东莞中学生物科组东莞中学生物科组4.2 基因对性状的控制第四章第四章 基因的表达基因的表达2011/11/21东莞中学生物科组东莞中学生物科组基因指导蛋白质合成的示意图基因指导蛋白质合成的示意图 根据基因指导蛋白质合成的过程图，请你画出一张根据基因指导蛋白质合成的过程图，请你画出一张流程图，简要地表示出其中流程图，简要地表示出其中遗传信息的传递方向遗传信息的传递方向。东莞中学生物科组东莞中学生物科组DNARNA蛋白质蛋白质基因指导蛋白质合成中，遗传信息的传递方向：基因指导蛋白质合成中，遗传信息的传递方向：19571957年，克里克提出的年，克里克提出的中心法则中心法则 克里克认为：遗传信息可以克里克认为：遗传信息可以从从DNADNA流向流向DNADNA，即，即DNADNA的自我复制；也可以的自我复制；也可以从从DNADNA流向流向RNARNA，进而，进而流向蛋白质流向蛋白质，即遗传信息的即遗传信息的转录和翻译转录和翻译。转录转录翻译翻译复复制制蛋白质的合成过程被揭示后，中心法则获得了科学家的公认。蛋白质的合成过程被揭示后，中心法则获得了科学家的公认。一、中心法则的提出及其发展一、中心法则的提出及其发展东莞中学生物科组东莞中学生物科组中心法则的发展中心法则的发展资料资料1 1： RNA RNA 肿瘤病毒中，肿瘤病毒中，RNARNA复制酶复制酶能够对能够对RNARNA进行复制。进行复制。结论：遗传信息结论：遗传信息可以可以从从RNARNA流向流向RNARNA。资料资料2 2：致癌：致癌RNARNA病毒中的病毒中的逆转录酶逆转录酶能以能以RNARNA为模板合成为模板合成DNADNA。结论：遗传信息结论：遗传信息可以可以从从RNARNA流向流向DNADNA。资料资料3 3：疯牛病病毒中结构异常的蛋白质：疯牛病病毒中结构异常的蛋白质可能可能会使具有相同氨会使具有相同氨基酸序列的蛋白质发生折叠错误。基酸序列的蛋白质发生折叠错误。结论：遗传信息结论：遗传信息可能可能从蛋白质流向蛋白质。从蛋白质流向蛋白质。一、中心法则的提出及其发展一、中心法则的提出及其发展东莞中学生物科组东莞中学生物科组DNARNA蛋白质蛋白质转录转录逆转录逆转录复复制制复复制制翻译翻译中心法则的发展中心法则的发展 中心法则的发展补充：遗传信息中心法则的发展补充：遗传信息从从RNARNA到到RNARNA，以及，以及从从RNARNA到到DNADNA的两个传递方向。的两个传递方向。一、中心法则的提出及其发展一、中心法则的提出及其发展（逆转录酶）（逆转录酶）东莞中学生物科组东莞中学生物科组1、以、以DNA为遗传物质的生物的遗传信息传递：为遗传物质的生物的遗传信息传递：DNA能够自身复制并成为合成能够自身复制并成为合成RNA的模板，的模板，RNA是蛋白质合成的模板。如动植物、原核生物、是蛋白质合成的模板。如动植物、原核生物、DNA病毒等。病毒等。DNARNA蛋白质蛋白质转录转录翻译翻译复复制制中心法则中心法则东莞中学生物科组东莞中学生物科组2、以、以RNA为遗传物质的生物的遗传信息传递：为遗传物质的生物的遗传信息传递：实例：实例：甲型甲型H1N1流感病毒（流感病毒（RNA复制酶复制酶）实例：艾滋病病毒（实例：艾滋病病毒（逆转录酶逆转录酶）RNA蛋白质蛋白质翻译翻译复复制制中心法则的发展中心法则的发展东莞中学生物科组东莞中学生物科组二、基因、蛋白质与性状的关系二、基因、蛋白质与性状的关系 基因通过控制合成不同的蛋白质，从而基因通过控制合成不同的蛋白质，从而调控生物的性状特征。调控生物的性状特征。蛋白质的功能：蛋白质的功能：1 1、结构蛋白、结构蛋白（头发、羽毛等）（头发、羽毛等）2 2、催化功能、催化功能（酶等）（酶等）3 3、运输功能、运输功能（血红蛋白等）（血红蛋白等）4 4、免疫功能、免疫功能（抗体等）（抗体等）5 5、调节功能、调节功能（胰岛素、生长激素等）（胰岛素、生长激素等）东莞中学生物科组东莞中学生物科组实例实例1：豌豆的圆粒和皱粒：豌豆的圆粒和皱粒圆粒圆粒皱粒皱粒R Rr r编码编码淀粉分支酶淀粉分支酶的基因正常的基因正常DNA中中插入了一段外来的插入了一段外来的DNA序列序列，打乱了编码淀，打乱了编码淀粉分支酶的基因粉分支酶的基因淀粉分支酶正常合成淀粉分支酶正常合成淀粉分支酶不能正常合成淀粉分支酶不能正常合成蔗糖合成为淀粉，蔗糖合成为淀粉，淀粉含量升高淀粉含量升高蔗糖不能合成为淀粉，蔗糖不能合成为淀粉，蔗糖含量升高蔗糖含量升高淀粉含量高淀粉含量高,有效保留水分有效保留水分,豌豌豆显得圆鼓鼓（性状：豆显得圆鼓鼓（性状：圆粒圆粒）淀粉含量低，失水，豌豆淀粉含量低，失水，豌豆显得皱缩（性状：显得皱缩（性状：皱粒皱粒）东莞中学生物科组东莞中学生物科组实例实例2：白化病成因的分析：白化病成因的分析酪氨酸酶不能正常合成酪氨酸酶不能正常合成缺乏黑色素而表现为白化病缺乏黑色素而表现为白化病控制控制酪氨酸酶酪氨酸酶合成的基因异常合成的基因异常酪氨酸不能正常转化为黑色素酪氨酸不能正常转化为黑色素 结论：基因通过结论：基因通过控制酶的合成控制酶的合成来控制来控制代谢代谢过程，进而控制生物体的性状。过程，进而控制生物体的性状。【间接控制间接控制】东莞中学生物科组东莞中学生物科组实例实例3：囊性纤维病成因的分析：囊性纤维病成因的分析CFTR基因缺失了三个碱基基因缺失了三个碱基CFTR蛋白结构异常蛋白结构异常，导致功能异常，导致功能异常患者支气管内黏液增多患者支气管内黏液增多黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染东莞中学生物科组东莞中学生物科组血红蛋白的结构发生变化血红蛋白的结构发生变化容易破裂，患溶血性贫血容易破裂，患溶血性贫血控制血红蛋白合成的基因中一个碱基变化控制血红蛋白合成的基因中一个碱基变化红细胞呈镰刀状红细胞呈镰刀状实例实例4：镰刀型细胞贫血症成因的分析：镰刀型细胞贫血症成因的分析 结论：基因通过结论：基因通过控制蛋白质的结构直接控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。控制生物体的性状。【直接控制直接控制】东莞中学生物科组东莞中学生物科组基基因因酶或激素酶或激素细胞代谢细胞代谢生物性状生物性状结构蛋白结构蛋白细胞结构细胞结构生物性状生物性状二、基因、蛋白质与性状的关系二、基因、蛋白质与性状的关系【直接控制直接控制】【间接控制间接控制】东莞中学生物科组东莞中学生物科组v苯丙酮尿症苯丙酮尿症为常染色体隐性遗传病，由于基因突为常染色体隐性遗传病，由于基因突变导致肝脏中变导致肝脏中苯丙氨酸羟化酶缺陷或活性降低，苯丙氨酸羟化酶缺陷或活性降低，从而引起苯丙氨酸代谢障碍从而引起苯丙氨酸代谢障碍(使得苯丙氨酸不能转使得苯丙氨酸不能转变成为酪氨酸变成为酪氨酸)所致，导致苯丙氨酸及其酮酸蓄积所致，导致苯丙氨酸及其酮酸蓄积引起中枢神经系统损伤。引起中枢神经系统损伤。【练习练习】下列各项中，属于基因通过控制蛋白质分下列各项中，属于基因通过控制蛋白质分子结构直接控制生物性状的实例是（）。子结构直接控制生物性状的实例是（）。人类的白化病人类的白化病囊性纤维病囊性纤维病苯丙酮尿症苯丙酮尿症镰刀型细胞贫血症镰刀型细胞贫血症A.B.C.D.D东莞中学生物科组东莞中学生物科组基因型决定表现型基因型决定表现型( (性状性状) )；表现型受环境因素的影响；表现型受环境因素的影响；表现型表现型= =基因型基因型+ +环境环境丝状叶丝状叶扁平状叶扁平状叶水毛茛水毛茛基因与性状的关系基因与性状的关系东莞中学生物科组东莞中学生物科组 基因与性状基因与性状并不是简单的一一对应关系并不是简单的一一对应关系，某些性状某些性状可能是由几个基因共同决定可能是由几个基因共同决定的，比如的，比如人的身高，先天性心脏病等。人的身高，先天性心脏病等。 基因与基因基因与基因、基因与基因产物基因与基因产物、基因与基因与环境环境之间存在着复杂的相互作用，这种相互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，精细地调作用形成了一个错综复杂的网络，精细地调控着生物体的形状。控着生物体的形状。二、基因、蛋白质与性状的关系二、基因、蛋白质与性状的关系东莞中学生物科组东莞中学生物科组细胞质基因：细胞质基因：线粒体线粒体和和叶绿体叶绿体中的基因。中的基因。 半自主性细胞器半自主性细胞器 线粒体线粒体DNADNA的缺陷与数十种人类遗传病的缺陷与数十种人类遗传病有关，这些遗传病都只能通过有关，这些遗传病都只能通过母亲母亲遗传给遗传给后代后代（母系遗传）（母系遗传）。三、细胞质基因三、细胞质基因东莞中学生物科组东莞中学生物科组DNARNA蛋白质蛋白质转录转录逆转录逆转录复复制制复复制制翻译翻译1 1、中心法则、中心法则2 2、基因、蛋白质与性状的关系、基因、蛋白质与性状的关系基基因因酶或激素酶或激素细胞代谢细胞代谢生物性状生物性状结构蛋白结构蛋白细胞结构细胞结构生物性状生物性状3 3、基因与性状并不是简单的一一对应关系，、基因与性状并不是简单的一一对应关系，某些性状可能是由几个基因共同决定的某些性状可能是由几个基因共同决定的4 4、表现型表现型= =基因型基因型+ +环境环境直接控制直接控制间接控制间接控制东莞中学生物科组东莞中学生物科组作业：作业：v课本课本P77自我检测自我检测v导与练导与练P45-48P106P123-124v自学自学4.3遗传密码的破译（选学）遗传密码的破译（选学）东莞中学生物科组东莞中学生物科组2011/11/21