如图所示，正常情况下在动植物细 胞中都不可能发生的是（ ）

A.①② B.③④⑥ C.⑤⑥ D.②④21世纪教育网
【解析】选B。在细胞生物中存在DNA的复制、转录和翻译，逆转录与RNA的复制只存在于部分RNA病毒中，动植物细胞中不可能发生。遗传信息不能由蛋白质流向RNA。
3.（2010·冀州高一检测）艾滋病病毒属RNA病毒，具有逆转录酶，如果它决定某性状的一段RNA含碱基A 19%、C 26%、G 32%，则通过逆转录过程形成的双链DNA中含碱基A（ ）
A.19% B.21% C.23% D.42%
【解析】选B。如图，由题目告诉的已知数据可知RNA中，A+U占42%，在DNA中a链上A+T占42%，在整个DNA分子中A+T占42%，因为A=T，所以A占21%。

4.中心法则包括下列遗传信息的传递过程，其中揭示生物遗传实质的是（ ）
A.从DNA→DNA的复制过程
B.从DNA→RNA的转录过程
C.从RNA→蛋白质的翻译过程
D.从RNA→DNA的逆转录过程
【解析】选A。中心法则包括DNA的复制、转录和翻译，通过复制，使遗传信息在亲子代个体或细胞间传递，揭示生物遗传实质。