2019-2020学年高中生物人教版必修2一课三测：第4章第2节　基因对性状的控制

2019-2020学年高中生物人教版必修2一课三测：第4章第2节　基因对性状的控制

第 2 节 基因对性状的控制 记一记 知识图谱 判一判 1.绝大多数细胞都可以发生 DNA 的复制、转录和翻译。(×) 2．RNA 病毒的 RNA 在病毒体内进行逆转录或 RNA 的自我 复制。(×) 3．RNA 聚合酶可以结合在 RNA 上促使转录过程的进行。(×) 4．生物的性状完全由基因控制。(×) 5．基因能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。(√) 6．一对基因只能控制一种性状，但性状还受环境因素的影响。 (×) 7．同一株水毛茛上有两种不同叶形是基因在不同环境中的表 达差异造成的。(√) 8．母亲患有线粒体疾病、父亲正常的家庭很难生下正常后代。 (√) 悟一悟 1.中心法则的所有过程并不适用于所有生物，但所有生物均能 发生一部分过程。 2．DNA 的合成过程既包括 DNA 复制过程，也包括在逆转录 酶作用下以 RNA 为模板合成 DNA 的过程。 3．中心法则的 5 条信息传递途径都遵循碱基互补配对原则， 但配对的碱基有差别。 4．生物的大多数性状是受单基因控制的，这里的“单基因” 是指一对等位基因，并不是单个基因。 5．生物的性状是基因和环境共同作用的结果。基因型相同， 表现型可能不同；基因型不同，表现型可能相同。 6．基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复 杂的相互作用，共同控制着生物的性状。 感悟体会： 练一练 1.[2019·福建学业水平测试]遗传信息转录时，作为模板的是 ( ) A．rRNA B．DNA C．mRNA D．tRNA 答案：B 2．[2019·云南学业水平测试]下图为中心法则图解，图中②和 ③分别表示的过程是( ) A．转录和翻译 B．复制和翻译 C．翻译和复制 D．复制和转录 答案：A 3．[2019·陕西学业水平测试]下列对基因、蛋白质和性状之间 关系的叙述错误的是( ) A．基因可以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 B．基因控制蛋白质合成一般按照“DNA→RNA→蛋白质” 的途径进行 C．同一株水毛茛水面上下的叶片形状不同表明生物体的性状 仅受环境的影响 D．在 RNA 病毒中 RNA 作为遗传物质控制性状 答案：C 4．[2019·山东学业水平测试]下列关于基因与性状的关系的叙 述，错误的是( ) A．基因与生物性状都是一一对应的关系 B．基因可通过控制蛋白质的结构直接控制性状 C．基因可通过控制酶的合成来控制代谢进而控制性状 D．生物性状既受基因的控制，也受环境条件的影响 答案：A 知识点一 中心法则的提出及其发展 1.1983 年科学家证实，引起艾滋病的人类免疫缺陷病毒(HIV) 是一种逆转录病毒。下列能正确表示 HIV 感染人体过程的“遗传 信息流”的是( ) A.复制 ――→翻译 蛋白质(性状) B.复制 ――→逆转录DNA ――→翻译 蛋白质(性状) C.复制 ――→逆转录DNA――→转录 RNA ――→翻译 蛋白质(性状) D．RNA――→逆转录 ――→转录 RNA ――→翻译 蛋白质(性状) 解析：HIV 是以 RNA 为遗传物质的病毒，能以 RNA 为模板 逆转录形成 DNA，该 DNA 又和人体细胞核内的 DNA 整合在一起， 整合后的 HIV 的 DNA 分子在人体细胞内可以复制，还可以转录 出 mRNA，以 mRNA 为模板翻译成病毒的蛋白质。该病毒无法控 制宿主细胞合成 RNA 复制酶，故 HIV 的 RNA 不能直接复制，所 以 A、B、C 错误。 答案：D 2．下面是几种抗菌药物的抗菌机理以及中心法则的图解。以 下有关说法错误的是( ) ①青霉素：抑制细菌细胞壁的合成； ②环丙沙星：抑制细菌解旋酶的活性； ③红霉素：能与细菌细胞中的核糖体结合以阻止其发挥作用； ④利福平：抑制 RNA 聚合酶的活性。 A．环丙沙星会抑制 a 过程，利福平将会抑制 b 过程 B．除青霉素外，其他抗菌药物均具有抑制遗传信息传递和表 达的作用 C．过程 d 涉及的氨基酸最多有 20 种，tRNA 最多有 64 种 D．e 过程需要逆转录酶 解析：由题干可知，环丙沙星会抑制细菌解旋酶的活性，故 可抑制细菌 DNA 的复制过程(a 过程)。利福平会抑制 RNA 聚合酶 的活性，故可抑制 DNA 的转录过程(b 过程)。红霉素能与核糖体 结合以阻止其发挥作用，故可抑制细菌的翻译过程(d 过程)。只有 青霉素抑制细菌细胞壁的合成，其不影响遗传信息的传递和表达 过程。e 过程是逆转录过程，需要逆转录酶。翻译过程涉及的氨基 酸最多有 20 种，tRNA 最多有 61 种。 答案：C 知识点二 基因、蛋白质与性状的关系 3.下列关于基因、蛋白质与性状的关系的描述中，正确的是 ( ) A．皱粒豌豆的 DNA 中，编码淀粉分支酶的基因的碱基序列 被打乱，不能合成淀粉分支酶，淀粉含量低而蔗糖含量高 B．人类表现出白化症状体现了基因通过控制蛋白质的结构直 接控制生物体的性状 C．基因与性状之间是线性关系，即一种性状由一个基因控制 D．囊性纤维病患者中，编码 CFTR 蛋白的基因增添了 2 个碱 基对，进而使 CFTR 蛋白的结构受到了影响 解析：皱粒豌豆的 DNA 中插入了一段外来 DNA 序列，打乱 了编码淀粉分支酶的基因的碱基序列，导致淀粉分支酶不能合成， 而淀粉分支酶的缺乏又导致细胞内淀粉含量降低，游离蔗糖的含 量升高。人的白化症状是由控制酪氨酸酶的基因异常而引起的， 体现了基因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。基因与性状的关系并不都是简单的线性关系，同一个基 因可能影响多种性状，多个基因也可能控制同一性状。囊性纤维 病患者的 CFTR 基因缺失了 3 个碱基对，而非增添了 2 个碱基对。 答案：A 4．如图为脉孢霉体内精氨酸的合成途径示意图，从图中可得 出( ) A．一种物质的合成只受一个基因的控制 B．基因可通过控制酶的合成来控制代谢 C．若基因②不表达，则基因③和④也不表达 D．若基因③不存在，则瓜氨酸仍可合成精氨酸琥珀酸 解析：基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生 物的性状。由示意图可知，精氨酸的合成需要酶①②③④的参与， 而它们分别受基因①②③④的控制。基因具有一定的独立性，基 因②不表达时，基因③④仍可表达，只是无法合成精氨酸。若基 因③不存在，酶③不能合成，则瓜氨酸→精氨酸琥珀酸的途径不 能进行。 答案：B 基础达标 一、选择题(每小题 5 分，共 60 分) 1．下列关于基因与性状之间的关系的叙述，错误的是( ) A．一对相对性状可由多对基因控制 B．基因可通过控制酶的合成进而控制生物的性状 C．隐性基因控制的性状不一定得到表现 D．基因型相同，表现型就相同 解析：生物的表现型受基因型和环境共同控制，基因型相同 时，表现型不一定相同。 答案：D 2．用链霉素或新霉素处理，可使核糖体与单链的 DNA 结合， 这一单链 DNA 就可代替 mRNA 进行翻译而合成多肽，这说明 ( ) A．遗传信息可从 RNA 流向 DNA B．遗传信息可从蛋白质流向 DNA C．遗传信息可从 DNA 流向蛋白质 D．遗传信息可从 RNA 流向蛋白质 解析：由题意可知，遗传信息可直接从 DNA 流向蛋白质，而 不需要通过 mRNA。 答案：C 3．人类白化病和苯丙酮尿症是由代谢异常引起的疾病，下图 表示在人体代谢中产生这两类疾病的过程。由图不能得出的结论 是( ) ①基因可通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状 ②基因可通过控制酶的合成来控制生物的性状 ③一个基因只能控制一种性状 ④一个性状可以由多个基因控制 A．①② B．①③ C．②③ D．③④ 解析：由图可知，苯丙酮酸的合成与酶 3 有关，黑色素的合 成与酶 1、酶 2 有关，而酶的合成是由基因控制的，可得出基因可 通过控制酶的合成来控制生物的性状；基因 1 若发生变化，则多 巴胺和黑色素的合成都受影响，一个基因可控制多个性状；多巴 胺和黑色素的合成也都受多种基因的控制。 答案：B 4．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．试管 a 内模拟的是 DNA 的复制过程 C．试管 b 内模拟的是转录过程 D．试管 d 内模拟的是逆转录过程 解析：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。 答案：A 5．如图为基因与性状的关系示意图，下列有关叙述错误的是 ( ) A．一种基因可以影响和控制多种性状 B．多种基因可以影响和控制一种性状 C．所有基因都能表现出相应的性状 D．图中的产物可以是酶、激素等 解析：分析题图，A、B、C、D 4 种性状由同一个基因控制， E 性状由多个基因控制，A、B 两项正确；生物体的性状除受基因 影响外，还可能受环境影响，同时，由于基因的表达具有选择性， 故有的基因不一定能表现出相应的性状，C 项错误；图中产物可 以是酶、激素等，D 项正确。 答案：C 6．下图甲所示为基因表达的过程，图乙为中心法则，①～⑤ 表示生理过程。下列叙述正确的是( ) A．图甲所示过程需要多种酶参与，是染色体 DNA 上的基因 表达过程 B．图乙所示过程均需要核苷酸为原料 C．图甲所示过程为图乙中的①②③过程 D．图乙中涉及碱基 A 与 U 之间配对的过程为②③④⑤ 解析：图甲为边转录边翻译过程，为原核生物所特有，原核 生物无染色体，A 项错误，图乙中①为 DNA 的复制，②为转录， ③为翻译，④为 RNA 复制，⑤为逆转录，③过程需要氨基酸为原 料，B 项错误；图甲所示过程为图乙中的②③过程，C 项错误；① 为 DNA 的复制，无碱基 A 与 U 之间的配对，其他 4 个过程有，D 项正确。 答案：D 7．某具有逆转录功能的病毒侵入哺乳动物的呼吸道上皮细胞 后，合成的某种蛋白质能诱导细胞凋亡。下列相关分析合理的是 ( ) A．该蛋白质在病毒的核糖体上合成 B．该病毒遗传信息的传递途径是 RNA→蛋白质 C．该蛋白质诱导呼吸道上皮细胞中某些基因的表达，进而引 起细胞的凋亡 D．逆转录过程需要的逆转录酶、核糖核苷酸、ATP 等都来自 呼吸道上皮细胞 解析：病毒没有细胞结构，没有核糖体，A 项错误；该病毒 遗传信息的传递途径是 RNA→ →RNA→蛋白质，B 项错误； 细胞凋亡是细胞中与凋亡有关的基因表达的结果，逆转录病毒合 成的蛋白质诱导了与凋亡有关的基因的表达，C 项正确；逆转录 过程需要的逆转录酶来自逆转录病毒，原料是脱氧核糖核苷酸， 不是核糖核苷酸，脱氧核糖核苷酸、ATP 等都来自呼吸道上皮细 胞，D 项错误。 答案：C 8．结合图表分析，下列有关说法正确的是( ) 抗菌药 物 抗菌机理 青霉素 抑制细菌细胞壁的合成 环丙沙 星 抑制细菌 DNA 旋转酶(可促进 DNA 螺 旋化)的活性 红霉素 能与核糖体结合 利福平 抑制 RNA 聚合酶的活性 A.环丙沙星和红霉素分别抑制细菌的①和③ B．青霉素和利福平能抑制 DNA 的复制 C．结核杆菌的④和⑤都发生在细胞质中 D．①～⑤可发生在人体健康细胞中 解析：首先判定出图中各个过程的名称：①为 DNA 复制，② 为转录，③为翻译，④为 RNA 复制，⑤为逆转录，然后根据表格 中抗菌药物的抗菌机理来分析各选项。青霉素的作用对象是细胞 壁，与 DNA 复制无关；环丙沙星可抑制 DNA 螺旋化，不利于 DNA 复制；红霉素能与核糖体结合，抑制翻译过程；利福平抑制 RNA 聚合酶的活性，进而抑制转录和 RNA 复制；④和⑤只有某些 RNA 病毒在增殖过程中才能进行。 答案：A 9．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，在 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．引起染色体变异 C．影响基因的表达 D．改变了色素基因 解析：据题意分析，土壤 pH 作为一种环境因素影响了基因的 表达，导致花色改变，并没有改变生物体的遗传物质。 答案：C 10．白化病和黑尿病都是由酶缺陷引起的分子遗传病，前者 不能由酪氨酸合成黑色素，后者不能将尿黑酸转变为乙酰乙酸， 排出的尿液中因含有尿黑酸，遇空气后氧化变黑。如图表示人体 内与之相关的一系列生化过程，据图分析下列叙述不正确的是 ( ) A．若一个皮肤角质层细胞控制酶 B 合成的基因发生突变， 不会导致白化病 B．若一个胚胎干细胞控制酶 D 合成的基因发生突变，可能 会导致黑尿病 C．白化病和黑尿病说明基因是通过控制蛋白质结构直接控制 生物性状的 D．图中代谢过程可说明一个基因可影响多个性状，一个性状 也可受多个基因控制 解析：图示白化病和黑尿病说明基因是通过控制酶的合成而 间接控制生物性状的。 答案：C 11．Qβ噬菌体的遗传物质(QβRNA)是一条单链 RNA，当噬菌 体侵染大肠杆菌后，QβRNA 立即作为模板翻译出成熟蛋白、外壳 蛋白和 RNA 复制酶(如图所示)，然后利用该复制酶复制 QβRNA。 下列叙述正确的是( ) A．QβRNA 的复制需经历一个逆转录的过程 B．QβRNA 的复制需经历形成双链 RNA 的过程 C．一条 QβRNA 模板只能翻译出一条肽链 D．QβRNA 复制后，复制酶基因才能进行表达 解析：由题意可知，QβRNA 是一条单链 RNA，可直接作为 模板进行翻译，不需要经历逆转录过程，所以 A 项错误，B 项正 确；由图可以看出，一条 QβRNA 模板翻译出的肽链不止一条，可 翻译出多条多肽链，C 项错误；由题意可知，QβRNA 复制酶基因 的表达在 QβRNA 的复制之前，有了 QβRNA 复制酶，QβRNA 的 复制才能进行，D 项错误。 答案：B 12．如图表示遗传信息的复制和表达等过程，相关叙述中错 误的是( ) A．可用光学显微镜检测①过程中是否发生碱基对的改变 B．①②过程需要模板、原料、酶和能量等基本条件 C．图中①②③过程均发生了碱基互补配对 D．镰刀型细胞贫血症体现了基因通过控制蛋白质的结构直接 控制生物的性质 解析：图中①②③所示的过程分别为 DNA 复制、转录与翻译。 用光学显微镜检测不到碱基对的改变。 答案：A 二、非选择题(每小题 20 分，共 40 分) 13．如图为模拟中心法则信息传递过程的实验研究装置，请 据图回答： (1)若图示为模拟某种病毒的信息流动过程，装置加入的模板 A 为单链，其部分碱基序列为—GAACACGUC—，加入的原料 B 为脱氧核苷酸，则该过程的所需的酶 B 为________，模拟的过程 为________。 (2)若图示为模拟人体淋巴细胞的信息流动过程，装置加入的 模板 A 为双链，其部分碱基序列为—GAACATGTT—，加入的原 料 B 为________，则该过程所需的酶 B 为 RNA 聚合酶，模拟的 过程为__________，该生理过程主要发生在该细胞的________中。 解析：(1)由模板的部分碱基序列“—GAACACGUC—”中含 有 U 且为单链可知，该病毒为 RNA 病毒，且可以脱氧核苷酸为原 料合成 DNA，所以可确定该过程需要逆转录酶的参与，实验模拟 的 是 逆 转 录 过 程 。 (2) 由 “ 模 板 A 为 双 链 ” 和 碱 基 序 列 为 “—GAACATGTT—”中含 T 等信息可知，模板 A 为双链 DNA 分子，在 RNA 聚合酶的催化作用下可以合成 RNA，利用的原料 为核糖核苷酸，模拟的过程为转录，主要发生在该细胞的细胞核 中。 答案：(1)逆转录酶 逆转录 (2)核糖核苷酸 转录 细胞核 能力达标 14.许多病毒会使人体致病，如图是一种病毒的基本结构和该 病毒进入细胞后复制繁殖的过程。据图回答下列问题： (1)病毒的主要成分是________________。 (2)分析图 2 可知，病毒在生命活动中的一个显著特征是 ________。 (3)①表示的是________过程，通过④过程形成的是________ 的 RNA。 (4)下图表示的是生物体内遗传信息的传递过程，在遗传学上 称为“________”。在图 2 中选择①～⑦中恰当的序号填入下图 的括号中。 解析：(1)病毒是非细胞结构的生物，由蛋白质和核酸组成。 (2)病毒自身没有能量和代谢系统，不能独立生活，只能寄生在活 细胞内。(3)由图 2 信息可知，①表示由 RNA 合成 DNA 的逆转录 过程，④过程是转录，由图示可知，逆转录形成的双链 DNA 进入 宿主细胞的细胞核并整合到宿主细胞染色体 DNA 上，利用宿主细 胞内的原料、酶、能量转录出病毒 RNA。(4)图示遗传信息的传递 过程称为中心法则，图中由 DNA 合成 RNA 是转录，由 RNA 合 成蛋白质是翻译。 答案：(1)蛋白质、核酸 (2)寄生性 (3)逆转录 病毒 (4)中心法则 ④ ⑥