2024年5月9日发(作者：哪个牌子的u盘质量最好)

第2节 基因对性状的控制

[学习目标] 1.了解中心法则的提出及其发展过程。2.通过中心法

则图解理解遗传信息的流动方向。(难点)3.识记基因控制性状的两种方

式。(重点)4.举例说明基因、蛋白质与性状的关系。

知识点1 中心法则的提出及其发展

请仔细阅读教材第68～69页，完成下面的问题。

1．中心法则的提出

(1)提出者：克里克。

(2)内容

①DNA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。

2．中心法则的发展

3.完善后的中心法则，用图解表示为

知识点2 基因、蛋白质与性状的关系

请仔细阅读教材第69～70页，完成下面的问题。

1．基因控制生物性状的两条途径

(1)基因对生物性状的间接控制

①实质：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。

②举例

(2)基因对生物性状的直接控制

①实质：基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。

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蛋白结构异常→支气管中黏液增多，

管腔受阻，细菌在肺部大量繁殖，使人患囊性纤维病。

2．基因与性状的关系

1基因与性状

错误!

的数量关系

(2)基因与性状的对应关系

(3)影响基因控制性状的因素

生物性状是由基因和环境条件共同作用的结果，其关系如图所示

3．细胞质基因

细胞质基因指的是细胞核以外的细胞质中的基因。叶绿体和线粒

体中的DNA都能够进行半自主性的自我复制，并通过转录和翻译控制

某些蛋白质的合成。如线粒体疾病就是由线粒体DNA缺陷引起的，这

种遗传病只能通过母亲遗传给后代。

要点一 剖析中心法则1.中心法则内容及其发展图解

2．不同生物的中心法则的体现不同

(1)以DNA为遗传物质的生物

主要包括细胞生物(原核生物、真菌、动植物和人类)以及大多数病

毒，它们能发生的过程如下：

(2)以RNA为遗传物质的生物

①不含逆转录酶的RNA病毒，如烟草花叶病毒，它们能发生的过

程如下：

②含逆转录酶的RNA病毒，如艾滋病病毒，它们能发生的过程如

下：

3．中心法则的判断方法

中心法则体现了DNA复制、转录、RNA复制、逆转录、翻译过

程，下面从模板、原料、产物三个方面来分析。

(1)从模板分析

①如果模板是DNA，生理过程可能是DNA复制或转录。

②如果模板是RNA，生理过程可能是RNA复制或逆转录或翻译。

(2)从原料分析

①如果原料为脱氧核苷酸，产物一定是DNA，生理过程可能是

DNA复制或逆转录。

②如果原料为核糖核苷酸，产物一定是RNA，生理过程可能是转

录或RNA复制。

③如果原料为氨基酸，产物一定是蛋白质(或多肽)，生理过程是翻

译。

(3)从产物分析

①如果产物为DNA，生理过程可能是DNA复制或逆转录。

②如果产物为RNA，生理过程可能是RNA复制或转录。

③如果产物是蛋白质(或多肽)，生理过程是翻译。

4．中心法则体现了DNA的两大基本功能

(1)传递遗传信息：它是通过DNA复制完成的，发生于亲代产生

子代的生殖过程或细胞增殖过程中。

(2)表达遗传信息：它是通过转录和翻译完成的，发生在个体发育

过程中。

5．中心法则与基因表达的关系

【典例1】 关于如图所示的过程，下列叙述正确的是( )

A．正常的真核生物细胞内可发生①②⑤

B．噬菌体进行①，需将噬菌体放在含有四种游离的脱氧核苷酸的

溶液中

C．③④⑥常见于RNA病毒侵入细胞时

D．细胞中①④的发生都需要解旋酶

[解析] 分析题图，①为DNA复制过程，②为转录过程，③为逆

转录过程，④为RNA复制过程，⑤为翻译过程，⑥表示遗传信息从蛋

白质流向RNA。正常的真核生物细胞内可发生①②⑤，A正确；噬菌

体是病毒，不能独立生存，只能在宿主细胞中进行①过程，B错误；

到目前为止在生物体内还没有发现⑥，C错误；细胞中①的发生需要

解旋酶，④的发生不需要解旋酶，D错误。

[答案] A

[针对训练1] 结合图表分析，下列有关说法正确的是( )

抗菌药物

青霉素

环丙沙星

红霉素

利福平

螺旋化)

能与核糖体结合

抑制RNA聚合酶的活性

抗菌机理

抑制细菌细胞壁的合成

抑制细菌DNA解旋酶的活性(可促进DNA

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

要点二 基因与性状的关系1.基因对性状控制的两种途径

2．分析基因与性状的关系

(1)基因决定性状

基因是控制生物性状的结构和功能单位，基因通过控制蛋白质的

合成来控制生物的性状(如下图所示)。

同一种基因(如高度基因)决定同一种性状(如高度)；同一种基因的

不同表现形式(D、d)决定同一种性状的不同表现形式(高、矮)；F

1

(Dd)

产生配子时等位基因的分离及分离比导致F

2

中相对性状的分离及分离

比。

(2)基因与性状的关系及影响因素

①基因与性状的数量关系(如下图)

一个基因能决定一种或多种性状；一种性状可由一个或多个基因

控制，如

基因2的控制。

，C(性状)的表达受到基因1、

②影响因素

基因在控制性状的过程中还要受环境的影响，如温度、射线、营

养物质等，即生物性状是基因和环境条件共同作用的结果。

同一生物在不同环境中有不同的表现型。基因型是生物体发育的

内因；而环境条件是生物体发育的外因；表现型是生物体发育的结果，

是基因型与环境条件共同作用的结果。

[特别提醒] (1)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。

(2)基因控制生物体的性状，但基因表达过程中或表达后，可能受

到环境因素的影响，所以表现型由基因和环境共同决定。

(3)基因与性状并不都是简单的线性关系。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，这种相互作用形成

了一个错综复杂的网络，精细地调控着生物体的性状。

(4)同一生物不同的体细胞的核DNA相同，RNA不同，合成的蛋

白质也不同，表现出的性状也不同。

【典例2】 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，

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，而非增添了2个碱基。

[答案] A

[针对训练2] 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

课堂归纳小结

[网络构建]

自我校对：酶 生物新陈代谢 蛋白质

[拓展阅读]

不苦的苦瓜

2014年11月29日出版的国际顶级学术期刊《科学》以长篇幅论

文形式发表了中国农科院蔬菜花卉所研究员、深圳农业基因组所副所

长黄三文博士领导完成的苦瓜苦味合成、调控及驯化分子机制的研究

成果。苦瓜苦不苦由“基因开关”来调控。该研究成果综合采用了基

因组、变异组、转录组、分子生物学和生物化学等多种技术手段，成

功揭示了导致苦瓜变苦的两个“主开关”的作用

机理，从而可彻底避免苦味对苦瓜品质的影响，同时提高叶片中

的葫芦素含量用于抵御害虫，减少农药的使用。

特别可喜的是，研究发现一个新的突变使Bt基因在逆境中不表达，

通过精确调节果实和叶片中Bt的表达模式，可以确保苦瓜果实中不积

累苦味物质，从而保证苦瓜的商品品质，同时提高其叶片中的葫芦素

含量用于抵御害虫的侵害，减少农药的使用。育种专家们正在利用这

个分子育种方案培育新型苦瓜品种，而该项研究首次破解的葫芦素等

次生代谢产物的基因簇精确调控机制，也为新药开发提供了新的思路。

苦瓜具有清热益气、抗癌、降血糖、降血脂、美容肌肤等药用价值和

功效。

苦瓜苦味降低过程中涉及了哪些中心法则？

提示：

[学业水平合格测试]

1．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] 生物遗传实质指的是遗传信息在亲子代之间的传递，而遗

传信息的复制是其在亲子代间传递的基础。

[答案] A

2．生物体内性状的表达一般遵循“DNA→RNA→蛋白质”的原

则。下面是几种与此有关的说法，不正确的是( )

A．DNA→RNA主要是在细胞核中完成的

B．RNA→蛋白质是在细胞质中完成的

C．在同一个体不同的体细胞中DNA相同

D．在细胞的一生中，DNA、RNA和蛋白质的种类和数量是不变

的

[解析] DNA是细胞中的遗传物质，一般是不变的；由于同一个

体不同的体细胞中存在基因选择性表达，因此不同细胞中的DNA相

同，而RNA和蛋白质却不一定相同。

[答案] D

3．如图为人体内基因对性状的控制过程，下列叙述不正确的是

( )

A．图中①②过程发生的场所分别是细胞核、细胞质中的核糖体

B．镰刀型细胞贫血症致病的根本原因是基因发生了改变

C．人体衰老引起白发增多的主要原因是图中的酪氨酸酶的活性下

降

D．该图反映了基因对性状的控制是通过控制酶的合成，进而控制

代谢活动来进行的

[解析] 正常基因编码的血红蛋白组成的红细胞结构是正常的，而

异常基因编码的血红蛋白组成的红细胞结构异常，说明基因通过控制

血红蛋白的结构直接控制生物性状；缺乏酪氨酸酶会导致黑色素无法

合成，说明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。

[答案] D

[学业水平等级测试]

4．如图所示，下列有关叙述中，不正确的是( )

A．甲是DNA，乙为RNA，此过程要以甲为模板，酶为RNA聚

合酶

B．甲是DNA，乙为DNA，此过程要以甲为模板，酶为DNA聚

合酶

C．甲是RNA，乙为DNA，此过程为转录，原料为脱氧核苷酸

D．甲是RNA，乙为蛋白质，此过程为翻译，原料为氨基酸

[解析] 甲是RNA、乙为DNA时，图示过程表示逆转录，模板为

RNA，原料为脱氧核苷酸，酶为逆转录酶。

[答案] C

5．下列有关基因型、性状和环境的叙述，错误的是( )

A．两个个体的身高不相同，二者的基因型可能相同，也可能不相

同

B．某植物的绿色幼苗在黑暗中变成黄色，这种变化是由环境造成

的

C．O型血夫妇的子代都是O型血，说明该性状是由遗传因素决

定的

D．高茎豌豆的子代出现高茎和矮茎，说明该相对性状是由环境决

定的

[解析] 生物的性状是由基因型和环境共同决定的。两个身高不相

同的个体，其基因型可能相同，也可能不相同，A项正确；叶绿素的

合成需要光照，绿色幼苗的遗传物质正常，在黑暗中变成黄色，这是

由环境造成的变化，B项正确；O型血夫妇的子代都是O型血，这是

生物的遗传，由遗传因素决定，C项正确；高茎豌豆的子代出现高茎

和矮茎，一般是由遗传因素决定的性状分离现象，另外，环境因素也

可能导致矮茎性状的出现，D项错误。

[答案] D