第4章 第2節(jié) 基因?qū)π誀畹目刂?

1、 同一株水毛茛裸露在空氣中的葉和浸泡在水中的葉表現(xiàn)同一株水毛茛裸露在空氣中的葉和浸泡在水中的葉表現(xiàn)出兩種不同的形態(tài)。出兩種不同的形態(tài)。2、這兩種形態(tài)的葉，其細(xì)胞的基因、這兩種形態(tài)的葉，其細(xì)胞的基因組成一樣嗎？組成一樣嗎？3、你還能提出什么問題？、你還能提出什么問題？ 水中的葉比空氣中的葉要狹小一些。水中的葉比空氣中的葉要狹小一些。 基因組成應(yīng)該一樣，由一個(gè)受精基因組成應(yīng)該一樣，由一個(gè)受精卵發(fā)育而來。卵發(fā)育而來。 為什么葉片細(xì)胞的基因組成相同，為什么葉片細(xì)胞的基因組成相同，而葉片卻表現(xiàn)出明顯的不同？而葉片卻表現(xiàn)出明顯的不同？ 1、這兩種葉形有什么不同？、這兩種葉形有什么不同？問題探討問題探討以以

2、DNADNA自身為自身為模板模板合成子代合成子代DNADNA，以，以DNADNA的一條鏈為的一條鏈為模板模板合成合成RNARNA，以信使，以信使RNARNA為為模板模板合成蛋白質(zhì)從而合成蛋白質(zhì)從而決定決定生物的性狀生物的性狀表現(xiàn)，叫中心法則。表現(xiàn)，叫中心法則。 人和動(dòng)植物及絕大多數(shù)微生物的遺傳信息傳遞都遵循這人和動(dòng)植物及絕大多數(shù)微生物的遺傳信息傳遞都遵循這一法則。一法則。一、中心法則的提出及其發(fā)展一、中心法則的提出及其發(fā)展DNADNARNARNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯復(fù)復(fù)制制遺傳信息的傳遞規(guī)律（流動(dòng)方向）遺傳信息的傳遞規(guī)律（流動(dòng)方向）表示表示克里克的預(yù)見克里克的預(yù)見中心法則的發(fā)展中心法則

3、的發(fā)展 先閱讀書本先閱讀書本P P6969頁的三個(gè)資料并回答后面的問題。頁的三個(gè)資料并回答后面的問題。1 1、沒有推翻中心法則，實(shí)驗(yàn)證據(jù)指出了原有中心法則所、沒有推翻中心法則，實(shí)驗(yàn)證據(jù)指出了原有中心法則所沒有包含的遺傳信息的可能傳遞途徑，是對原有中心法則的沒有包含的遺傳信息的可能傳遞途徑，是對原有中心法則的補(bǔ)充而非否定。補(bǔ)充而非否定。 2 2、補(bǔ)充：、補(bǔ)充：遺傳信息可以從遺傳信息可以從RNARNA反過來流向反過來流向DNADNA，如致癌，如致癌RNARNA病毒；病毒；遺傳信息可以從遺傳信息可以從RNARNA流向流向RNARNA，如，如RNARNA腫瘤病毒；腫瘤病毒；遺傳信息可以從蛋白質(zhì)流向蛋白

4、質(zhì)，如瘋牛病病毒。遺傳信息可以從蛋白質(zhì)流向蛋白質(zhì)，如瘋牛病病毒。 說明：前面兩個(gè)已經(jīng)完全確認(rèn)，后面一個(gè)沒有完全確認(rèn)。說明：前面兩個(gè)已經(jīng)完全確認(rèn)，后面一個(gè)沒有完全確認(rèn)。中心法則是生命體系中中心法則是生命體系中最核心、最簡約、最本質(zhì)最核心、最簡約、最本質(zhì)的的規(guī)律，掌握中心法則對生命本質(zhì)的把握有著重要作用。規(guī)律，掌握中心法則對生命本質(zhì)的把握有著重要作用。3、補(bǔ)充修正的中心法則、補(bǔ)充修正的中心法則DNADNA轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄復(fù)復(fù)制制逆轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)翻譯翻譯RNARNA復(fù)制復(fù)制RNARNA二、基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系二、基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系基因指導(dǎo)基因指導(dǎo)_的合成的合成 基因控制生物體的基因控制生物

5、體的_蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)性狀性狀蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的_者和者和_者者體現(xiàn)體現(xiàn)承擔(dān)承擔(dān)Q Q：蛋白質(zhì)與生命性狀特征有何關(guān)系：蛋白質(zhì)與生命性狀特征有何關(guān)系? ?Q Q：蛋白質(zhì)如何承擔(dān)生命活動(dòng)？：蛋白質(zhì)如何承擔(dān)生命活動(dòng)？運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)( (如肌纖維中的肌球蛋白和肌動(dòng)蛋白，助肌肉收縮如肌纖維中的肌球蛋白和肌動(dòng)蛋白，助肌肉收縮) )運(yùn)輸運(yùn)輸( (如血紅蛋白、協(xié)助擴(kuò)散和主動(dòng)運(yùn)輸時(shí)的載體蛋白如血紅蛋白、協(xié)助擴(kuò)散和主動(dòng)運(yùn)輸時(shí)的載體蛋白) )調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)( (如生長激素、胰島素如生長激素、胰島素) )防御防御( (如抗體如抗體) )催化催化（各種酶）（各種酶）二、基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系二、基因、蛋白質(zhì)與性狀的

6、關(guān)系 下面我們再通過及格具體的實(shí)例來看基因、蛋白質(zhì)與下面我們再通過及格具體的實(shí)例來看基因、蛋白質(zhì)與生物性狀之間的關(guān)系。生物性狀之間的關(guān)系。1 1、豌豆的圓粒和皺粒這一對相對性狀。、豌豆的圓粒和皺粒這一對相對性狀。編碼淀粉分支酶的基因正常。編碼淀粉分支酶的基因正常。淀粉分支酶淀粉分支酶正常合成。正常合成。蔗糖合成淀粉，淀粉含量升高。蔗糖合成淀粉，淀粉含量升高。淀粉含量高，有效保留水分，豌淀粉含量高，有效保留水分，豌豆顯得圓鼓鼓（性狀：圓粒）。豆顯得圓鼓鼓（性狀：圓粒）。 DNA DNA中插入了一段外來的中插入了一段外來的DNADNA序列，打序列，打亂了編碼淀粉分支酶的基因亂了編碼淀粉分支酶的基因

7、( (基因增添基因增添) )淀粉分支酶淀粉分支酶不能正常合成。不能正常合成。蔗糖不能合成淀粉，蔗糖含量升高。蔗糖不能合成淀粉，蔗糖含量升高。淀粉含量低的豌豆由于失水而顯得皺淀粉含量低的豌豆由于失水而顯得皺縮（性狀：皺粒）?？s（性狀：皺粒）。控制酶形成的基因異常?？刂泼感纬傻幕虍惓！＠野彼崦覆荒芾野彼崦覆荒苷：铣?。正常合成。酪氨酸不能轉(zhuǎn)化成黑色素。酪氨酸不能轉(zhuǎn)化成黑色素。缺乏黑色素而表現(xiàn)為白化病。缺乏黑色素而表現(xiàn)為白化病。2 2、白化病。、白化病?？刂泼感纬傻幕蛘?。控制酶形成的基因正常。酪氨酸酶酪氨酸酶正常合成。正常合成。酪氨酸正常轉(zhuǎn)化成黑色素。酪氨酸正常轉(zhuǎn)化成黑色素。表現(xiàn)正常。表現(xiàn)正常

8、。 這兩個(gè)例子來看，大家可以總結(jié)出基因是如何控制生物的這兩個(gè)例子來看，大家可以總結(jié)出基因是如何控制生物的性狀的？性狀的？ 基因通過控制基因通過控制_合成來控制代謝過程，進(jìn)而控合成來控制代謝過程，進(jìn)而控 制生物體的制生物體的_酶的酶的性狀性狀間接控制間接控制CFTRCFTR基因缺失了三個(gè)堿基基因缺失了三個(gè)堿基( (堿基缺失堿基缺失) )CFTRCFTR蛋白缺少一個(gè)蛋白缺少一個(gè)丙苯氨酸丙苯氨酸，結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)異異常，導(dǎo)致功能異常。常，導(dǎo)致功能異常?；颊咧夤軆?nèi)黏液增多?；颊咧夤軆?nèi)黏液增多。黏液清除困難，細(xì)菌繁殖，肺部感染。黏液清除困難，細(xì)菌繁殖，肺部感染。3 3、囊性纖維病。、囊性纖維病?？刂蒲t蛋白

9、形成基因的控制血紅蛋白形成基因的一個(gè)堿基一個(gè)堿基發(fā)生變化。（堿基替換）發(fā)生變化。（堿基替換）血紅蛋白的血紅蛋白的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。發(fā)生變化。紅細(xì)胞呈鐮刀狀。紅細(xì)胞呈鐮刀狀。紅細(xì)胞容易破裂，患溶血性貧血紅細(xì)胞容易破裂，患溶血性貧血 這兩個(gè)例子來看，大家可以總結(jié)出基因是如何控制生物的這兩個(gè)例子來看，大家可以總結(jié)出基因是如何控制生物的性狀的？性狀的？4 4、鐮刀型貧血癥。、鐮刀型貧血癥。 基因還能通過控制蛋白質(zhì)的基因還能通過控制蛋白質(zhì)的_而而_ 控制生物體的控制生物體的_性狀性狀結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)直接直接 基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系總結(jié)：基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系總結(jié)：基因基因酶或激素酶或激素結(jié)構(gòu)蛋白結(jié)構(gòu)蛋白細(xì)胞

10、代謝細(xì)胞代謝細(xì)胞結(jié)構(gòu)細(xì)胞結(jié)構(gòu)生物性狀生物性狀生物性狀生物性狀表現(xiàn)型表現(xiàn)型= =基因型基因型 + + 外界環(huán)境外界環(huán)境水毛茛水毛茛即表現(xiàn)型是基因型與環(huán)境即表現(xiàn)型是基因型與環(huán)境相互作用的結(jié)果。相互作用的結(jié)果。三、基因型和表現(xiàn)型的關(guān)系三、基因型和表現(xiàn)型的關(guān)系表現(xiàn)型表現(xiàn)型=基因型基因型 +環(huán)境條件環(huán)境條件 遺傳學(xué)家曾經(jīng)做過這樣的實(shí)驗(yàn)：長翅果蠅幼蟲正常的培養(yǎng)遺傳學(xué)家曾經(jīng)做過這樣的實(shí)驗(yàn)：長翅果蠅幼蟲正常的培養(yǎng)環(huán)境溫度為環(huán)境溫度為2525，將孵化后，將孵化后4 47d7d的長翅果蠅幼蟲放在的長翅果蠅幼蟲放在35353737的環(huán)境中處理的環(huán)境中處理6 624h后，得到了一些殘翅果蠅，這些殘后，得到了一些殘翅果

11、蠅，這些殘翅果蠅在正常溫度下繁殖的后代仍然是長翅果蠅。翅果蠅在正常溫度下繁殖的后代仍然是長翅果蠅。問：請針對出現(xiàn)殘翅果蠅的問：請針對出現(xiàn)殘翅果蠅的原因提出假說，進(jìn)行解釋。原因提出假說，進(jìn)行解釋。（環(huán)境如何影響基因的對性（環(huán)境如何影響基因的對性狀的控制的）狀的控制的） 環(huán)境環(huán)境( (如溫度和如溫度和pHpH值值) )通過通過影響酶的活性影響酶的活性，來影響基，來影響基因?qū)π誀畹目刂?。因?qū)π誀畹目刂?。四、生物體性狀的多基因因素四、生物體性狀的多基因因素 基因與性狀并不是都是一一對應(yīng)的簡單的線性基因與性狀并不是都是一一對應(yīng)的簡單的線性關(guān)系，一種性狀由多個(gè)基因控制。而還受到環(huán)境關(guān)系，一種性狀由多個(gè)基因

12、控制。而還受到環(huán)境因素的影響。因素的影響。 基因與基因、基因與基因產(chǎn)物，基因和環(huán)境基因與基因、基因與基因產(chǎn)物，基因和環(huán)境之間存在這復(fù)雜的相互作用，共同精細(xì)地調(diào)控生之間存在這復(fù)雜的相互作用，共同精細(xì)地調(diào)控生物的性狀。物的性狀。 所以要用所以要用系統(tǒng)的觀點(diǎn)系統(tǒng)的觀點(diǎn)來看待生物體。來看待生物體。五、細(xì)胞質(zhì)基因（細(xì)胞質(zhì)遺傳）五、細(xì)胞質(zhì)基因（細(xì)胞質(zhì)遺傳） 細(xì)胞質(zhì)基因：指存在于細(xì)胞質(zhì)結(jié)構(gòu)中的遺傳物質(zhì)。與細(xì)胞質(zhì)基因：指存在于細(xì)胞質(zhì)結(jié)構(gòu)中的遺傳物質(zhì)。與核基因一樣具有穩(wěn)定性、連續(xù)性和變異性。核基因一樣具有穩(wěn)定性、連續(xù)性和變異性。功能：控制一些蛋白質(zhì)的合成，線粒體功能：控制一些蛋白質(zhì)的合成，線粒體DNA缺陷會引起

13、遺缺陷會引起遺傳病。傳病。特點(diǎn)：特點(diǎn)： 1、DNA分子半自主性復(fù)制；分子半自主性復(fù)制； 2、母系遺傳：只能通過母親遺傳給后代。、母系遺傳：只能通過母親遺傳給后代。1011第二節(jié)第二節(jié) 基因?qū)π誀畹目刂苹驅(qū)π誀畹目刂埔?、中心法則的提出及其發(fā)展一、中心法則的提出及其發(fā)展二、基因、蛋白質(zhì)和性狀的關(guān)系二、基因、蛋白質(zhì)和性狀的關(guān)系三、基因型和表現(xiàn)型的關(guān)系三、基因型和表現(xiàn)型的關(guān)系四、生物性狀是由多個(gè)基因控制的四、生物性狀是由多個(gè)基因控制的五、細(xì)胞質(zhì)基因五、細(xì)胞質(zhì)基因DNADNA轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄復(fù)復(fù)制制逆轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄RNARNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)翻譯翻譯RNARNA復(fù)制復(fù)制基因基因酶或激素酶或激素結(jié)構(gòu)蛋白結(jié)構(gòu)蛋白細(xì)胞代謝

14、細(xì)胞代謝細(xì)胞結(jié)構(gòu)細(xì)胞結(jié)構(gòu)生物性狀生物性狀生物性狀生物性狀逆轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄科學(xué)家們同時(shí)還發(fā)現(xiàn)，在環(huán)境適宜的夏季只有科學(xué)家們同時(shí)還發(fā)現(xiàn)，在環(huán)境適宜的夏季只有RNA的的煙草花葉病病毒到了環(huán)境嚴(yán)酷的冬季，它們體內(nèi)又煙草花葉病病毒到了環(huán)境嚴(yán)酷的冬季，它們體內(nèi)又具有具有DNA了。顯然，這些了。顯然，這些DNA是以是以RNA為模板合為模板合成的。成的。以以RNA為模板合成為模板合成DNA的過程叫的過程叫“逆轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄”，這，這，需要逆轉(zhuǎn)錄酶來催化它。需要逆轉(zhuǎn)錄酶來催化它。以以RNARNA為模板合成的為模板合成的DNADNA單鏈單鏈逆轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄科學(xué)家們同時(shí)還發(fā)現(xiàn)，在環(huán)境適宜的夏季只有科學(xué)家們同時(shí)還發(fā)現(xiàn)，在環(huán)境適宜

15、的夏季只有RNA的的煙草花葉病病毒到了環(huán)境嚴(yán)酷的冬季，它們體內(nèi)又煙草花葉病病毒到了環(huán)境嚴(yán)酷的冬季，它們體內(nèi)又有有DNA了。顯然，這些了。顯然，這些DNA是以是以RNA為模板合成的為模板合成的以以RNA為模板合成為模板合成DNA的過程叫的過程叫“逆轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄”，這，需，這，需要逆轉(zhuǎn)錄酶來催化它。要逆轉(zhuǎn)錄酶來催化它。逆轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄科學(xué)家們同時(shí)還發(fā)現(xiàn)，在環(huán)境適宜的夏季只有科學(xué)家們同時(shí)還發(fā)現(xiàn)，在環(huán)境適宜的夏季只有RNA的的煙草花葉病病毒到了環(huán)境嚴(yán)酷的冬季，它們體內(nèi)又煙草花葉病病毒到了環(huán)境嚴(yán)酷的冬季，它們體內(nèi)又有有DNA了。顯然，這些了。顯然，這些DNA是以是以RNA為模板合成的為模板合成的以以RNA為模

16、板合成為模板合成DNA的過程叫的過程叫“逆轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄”，這，需，這，需要逆轉(zhuǎn)錄酶來催化它。要逆轉(zhuǎn)錄酶來催化它。DNADNA雙螺旋雙螺旋逆轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄通過通過DNADNA復(fù)制，繁殖出大量復(fù)制，繁殖出大量DNADNA型病毒。型病毒。RNA復(fù)制復(fù)制RNA復(fù)制復(fù)制通過通過RNARNA復(fù)制，繁殖出大量的復(fù)制，繁殖出大量的RNARNA型病毒！型病毒！基因?qū)π誀畹目刂苹驅(qū)π誀畹目刂?性狀：生物形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理特征，由蛋白性狀：生物形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理特征，由蛋白 質(zhì)體現(xiàn)。質(zhì)體現(xiàn)。酶的合成：白化病酶的合成：白化病 根本原因：基因異常導(dǎo)致酪氨酸酶不根本原因：基因異常導(dǎo)致酪氨酸酶不 能合成能合成 直接原因：體內(nèi)缺少酪氨酸酶直接原因：體內(nèi)缺少酪氨酸酶蛋白質(zhì)分子