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1、(對照原則空白對照) 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個過程。 (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個過程都遵循堿基互補配對原則。 (3)中心法則與基因表達的關系 DNA的復制體現(xiàn)了遺傳信息的傳遞功能,發(fā)生在細胞增殖或產(chǎn)生子代的生殖過程中。 DNA的轉(zhuǎn)錄和翻譯共同體現(xiàn)了遺傳信息的表達功能,發(fā)生在個體發(fā)育的過程中。 2基因?qū)π誀羁刂频姆绞?(1)直接途徑: ,如鐮刀型細胞貧血癥、囊性纖維病的病因。 (2)間接途徑: 狀,如白化癥狀。 3基因與性狀的對應關系
2、 (1)一般而言,一個基因只決定一種性狀。 (2)生物體的一個性狀有時受多個基因的影響,如玉米葉綠素的形成至少與50多個不同基因有關。 (3)有些基因則會影響多種性狀,如決定豌豆開紅花的基因也決定結灰色的種子。 4等位基因和性狀的關系 5基因?qū)π誀羁刂频膹碗s性 基因與性狀的關系并不都是簡單的線性關系?;蚺c基因、基因與基因產(chǎn)物、基因與環(huán)境之間存在著復雜的相互作用,這種相互作用形成了一個錯綜復雜的網(wǎng)絡,精細地調(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”是指一對等位基因,并不是單個基因。 基因控制生物體的性狀,但性狀的形成同時還受到環(huán)境的影響。 【例1】如圖
3、所示的過程,下列說法錯誤的是() A正常情況下,在動植物細胞中都不可能發(fā)生 B過程的產(chǎn)物相同,催化的酶也相同 C真核細胞中,進行的場所有細胞核、線粒體、葉綠體;進行的場所為核糖體 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】 過程的產(chǎn)物從某種角度講也許是相同的,但催化過程的酶是DNA聚合酶和DNA解旋酶,催化過程的酶是逆轉(zhuǎn)錄酶,所以催化的酶不相同。 【例2】(2010海南)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 BDNA中的遺傳信息是通過轉(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病毒中沒有R
4、NA,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(zhì)基因都是遵循中心法則的?;蛲ㄟ^控制蛋白質(zhì)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(zhuǎn)錄出RNA。D 1DNA(基因)、mRNA上堿基數(shù)目與氨基酸數(shù)目之間的關系 在蛋白質(zhì)的合成過程中,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,mRNA每三個相鄰堿基決定一種氨基酸,其數(shù)目彼此間的關系一般可表示為(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
5、、基因表達中相關數(shù)量計算 2計算中“最多”和“最少”的分析 (1)翻譯時,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)目比對應的蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目的6倍還要多一些。 (3)在回答有關問題時,應加上“最多”或“至少”等字。 如:mRNA上有n個堿基,轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生它的基因中至少有2n個堿基,該mRNA指導合成的蛋白質(zhì)中最多有n/3個氨基酸。 【友情提醒】解題時應看清是DNA上(或基因中)的堿基對數(shù)還是個數(shù);是mRNA上密碼子的個數(shù)還是堿基的個數(shù)。 【例3】一段原核生物的mRNA通過翻譯可合成一條含有11個肽鍵的多肽,則此
6、mRNA分子至少含有的堿基個數(shù)及合成這段多肽需要的tRNA個數(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個肽鍵的多肽,則含有12個氨基酸;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個堿基、轉(zhuǎn)錄此mRNA的基因中至少含72個堿基,而氨基酸數(shù)與合成這段多肽需要的tRNA個數(shù)一致,即12個。 一、理論歸納1概述空白對照組是指除給予范圍的實驗因素外,不給予研究的實驗因素處理的對照組。這里的不做處理,并非什么因素都不給予
7、,而是針對實驗所要研究的因素不給予,以體現(xiàn)實驗因素的有無對實驗結果的直接影響??瞻讓φ漳苊靼椎貙Ρ群鸵r托出實驗的變化和結果,增強說服力。2實例分析在“檢測生物組織中的糖類”的實驗中,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行水浴加熱,比較它們的變化。這樣,甲為實驗組,乙為對照組,且乙為典型的空白對照。3實驗組和對照組的關系圖示如下:二、演練為了研究用基因重組的方法所生產(chǎn)的干擾素對癌癥的治療效果,有人計劃進行如下實驗:(1)從癌癥患者身上取得癌細胞,并培養(yǎng)此種細胞;(2)給培養(yǎng)中的癌細胞添加干擾素;(3)觀察干擾素是否對癌細胞的生長帶來變化。上述的
8、實驗方案中存在不足。下列可供選擇的改進方法中,正確的是( )將培養(yǎng)的癌細胞分成兩組,一組添加干擾素,一組不添加干擾素,分別觀察生長情況直接給癌癥患者注射干擾素,進行臨床實驗設置一系列不同質(zhì)量分數(shù)的干擾素,分別添加給培養(yǎng)中的癌細胞并觀察生長情況 A B C DC【解析】實驗中要遵循對照原則,所以要將培養(yǎng)的癌細胞分成兩組,一組添加干擾素,一組不添加干擾素(空白對照組),分別觀察生長情況。另外,要了解干擾素對癌癥的治療效果,應設置一系列不同質(zhì)量分數(shù)的干擾素,分別添加給培養(yǎng)中的癌細胞,觀察生長情況。新研制的藥物,不經(jīng)過體外實驗是不能直接用于人體進行試驗的。 1.(2010上海)1983年科學家證實,引
9、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,能控制宿主細胞合成逆轉(zhuǎn)錄酶,以RNA為模板逆轉(zhuǎn)錄成DNA,該DNA又和人體細胞核內(nèi)的DNA整合在一起,整合后的DNA分子在人體細胞內(nèi)又可以復制,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)錄而來的RNA可作為HIV的遺傳物質(zhì)。該病毒無法控制宿主細胞合成RNA復制酶,故HIV的RNA不能復制,所以A、B、C錯誤。 2.(2010安徽)大腸桿菌可以直接利用葡萄糖,也可 以通過合成半乳糖苷酶將乳糖分解為葡萄糖和半乳糖加以利
10、用。將大腸桿菌培養(yǎng)在含葡萄糖和乳糖的培養(yǎng)基中,測定其細胞總數(shù)及細胞內(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,細胞內(nèi)無半乳糖苷酶基因 B50100 min,細胞內(nèi)無分解葡萄糖的酶 C培養(yǎng)基中葡萄糖和乳糖同時存在時,半乳糖苷酶基因開始表達 D培養(yǎng)基中葡萄糖缺乏時,半乳糖苷酶基因開始表達 【解析】圖中曲線變化表明:050 min期間,細胞數(shù)目一直在增加,50 min后一段時間內(nèi),細胞數(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)在葡萄糖缺乏時才開始合成。
11、酶的合成受基因控制,半乳糖苷酶基因一直存在。3.(2011天津)土壤農(nóng)桿菌能將自身Ti質(zhì)粒的TDNA整合到植物染色體DNA上,誘發(fā)植物形成腫瘤。TDNA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(diào)節(jié)腫瘤組織的生長與分化。據(jù)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(fā)腫瘤生芽B清除腫瘤組織中的土壤農(nóng)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(yǎng)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B【解析】由圖示信息中S不表達R表達生芽瘤可知,當細胞分裂素與生長素的比值
12、高時,誘發(fā)腫瘤生芽;由題意可知土壤農(nóng)桿菌TDNA中的植物生長素合成酶基因(S)和細胞分裂素合成酶基因(R)已整合到植物染色體DNA上,因此,清除腫瘤組織中的土壤農(nóng)桿菌后,不會影響腫瘤的生長與分化。4.(2011安徽省級名校聯(lián)考)如圖是細胞中多聚核糖體合成多肽鏈的過程。對此過程的理解,錯誤的是( )AA合成過程的模板是脫氧核糖核酸,原料是氨基酸B該過程表明細胞可以迅速合成大量的蛋白質(zhì)C該過程發(fā)生在細胞質(zhì)中,是多肽鏈D不同生物的信使RNA上相同的密碼子決定相同的氨基酸【解析】圖中為mRNA,是多肽鏈,是核糖體,多聚核糖體合成多肽鏈的過程是以mRNA(核糖核酸)為模板,氨基酸為原料,合成大量蛋白質(zhì);
13、密碼子具有通用性,不同的生物共用一套密碼子。 5.結合以下圖表分析,有關說法正確的是( ) A可發(fā)生在人體健康細胞中B青霉素和利福平能抑制DNA的復制C結核桿菌的和都發(fā)生在細胞質(zhì)中D環(huán)丙沙星和紅霉素分別抑制細菌的和【解析】根據(jù)表中不同抗菌藥物的抗菌機理,紅霉素能抑制翻譯過程,中心法則中的和發(fā)生在以RNA為遺傳物質(zhì)的病毒在宿主細胞中的增殖過程中,人體健康的細胞中是不存在該過程的。 5.結合以下圖表分析,有關說法正確的是( ) D6.(2011廣州綜合測試)下圖是基因指導多肽合成的模式圖。據(jù)圖分析正確的是( )A因為中含有堿基U,所以其上有密碼子B和過程均發(fā)生了堿基互補配對C甲圖表示轉(zhuǎn)錄過程,乙圖
14、表示翻譯過程DL1是一個具有雙螺旋結構的DNA分子【解析】密碼子是指mRNA上決定1個氨基酸的3個相鄰的堿基;由圖可知,乙圖表示轉(zhuǎn)錄,甲圖表示翻譯,在轉(zhuǎn)錄和翻譯過程中都有堿基互補配對發(fā)生;L1、L2共同構成DNA的雙螺旋結構。 6.(2011廣州綜合測試)下圖是基因指導多肽合成的模式圖。據(jù)圖分析正確的是( )B7.在牧草中,白花三葉草有兩個穩(wěn)定遺傳的品種,葉片內(nèi)含氰(HCN)的和不含氰的。現(xiàn)已研究查明,白花三葉草的葉片內(nèi)的氰化物是經(jīng)下列生化途徑產(chǎn)生的:基因D、H(獨立遺傳)分別決定產(chǎn)氰糖苷酶和氰酸酶的合成,d、h無此功能?,F(xiàn)有兩個不產(chǎn)氰的品種雜交,F(xiàn)1全部產(chǎn)氰,F(xiàn)1自交得F2,F(xiàn)2中有產(chǎn)氰的,
15、也有不產(chǎn)氰的。用F2各表現(xiàn)型的葉片的提取液做實驗,實驗時在提取液中分別加入含氰糖苷和氰酸酶,然后觀察產(chǎn)氰的情況,結果記錄于下表:據(jù)表回答問題:(1)由生化途徑可以看出基因與生物性狀的關系是 。多個基因決定一個性狀,基因通過控制酶的合成控制生物的代謝進而控制生物的性狀(2)兩個不產(chǎn)氰品種的基因型是 ,在F2中產(chǎn)氰和不產(chǎn)氰的理論比為 。(3)葉片葉肉細胞中缺乏 酶,葉片可能的基因型是 。(4)從代謝的角度考慮,怎樣使葉片的提取液產(chǎn)氰? ,說明理由 。DDhh和ddHH9 7氰酸ddHH或ddHh同時加入含氰糖苷和氰酸酶含氰糖苷在氰酸酶的作用下能產(chǎn)氰【解析】(1)可依據(jù)生化途徑進行判斷,但要注意全面。(2)由“兩個不產(chǎn)氰的品種雜交,F(xiàn)1全部產(chǎn)氰”,知兩個不產(chǎn)氰的品種是純合子,基因型是DDhh和ddHH,F(xiàn)1基因型為DdHh,F(xiàn)2中產(chǎn)氰類型為9D_H_,不產(chǎn)氰的類型為3D_hh、3ddH_、1ddhh,故比值應為97。(3)葉片葉肉細胞提取液中加入氰酸酶后能夠產(chǎn)氰,故含有產(chǎn)氰糖苷酶,缺乏的是氰酸酶;葉片因加入含氰糖苷后能產(chǎn)氰,故缺乏的是D控制的產(chǎn)氰糖苷酶,所以基因型可能為ddHH或ddHh。(4)依據(jù)提取液中加入含氰糖苷和氰酸酶其中之一都不能產(chǎn)氰,推測基因型為ddhh,只有同時加入含氰糖苷和氰酸酶才能產(chǎn)氰。