【高考目標導航】
基因與性狀的關系
【基礎知識梳理】
一、中心法則的提出及其發展
1、中心法則的提出
（1）提出人：克里克。
（2）內容：
2、發展
（1）RNA腫瘤病毒的遺傳信息由RNA流向RN A。
（2）致癌RNA病毒能使遺傳信息由RNA流 向DNA。
3、完善后的中心法則內容（見右圖2）：
二、基因、蛋白質與性狀的關系
1、 （間接控制）
酶或激素 細胞代謝
基因 性狀
結構蛋白 細胞結構
（直接控制）
2、基因型與表現型的關系，基因的表達過程中或表達后的蛋白質也可能受到環境因素的影響。
3、生物體性狀的多基因因素：基因與基因、基因與基因產物、基因與環境之間多種因素存在復雜的相互作用，共同地精細地調控生物的性狀。
【要點名師透析】
一、中心法則的理解與分析
1、內容圖解
圖示表示出遺傳信息的傳遞有5個過程。
（1）以DNA為遺傳物質的生物遺傳信息的傳遞
（2）以RNA為遺傳物質的生物遺傳信息的傳遞
2、中心法則與基因表達的關系
【典例】在遺傳學上，把遺傳信息沿一定方向的流動叫做信息流。信息流的方向可以用下圖表示，則( )
A.①和②過程都需要解旋酶和RNA聚合酶
B.能進行④或⑤過程的生物不含DNA
C.①過程可能發生基因突變和基因重組
D.③過程不發生堿基互補配對
【解析】①過程為DNA復制過程，②為轉錄過程，二者都需要解旋酶，后者需要RNA聚合酶；④過程為RNA復制，⑤為逆轉錄過程，都發生在以RNA為遺傳物質的病毒所寄生的細胞內；①DNA復制過程可以出現基因突變，而基因重組發生在減數第一次分裂前期或后期；③過程為翻譯過程，轉運RNA的反密碼子和信使RNA的密碼子堿基互補配對。
【答案】B
二、基因對性狀的控制
1、控制途徑
2、基因與生物性狀的關系
（1）基因是控制生物性狀的遺傳物質的功能和結構單位。
（2）生物體的一個性狀有時受多個基因的影響，如玉米葉綠體的形成至少與50多個不同基因有關。
（3）一般而言，一個基因只決定一種性狀。
（4）環境因素會影響生物性狀，如人類身高不完全取決于基因，可受后天營養及鍛煉狀況影響。
【感悟高考真題】
1、（2011?天津高考）土壤農桿菌能將自身Ti質粒的T-DNA整合到植物染色體DNA上，誘發植物形成腫瘤。T-DNA中含有植物生長素合成酶基因（S）和細胞分裂素合成酶基因（R），它們的表達與否能影響相應植物激素的含量，進而調節腫瘤組織的生長與分化。
據圖分析，下列敘述錯誤的是 ( )
A.當細胞分裂素與生長素的比值升高時，誘發腫瘤生芽
B.清除腫瘤組織中的土壤農桿菌后，腫瘤不再生 長與分化
C.圖中腫瘤組織可在不含細胞分裂素與生長素的培養基中生長
D.基因通過控制酶的合成控制代謝，進而控制腫瘤組織生長與分化
【解析】A項，細胞分裂素與生長素比值升高，此時類似S不表達、R表達的情況，結果是誘導腫瘤生芽；B項，清除腫瘤組織中的土壤農桿菌后，因腫瘤組織細胞中已經整合了T-DNA，其內基因繼續表達，腫瘤依然生長與分化；C項，因腫瘤組織細胞中已經整合了T-DNA，R、S基因可以表達產生細胞分裂素與生長素，所以腫瘤組織可以在不含細胞分裂素與生長素的培養基中生長；D項，T-DNA含有細胞分裂素合成酶基因與生長素合成酶基因，這些基因通過控制相關酶的合成控制代謝，進而控制腫瘤組織生長與分化。
【答案】B
2、（2010?山東高考）下列實例與基因的作用無關的是
A．細胞分裂素延遲植物衰老
B．極端低溫導致細胞膜破裂
C．過量紫外線輻射導致皮膚癌
D．細菌感染導致B淋巴細胞形成效應B（漿）細胞
【解析】細胞分裂素的合成過程是受基 因控制合成的相關酶作用調控，因此與基因作用有關；過量紫外線的輻射，可能使原癌基因和抑癌基因發生突變；細胞感染導致B淋巴細胞形成 效應細胞，是細胞 分化的結果，細胞分化的產生是由于基因的選擇性表達的結果。極端低溫由于結冰導致細胞膜破裂，與基因無關，因此B選項正確。
【答案】B
3、（2010?廣東高考）黃曲霉毒素是主要由黃曲霉菌產生的可致癌毒素，其生物合成受多個基因控制，也受溫度、pH等因素影響。下列選項正確的是
A.環境因子不影響生物體的表現型 B.不產生黃曲霉毒素菌株的基因型都相同
C．黃曲霉毒素致癌是表現型 D.黃曲霉菌產生黃曲霉毒素是表現型
【解析】本題考查學生的理解能力和獲取信息的能力。依據題干“黃曲霉毒 素是主要由黃曲霉菌產生的可致癌毒素，其生物合成受多個基因控制，也受溫度、pH等因素影響”，可知，A項是錯誤的；由于是多基因控制的這一性狀，所以不產生黃曲霉毒素菌株的基因型不相同；依據表現型的概念，可知黃曲霉毒素致癌不屬于表現型，但黃曲霉菌產生黃曲霉毒素是表現型。
【答案】D
4、（2009?廣東高考）大多數老年人頭發變白的直接原因是頭發基部細胞內 （ ）
A.物質轉運加速 B.新陳代謝變緩
C.呼吸速率加快 D.與黑色素合成相關的酶活性降低
【解析】 生物的基因控制性狀，可通過控制酶的合成控制代謝進而 控制性狀，頭發變白是因為黑色素無法形成，與黑色素合成相關的酶活性降低，酶活性降低導致新陳代謝變緩，致使老年人頭發變白。
【答案】 BD
5、（2009?海 南高考）酶A、B、C是大腸肝菌的三種酶，每種酶只能催化下列反應鏈中的一個步驟，其中任意一種酶的缺失均能導致該酶因缺少化合物丁而不能在基本培養基上生長。
化合物甲 化合物乙 化合物丙 化合物丁
現有三種營養缺陷型突變體，在添加不同化合物的基本培養基上的生長情況下表：
添加物突變體突變體a(酶A缺陷)突變體b(酶B缺陷)突變體c(酶C缺陷)
化合物甲不生長不生長生 長
化合物乙不生長生 長生 長
由上可知：酶A、B、C在該反應鏈中的作 用順序依次是
A. 酶A、酶B、酶C B. 酶A、酶C、酶B
C．酶B、酶C、酶A D. 酶C、酶B、酶A
【答案】D
6、（2009?福建高考）某種牧草體內形成氰的途徑為：前體物質→產氰糖苷→氰 �；駻控制前體物質生成產氰糖苷，基 因B控制產氰糖苷生成氰。表現型與基因型之間的對應關系如下表：
表現型有氰有產氰糖苷、無氰無產氰苷、無氰
基因 型A_B_（A和B同時存在）A_bb（A存在，B不存在）aaB_或aabb（A不存在）
（1）在有氰牧草（AABB）后代中出現的突變那個體（AAbb）因缺乏相應的酶而表現無氰性狀，如果基因b與B的轉錄產物之間只有一個密碼子的堿基序列不同，則翻譯至mRN A 的該點時發生的變化可能是：編碼的氨基酸 ，或者是 。
（2）與氰形成有關的二對基因自由組合。若兩個無氰的親本雜交，F1均表現為氰，則F1與基因型為aabb 的個體雜交，子代的表現型及比例為 。
（3）高莖與矮莖分別由基因E、e控制。親本甲（AABBEE）和親本乙（aabbee）雜交，F1均表現為氰、高莖。假設三對等位基因自由組合，則F2中能穩定遺傳的無氰、高莖個體占 。
（4）以有氰、高莖與無氰、矮莖兩個能穩定遺傳的牧草為親本，通過雜交育種，可能無法獲得既無氰也無產氰糖苷的高莖牧草。請以遺傳圖解簡要說明。
【解析】本題考查基因對性狀的控制的有關知識。
（1）如果基因b與B的轉錄產物之間只有一個密碼子的堿基序列不同，則翻譯至mRNA的該位點時發生的變化可能是：編碼的氨基酸（種類）不同（錯義突變），或者是合成終止（或翻譯終止）（無義突變），（該突變不可能是同義突變）。
（2）依題意，雙親為AAbb和aaBB，F1為AaBb，AaBb與aabb雜交得1AaBb，1aaBb，1Aabb，1aabb，子代的表現型及比例為有氰?無氰=1?3(或有氰?有產氰糖苷、無氰?無產氰糖苷、無氰=1?1?2)。
（3）親本甲（AABBEE）和親本乙（aabbee）雜交，F1 為AaBbEe，則F2中能穩定遺傳的無氰、高莖個體為AAbbEE 、aaBBEE、aabbEE，占1/4×1/4×1/4+1/4×1/4×1/4+1/4×1/4×1/4=3/64。
（4）以有氰、高莖（AABBEE）與無氰、矮莖（AAbbee）兩個能穩定遺傳的牧草為親本雜交，遺傳圖解如下：
AABBEE×AAbbee
AABbEe
后代中沒有符合要求的aaB_E_或aabbE_的個體，因此無法獲得既無氰也無產氰糖苷的高莖牧草。
【答案】
（1）（種類）不同 合成終止（或翻譯終止）
（2）有氰?無氰=1?3(或有氰?有產氰糖苷、無氰?無產氰糖苷、無氰=1?1?2)。
（3）3/64
（4） AABBEE×AAbbee
AABbEe
后代中沒有符合要求的aaB_E_或aabbE_的個體
【考點模擬演練】
一、選擇題
1、鐮刀型細胞貧血癥是一種遺傳病，在對患者紅細胞的血紅蛋白分子進行分析研究時發現，在組成血紅蛋白分子的多肽鏈上，發生了氨基酸的替換，發生替換的根本原因在于控制其結構的基因中發生了個別堿基的替換。分析以上材料可得出( )
A．基因是控制生物性狀的遺傳物質的結構單位和功能單 位
B．基因可以通過控制蛋白質的結構來控制生物的性狀
C．基因結構發生變化，性狀不一定發生變化
D．如果生物體的性狀發生變化，則控制其性狀的基因也一定發生了變化
【解析】由題意可知，基因結構中的個別堿基發生了替換，導致氨基酸的替換，致使血紅蛋白不正常，所以表現出鐮刀型細胞貧血癥。經過推理可知，基因可以通過控制蛋白質的結構來控制生物體的性狀，而沒有體現“結構單位和功能單位”，也沒有體現基因變化與性狀變化之間的必然關系。
【答案】B
2、下列關于基因、性狀以及二者關系的敘述，正確的是( )
A．基因在染色體上呈線 性排列，基因的前端有起始密碼子，末端有終止密碼子
B．基因能夠通過復制實現遺傳信息在親代和子代之間的傳遞
C．性狀受基因的控制，基因發生突變，該基因控制的性狀也必定改變
D．通過控制酶的合成從而直接控制性狀，是基因控制性狀的途徑之一
【解析】密碼子存在于mRNA上；基因發生突變后，如果密碼子決定的氨基酸沒有改變，則性狀也不會改變 ；基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，從而控制生物性狀，是對生物性狀的間接控制。
【答案】B
3、下圖為基因的作用與性狀的表現流程示意圖。請根據圖分析，不正確的選項是( )
A．①過程是轉錄，它以DNA的一條鏈為模板、四種核糖核苷酸為原料合成RNA
B．③過程中只需要mRNA、氨基酸、核糖體、酶、ATP即可完成
C．某段DNA上發生了基因突變，但形成的蛋白質不一定會改變
D．囊性纖維病是基因對性狀的直接控制，使結構蛋白發生變化所致
【解析】翻譯過程需要mRNA為模板，氨基酸為原料，核糖體為場所，tRNA為轉運工具，以及酶、ATP等條件。
【答案】B
4、囊性纖維病發病的直接原因是Cl－不能有效運出肺等組織細胞，而根本原因是CFTR基因發生突變，導致運輸Cl－的CFTR跨膜蛋白的第508位的氨基酸缺失。下列理解錯誤的是( )
A．病人肺組織細胞膜的通透性發生改變
B．CFTR基因突變的原因可能是堿基對的替換
C．CFTR基因通過控制蛋白質分子結構直接控制生物性狀
D．通過基因診斷可判斷某人是否患有囊性纖維病
【解析】由題干信息可知，CFTR基因突變的原因可能是堿基對的缺失�；蛟\斷可檢測遺傳病。該病例說明基因通過控制蛋白質分子結構直接控制生物性狀。
【答案】B
5、下圖為人體對性狀控制過程示意圖，據圖分析可得出( )
A．過程①、②都主要在細胞核中進行
B．食物中缺乏酪氨酸會使皮膚變白
C ．M1和M2不可能同時出現在同一個細胞中
D．老年人細胞中不含有M2
【解析】圖中①是轉錄，②是翻譯，翻譯在細胞質中進行。酪氨酸為非必需氨基酸，可在人體中合成。M1只存在于紅細胞中，老年人頭發變白的原因是酪氨酸酶活性降低，而不是不含酪氨酸酶。
【答案】C
6、人類白化病和苯丙酮尿癥是由于代謝異常引起的疾病，下圖表示在人體代謝中產生這兩類疾病的過程。由圖中不能得出的結論是 ( )
A．基因可以通過控制蛋白質的結構來控制生物的性狀
B．基因可以通過控制酶的合成來控制生物的性狀
C．一個基因可以控制多種性狀
D．一個性狀可以由多個基因控制
【答案】A
7、(2011?濟寧模擬)棉花某基因上的一個脫氧核苷酸對發生了改變，不會出現的情況是( )
A．該基因轉錄出 的mRNA上的部分密碼子的排列順序發生了改變
B．該基因控制合成的蛋白質的結構發生了改變
C．該細胞中轉運RNA的種類發生了改變
D．該基因控制合成的蛋白質的結構沒有發生改變
【解析】基因無論怎樣突變，都不會引起細胞中氨基酸的轉運工具――tRNA的種類發生改變。
【答案】C
8、(2011 年汕頭質檢)尿嘧啶核糖核苷(簡稱尿苷)在細胞內可以轉化為尿嘧啶核糖核苷酸。如果選用含有 3H－尿嘧啶核糖核苷的營養液，處理活的小腸黏膜層，幾小時后檢測小腸絨毛，發現整個小腸黏膜層上均有放射性出現。推測與之密切相關的過程是圖中的
A.① B.② C.③ D.①和②
【解析】由于尿嘧啶核糖核苷在細胞內可以轉化為尿嘧啶核糖核苷酸后，能用于合成 RNA(DNA 中不含有尿嘧啶核糖核苷酸)，所以主要用于 DNA 的轉錄過程。
【答案】B
9、下列對于生物某一性狀的遺傳的敘述中，正確的是
A．只由細胞核基因控制
B．只由細胞質基因控制
C．由細胞核基因和細胞質基因共同控制
D．由細胞核基因或細胞質基因控制或兩者共同控制
【解析】生物的性狀受核基因和質基因共同控制。
【答案】C
10、(2011 年湛江測試)(雙選)圖 4－1－3 的圖甲表示以右側的一條鏈為模板合成左側子鏈的過程，圖乙表示生體遺傳信息的傳遞過程示意圖。下列關于兩圖的描述中，正確的是
A．甲圖中兩條鏈的基本單位完全相同
B．甲圖所示過程對應乙圖中的①
C．乙圖中的①～③過程均可發生堿基互補配對
D．無論在生物體內體外，只要條件滿足，①過程都能進行
【解析】圖甲是轉錄過程，相當于圖乙的②，轉錄的結果形成 RNA 子鏈，其基本單位與 DNA 不同；圖乙的①～⑤過程均可發生堿基互補配對；DNA 復制在體內外均可發生。
【答案】CD
11、如下圖表示生物體內遺傳信息的傳遞和表達過程，下列敘述不正確的是( )
A．②和④過程分別需要RNA聚合酶、逆轉錄酶
B．①、②和③過程均可在細胞核中進行；④過程發生在某些病毒體內
C ．把DNA放在含15N的培養液中進行①過程，子一代含15N的DNA占100%
D．①、②和③均遵循堿基互補配對原則，但堿基配對的方式不完全相同
【答案】B
12、(2011?佛山模擬)著色性干皮癥是一種常染色體隱性遺傳病，起因于DNA損傷。深入研究發現患者體內缺乏DNA修復酶，DNA損 傷后不能修補從而引起突變。這說明一些基因( )
A．通過控制酶的合成，從而直接控制生物性狀
B．通過控制蛋白質分子結構，從而直接控制生物性狀
C．通過控制酶的合成來控制代謝過程，從而控制生物的性狀
D．可以直接控制生物性狀，發生突變后生物的性狀隨之改變
【解析】正常的人也可能會發生DNA損傷，但是會在DNA修復酶的作用下將損傷的DNA修復(這是一種代謝反應)。患者由于基因異常，不能合成DNA修復酶，從而使修復反應不能進行，進而影響了生物的性狀。
【答案】C
13、如下圖所示的過程，下列說法錯誤的是( )
A．正常情況下，③④⑥在動植物細胞中都不可能發生
B．①③過程的產物相同，催化的酶也相同
C．真核細胞中，①②進行的場所有細胞核、線粒體、葉綠體；⑤進行的場所為核糖體
D．①②⑤所需的原料分別為脫氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸
【解析】①③過程的產物從某種角度講也許是相同的，但催化①過程的酶是DNA聚合酶和DNA解旋酶，催化③過程的酶是逆轉錄酶，所以催化的酶不相同。
【答案】B
14、下列關于遺傳信息傳遞的敘述，錯誤的是( )
A．線粒體和葉綠體中遺傳信息的傳遞遵循中心法則
B．DNA中的遺傳信息是通過轉錄傳遞給mRNA的
C．DNA中的遺傳信息可決定蛋白質中氨基酸的排列順序
D．DNA病毒中沒有RNA，其遺傳信息的傳遞不遵循中心法則
【解析】本題考查中心法則的知識。無論是核基因還是質基因都是遵循中心法則的。基因通過控制蛋白質的合成來控制生物的性狀。DNA病毒雖然沒有RNA，但是其可以在宿主細胞中轉錄出RNA。
【答案】D
15、對下列圖表的分析，有關說法正確的是( )
A.環丙沙星和紅霉素分別抑制細菌的①和③過程
B.青霉素和利福平都能抑制①過程
C.結核桿菌的④和⑤過程都發生在細胞質中
D.①～⑤過程可發生在人體健康細胞中
【解析】從表格可以看出環丙沙星和紅霉素分別作用于DNA的解旋和翻譯；青霉素作用于高爾基體，利福平作用于轉錄過程；結核桿菌是原核生物，其遺傳物質是DNA，不會發生④和⑤過程；健康人體不會發生④和⑤過程。
【答案】A
二、非選擇題
16、(2011?南京模 擬)某研究機構針對小鼠胰島素基因的表達開展了兩項研究。
研究一：采取的步驟如下，先將小鼠用四氧嘧啶液腹腔注射(四氧嘧啶有破壞胰島B細胞的作用)，然后將小鼠分為兩組，分別用一定量的紅薯葉黃酮、蒸餾水喂養經四氧嘧啶處理的小鼠。另外用蒸餾水喂養未經四氧嘧啶處理的小鼠。最后分別檢測胰島素的含量。結果如圖所示。
回答下列問題：
(1)先將小鼠進行四氧嘧啶處理的目的是__________________________________。
(2)圖示中的3組為經紅薯葉黃酮處理組。未經四氧嘧啶處理的為________組；經四氧嘧啶處理但未用紅薯葉黃酮處理的是____________組，圖中____________組小鼠患糖尿病。
(3)1組與2、3組比較，對照組是__________組；2組與3組比較，實驗的自變量是________________。
(4)3組 與1、2組比較，不僅說明紅薯葉黃酮有修復____________的功能，而且說明紅薯葉黃酮有__________(促進、抑制)胰島素基因表達的功能。
研究二：取研究一中的1組小鼠的胰島細胞分離并培養，再分為兩組，一組加入一定濃度的干擾素；一組加入蒸餾水作對照。培養一段時間后，分別檢測胰島素含量和凋亡細胞的比例。結果如下表。請寫出該實驗的結論：__________________________________。
干擾素對小鼠胰島細胞的影響
組別胰島素濃度凋亡細胞比例(%)
對照組169.69136.15
實驗組10.2517.25
【解析】研究一中，由題干信息可知，實驗1組為正常組，即未經過四氧嘧啶處理也未經紅薯葉黃酮處理的組，屬于對照組；實驗2組是經 過四氧嘧啶處理過的組，未經紅薯葉黃酮處理，也屬對照組；實驗3組是經過四氧嘧啶處理，又經紅薯葉黃酮處理的實驗組。從結果上看，實驗3組的胰島素水平與實驗1組相同，說明紅薯葉黃酮對胰島B細胞有修復功能，也說明紅薯葉黃酮有促進胰島基因表達的功能。研究二中，胰島素是胰島B細胞中的基因選擇性表達的產物。用干擾素處理，由于它促進了胰島B細胞的凋亡，從而使胰島素的濃度下降。
【答案】研究一：(1)破壞胰島B細胞，降低胰島素含量
(2)1 2 2 (3)1 是否用紅薯葉黃酮處理 (4)胰島B細胞 促進 研究二：干擾素能促進胰島細胞凋亡從而使胰島素濃度降低
17、下圖表示人體內苯丙氨酸的代謝途徑。請根據圖示回答下列問題。
(1)導致苯丙酮尿癥的直接原因是患者的體細胞中缺少________，致使體內的苯丙氨酸不能沿正常途徑轉變為酪氨酸，只能轉變為苯丙酮酸。苯丙酮酸在體內積累過多就會對嬰兒的________________造成不同程度的損害，使其智力低下，且患者尿味異樣。
(2)如果一對患白化病的夫妻(酶 ①基因均正常)生了8個小孩都是正常的，最可能的根本原因是_____________________________________________________ ________________。由此可見，基因與性狀間并非簡單的線性關系。
(3)若在其他條件均正常的情況下，直接缺少酶③會使人患________癥。
(4)從以上實例可以看出，基因通過控制________來控制________，進而控制生物體的性狀。
【解析】據題可知，這一對夫婦都是白化病患者，且酶①基因均正常，則有可能是酶⑤基因或酶⑥基因有缺陷，由于他們生了8個正常的小孩，則不可能父母同時酶⑤基因缺陷或同時酶⑥基因有缺陷。
【答案】(1)酶① 神經系統 (2)這對夫妻分別為酶⑤基因、酶⑥基因缺陷 (3)尿黑酸 (4)酶的合成 代謝過程
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