關(guān)于基因與性狀的關(guān)系

2-2

遺傳的分子基礎(chǔ)順序與標注與新課標考綱相同（3）基因與性狀的關(guān)系

第2頁,共18頁，2024年2月25日，星期天1、基因與性狀的概念（1）性狀性狀是生物體所表現(xiàn)的形態(tài)特征和生理生化特征。例莖干的高與矮、花的紅與白等是生物體所表現(xiàn)的形態(tài)特征；小麥的抗銹病、仙人掌的抗旱等則是生物體所表現(xiàn)的生理生化特征。一、考點整合與提升（2）基因基因是控制生物性狀的遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能單位，是DNA分子上有遺傳效應(yīng)的片斷，在染色體上呈線性排列。它是由染色體攜帶著從親代傳遞給下一代的，并且核基因和染色體行為存在著明顯的平行關(guān)系。第3頁,共18頁，2024年2月25日，星期天②染色體在配子的形成和受精過程中，有相對穩(wěn)定的形態(tài)結(jié)構(gòu)。而基因在雜交過程中也保持完整性和獨立性。①

在體細胞中有來自父方和母方兩兩配對的同源染色體，而基因也是一個來自父方，一個來自母方成對存在。在配子中成對的染色體只有一條，同樣成對的基因也只有一個。④等位基因在形成配子時隨同源染色體的分開而分離，非同源染色體上的非等位基因也隨著非同源染色體的自由組合而組合，這過程發(fā)生在減數(shù)第一次分裂后期，這也是孟德爾遺傳定律的細胞學(xué)基礎(chǔ)?；蚝腿旧w行為的平行關(guān)系表現(xiàn)在下列幾個方面:第4頁,共18頁，2024年2月25日，星期天基因通過控制蛋白質(zhì)的合成來控制生物的性狀，不同的基因控制不同的性狀?；蚩刂菩誀畹膬煞N方式間接途徑：基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，從而控制生物的性狀。直接途徑：基因通過控制蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)來直接影響性狀2、基因控制性狀的方式和實例第5頁,共18頁，2024年2月25日，星期天實例：鐮刀型細胞貧血癥控制血紅蛋白形成的基因中一個堿基變化①直接途經(jīng)血紅蛋白的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化紅細胞呈鐮刀型容量破裂，患溶血性貧血正常紅細胞鐮刀型紅細胞第6頁,共18頁，2024年2月25日，星期天實例：白化病控制酪氨酸酶合成的基因異常②間接途經(jīng)酪氨酸酶不能正常合成酪氨酸酶不能正常轉(zhuǎn)化為黑色素因缺乏黑色素而表現(xiàn)白化癥狀白化病患者第7頁,共18頁，2024年2月25日，星期天（2）生物有些性狀是受多個基因決定的，如人的身高。（1）生物的大多數(shù)性狀是受單基因控制的（如豌豆的高莖與矮莖，是由一對等位基因控制。3、基因與性狀間的對應(yīng)關(guān)系（3）生物的性狀還受環(huán)境條件的影響，是生物的基因型和環(huán)境條件共同作用的結(jié)果，即表現(xiàn)型＝基因型＋環(huán)境條件。（4）基因與性狀的關(guān)系并不都是簡單的線性關(guān)系，基因與基因，基因與基因產(chǎn)物、基因與環(huán)境之間存在著復(fù)雜的相互關(guān)系，這種相互作用形成了一個錯綜復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)。第8頁,共18頁，2024年2月25日，星期天4、等位基因與性狀的關(guān)系基因性狀等位基因相對性狀性狀分離等位基因分離顯性基因隱性基因顯性性狀隱性性狀控制控制控制控制第9頁,共18頁，2024年2月25日，星期天②順序性表達：細胞內(nèi)的基因順序表達，同一細胞的不同發(fā)育時期表達不同的基因。1、個體發(fā)育是從受精卵的有絲分裂開始到性成熟個體形成的過程，在這一過程中，生物個體的各種性狀得以逐步表現(xiàn)。個體發(fā)育過程是受遺傳物質(zhì)控制的，發(fā)育過程是細胞內(nèi)基因表達的結(jié)果。2、個體發(fā)育過程中產(chǎn)生的眾多體細胞均來自同一受精卵的有絲分裂，因而含有相同的遺傳物質(zhì)或基因，但生物體不同部位細胞表現(xiàn)出的性狀不同，而且不同性狀是在不同時期表現(xiàn)的。所以在個體發(fā)育中，生物體內(nèi)的基因表達有如下特點：①選擇性表達：雖然不同的細胞含有相同的基因，但不同的細胞表達不同的基因，即選擇性表達．如胰島細胞能表達胰島素基因，但不能表達血紅蛋白基因。4、基因表達與個體發(fā)育之間的關(guān)系第10頁,共18頁，2024年2月25日，星期天對應(yīng)例題：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(fā)現(xiàn)，在組成血紅蛋白分子的多肽鏈上，發(fā)生了氨基酸的轉(zhuǎn)換，發(fā)生替換的根本原因是在于控制其結(jié)構(gòu)的基因中發(fā)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(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能單位B、基因可以通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)來控制生物的性狀C、基因結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，性狀不一定發(fā)生變化D、如果生物體性狀發(fā)生變化，則控制其性狀的基因也一定產(chǎn)生了變化B解析：基因結(jié)構(gòu)中的個別堿基發(fā)生了替換，導(dǎo)致氨基酸的轉(zhuǎn)換，致使血紅蛋白不正常，所以表現(xiàn)出鐮刀型細胞貧血癥。因此，經(jīng)過推理可知，基因可以通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)來控制生物的性狀。而沒的體現(xiàn)基因是控制生物性狀的遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能單位，也沒有體現(xiàn)基因變化與性狀變化之間的關(guān)系。第11頁,共18頁，2024年2月25日，星期天對應(yīng)例題：2、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）和不含氰的?，F(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：前體物基因D氰酸酶含氰糖苷氰產(chǎn)氰糖苷酶基因H葉片表現(xiàn)型基因型提取液中加入產(chǎn)氰糖苷提取液中加入氰酸酶Ⅰ產(chǎn)氰含氰產(chǎn)氰產(chǎn)氰Ⅱ不產(chǎn)氰不含氰不產(chǎn)氰產(chǎn)氰Ⅲ不產(chǎn)氰不含氰產(chǎn)氰不產(chǎn)氰Ⅳ不產(chǎn)氰不含氰不產(chǎn)氰不產(chǎn)氰基因D、H分別決定產(chǎn)氰糖苷和氰酸酶的合成，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，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(jié)果記錄于右上表：（1）由生化途徑可以看出基因與生物性狀的關(guān)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。第12頁,共18頁，2024年2月25日，星期天（2）兩個不產(chǎn)氰品種的基因型是

，在F2中產(chǎn)氰和不產(chǎn)氰的的理論比為

。（3）葉片Ⅱ葉肉細胞中缺乏

酶，葉片里可能的基因型是

。（4）從代謝的角度考慮，怎樣使葉片Ⅳ的提取液產(chǎn)氰？

、說明理由

。ddHH或ddHhDDhh或ddHH9：7氰酸同是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）可根據(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全產(chǎn)氰，可知兩個不產(chǎn)氰的品種是純合子，親本的基因型DDhh或ddHH，F(xiàn)1基因型為DdHh，F(xiàn)2中產(chǎn)氰類型9D

H

，不產(chǎn)氰類型為3D

hh、3ddH

、1ddhh，故比值為9：7。（3）葉片Ⅱ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，缺乏的是氰酸酶；葉片Ⅲ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產(chǎn)生氰，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。第13頁,共18頁，2024年2月25日，星期天對應(yīng)例題：3、（多選）人的肝細胞內(nèi)可由DNA控制合成的物質(zhì)是（）Ａ、胰島素Ｂ、rnRNAＣ、酶Ｄ、氨基酸轉(zhuǎn)錄翻譯B、C解析：本題綜合考查基因的表達過程為：DNA（基因）rnRNA蛋白質(zhì)即在人的肝細胞中DNA可控制合成出rnRNA、蛋白質(zhì)。盡管人體內(nèi)的酶和胰島素都是蛋白質(zhì)，且肝細胞中也有胰島素基因，但因基因表達的選擇性，使肝細胞不能合成胰島素（胰島素B細胞中合成），但可合成自身代謝所需要的酶，氨基酸的合成無需DNA控制。因此，正確答案為B、C。第14頁,共18頁，2024年2月25日，星期天1、（2010高考海南卷）下列敘述中，不能說明“核基因和染色體行為存在平行關(guān)系”的是（）A、基因發(fā)生突變而染色體沒有發(fā)生變化B、非等位基因隨非同源染色體的自由組合而組合C、二倍體生物形成配子時基因和染色體數(shù)目均減半D、Aa雜合體發(fā)生染色體缺失后，可表現(xiàn)出a基因的性狀A(yù)解析：核基因和染色體行為存在著明顯的平行關(guān)系，主要表現(xiàn)為：等位基因在形成配子時隨同源染色體的分開而分離，非同源染色體上的非等位基因也隨著非同源染色體的自由組合而組合，這過程發(fā)生在減數(shù)第一次分裂后期，減數(shù)分裂結(jié)果染色體和基因數(shù)目均減半，染色體缺失后位于缺失部位的基因也隨之丟失。所以B、C和D都充分說明了核基因和染色體行為存在平行關(guān)系，A不能說明。二、近兩年高考真題示例第15頁,共18頁，2024年2月25日，星期天3、（2009高考江蘇卷）下圖為某種真菌線粒體中蛋白質(zhì)的生物合成示意圖，請據(jù)圖回答下列問題。（1）完成過程①需要

等物質(zhì)從細胞質(zhì)進入細胞核。（2）從圖中分析，核糖體的分布場所有

。ATP、核糖核苷酸、酶細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體

（3）已知溴化乙啶、氯霉素分別抑制圖中過程③、④，將該真菌分別接種到含溴化乙啶、氯霉素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)線粒體中RNA聚合酶均保持很高活性。由此可推測該RNA聚合酶由

中的基因指導(dǎo)合成。（4）用一鵝膏蕈堿處理細胞后發(fā)現(xiàn)，細胞質(zhì)基質(zhì)中RNA含量顯著減少，那么推測一鵝膏蕈堿抑制的過程是

（填序號），線粒體功能

（填“會”或“不會”）受到影響。核DNA①會第16頁,共18頁，2024年2月25日，星期天解析：

（1）①過程是在細胞核內(nèi)，以DNA為模板合成RNA的過程，需要核糖核苷酸作為原料，同時需要ATP提供能量和酶的催化；（2）據(jù)圖分析，②④過程都合成了蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)是在核糖體內(nèi)合成的，所以細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體都有核糖體的分布；（3）溴化乙啶、氯霉素分別抑制圖中過程③、④，這兩個過程是線粒體內(nèi)合成