基因?qū)π誀畹目刂?

基因?qū)π誀畹目刂?第1頁/共48頁第2頁/共48頁第3頁/共48頁第4頁/共48頁(一）、中心法則的提出（1957年克里克）：遺傳信息可以從DNA流向DNA，即DNA的自我復制；也可以從DNA流向RNA，進而流向蛋白質(zhì)，即遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯。

人和動植物及絕大多數(shù)微生物的遺傳信息傳遞都遵循這一法則。一、中心法則的提出及其發(fā)展DNARNA蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄翻譯復制遺傳信息能不能從蛋白質(zhì)傳遞到蛋白質(zhì)呢，能不能從蛋白質(zhì)流向RNA或DNA呢？第5頁/共48頁（二）、中心法則的發(fā)展

1、沒有推翻中心法則，實驗證據(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補充而非否定。

2、補充：①遺傳信息可以從RNA反過來流向DNA，如致癌RNA病毒；HIV等②遺傳信息可以從RNA流向RNA，如RNA腫瘤病毒；煙草花葉病毒等③遺傳信息可以從蛋白質(zhì)流向蛋白質(zhì)，如瘋牛病病毒。但沒有被確認。以RNA為模板合成DNA的過程叫做“逆轉(zhuǎn)錄”，這需要逆轉(zhuǎn)錄酶來催化它。RNADNA單鏈雙鏈DNA以RNA為模板合成RNA的過程叫做RNA復制，需要RNA聚合酶催化。通過RNA復制，繁殖出大量的RNA型病毒！第6頁/共48頁（三）、補充修正的中心法則DNA轉(zhuǎn)錄復制逆轉(zhuǎn)錄蛋白質(zhì)翻譯RNA復制ｍRNA1、表達式2．含義：包括五個方面，而且都表現(xiàn)出堿基互補配對原則。⑴DNA的復制；⑵遺傳信息從DNA傳遞給信使RNA的轉(zhuǎn)錄；⑶在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下，以RNA為模板合成DNA；⑷以RNA為模板復制RNA(如某些只有RNA的病毒)；⑸以RNA為模板翻譯成蛋白質(zhì)，體現(xiàn)生物性狀第7頁/共48頁

中心法則實質(zhì)蘊涵著______和________這兩類生物大分子之間的相互______和相互作用。聯(lián)系核酸蛋白質(zhì)(2)以RNA為遺傳物質(zhì)的生物遺傳信息傳遞RNA的復制和逆轉(zhuǎn)錄不共存(1)以DNA為遺傳物質(zhì)的生物遺傳信息傳遞例：煙草花葉病毒例：HIV病毒第8頁/共48頁DNA的重要功能：(1)DNA分子能夠儲存遺傳信息(2)DNA的復制體現(xiàn)了遺傳信息的傳遞功能(3)DNA的轉(zhuǎn)錄和翻譯共同體現(xiàn)了遺傳信息的表達功能，mRNA、tRNA、rRNA均是轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的，在翻譯過程中一起發(fā)揮作用。注意：DNA復制只發(fā)生在具有分裂能力的細胞中。而轉(zhuǎn)錄和翻譯無論細胞能否分裂，只要是活的細胞均可能進行(成熟的紅細胞除外)。第9頁/共48頁DNA復制、RNA復制、轉(zhuǎn)錄、逆轉(zhuǎn)錄、翻譯的區(qū)別DNA復制轉(zhuǎn)錄RNA復制逆轉(zhuǎn)錄翻譯模板原料酶產(chǎn)物第10頁/共48頁編碼淀粉分支酶的基因正常淀粉分支酶正常合成蔗糖合成淀粉，淀粉含量升高。淀粉含量高，有效保留水分，豌豆顯得圓鼓鼓（性狀：圓粒）DNA中插入了一段外來的DNA序列，打亂了編碼淀粉分支酶的基因(基因增添)淀粉分支酶不能正常合成蔗糖不能合成淀粉，蔗糖含量顯著升高。淀粉含量低的豌豆由于失水而顯得皺縮（性狀：皺粒）例1、豌豆的圓粒和皺粒這一對相對性狀。二、基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系第11頁/共48頁例2、人與動物的白化病全身皮膚呈白色或粉紅色，毛發(fā)為白色或淡黃色，虹膜透明，脈絡(luò)膜也失去色素，瞳孔發(fā)紅，畏光，皮膚對光高度敏感，曬后易發(fā)生皮炎，本病常屬染色體隱性遺傳。第12頁/共48頁人或動物體內(nèi)控制酪氨酸酶合成的基因異常體內(nèi)的酪氨酸酶不能正常合成酪氨酸不能正常轉(zhuǎn)化為皮膚所需的黑色素皮膚內(nèi)缺乏黑色素表現(xiàn)為白化病

從前面兩個例子來看，同學們認為基因是如何控制生物體的性狀的？結(jié)論１：基因是通過控制酶的合成來控制代謝過程，從而控制生物體的性狀。間接控制第13頁/共48頁例3、囊性纖維病CFTR（囊性纖維）基因缺失了三個堿基(堿基缺失)CFTR蛋白缺少一個苯丙氨酸，導致結(jié)構(gòu)異常，從而使其功能異常。導致患者支氣管內(nèi)黏液增多黏液清除困難，細菌繁殖，肺部感染。例4、鐮刀型貧血癥控制血紅蛋白形成基因的一個堿基發(fā)生變化（堿基替換）血紅蛋白的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化紅細胞呈鐮刀狀紅細胞容易破裂，患溶血性貧血。第14頁/共48頁從這兩個例子來看，同學們認為基因是如何控制生物體的性狀的？結(jié)論２：基因是通過控制蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)來直接控制生物體的性狀的。直接控制第15頁/共48頁

基因與性狀并不是都是一一對應(yīng)的簡單的線性關(guān)系，一種性狀可由多個基因控制（多因一效）：一種基因也可能影響多個性狀（一因多效）。而且還受環(huán)境因素的影響。

基因與基因、基因與基因產(chǎn)物，基因和環(huán)境之間存在著復雜的相互作用，共同精細地調(diào)控生物的性狀。三、多基因控制某些性狀人的身高、血壓、智力、長相、記憶力、性格、自尊、對社會的態(tài)度等基因與性狀間的對應(yīng)關(guān)系：（1）.生物的絕大多數(shù)性狀受單個基因控制（2）.生物有些性狀是由多個基因控制的（3）.生物的性狀還受環(huán)境條件的影響，是生物的基因和環(huán)境條件共同作用的結(jié)果第16頁/共48頁四、基因型和表現(xiàn)型的關(guān)系表現(xiàn)型=基因型+環(huán)境條件

遺傳學家曾經(jīng)做過這樣的實驗：長翅果蠅幼蟲正常的培養(yǎng)環(huán)境溫度為25℃，將孵化后4～7d的長翅果蠅幼蟲放在35～37℃的環(huán)境中處理6～24h后，得到了一些殘翅果蠅，這些殘翅果蠅在正常溫度下繁殖的后代仍然是長翅果蠅。問：請針對出現(xiàn)殘翅果蠅的原因提出假說，進行解釋。（環(huán)境是如何影響基因的對性狀的控制的）

環(huán)境(如溫度和pH)通過影響酶的活性，來影響基因?qū)π誀畹目刂?。?7頁/共48頁第18頁/共48頁基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系總結(jié)基因酶或激素結(jié)構(gòu)蛋白細胞代謝細胞結(jié)構(gòu)生物性狀生物性狀第19頁/共48頁五、細胞質(zhì)基因（細胞質(zhì)遺傳）DNA的分布主要在染色體上細胞質(zhì)內(nèi)細胞核遺傳細胞質(zhì)遺傳生物體的遺傳方式（所以說，染色體是DNA的主要載體）例：紫茉莉葉色的遺傳第20頁/共48頁______和______中的DNA中的基因都稱為細胞質(zhì)基因

線粒體DNA的缺陷與數(shù)十種人類的遺傳病有關(guān)，這些疾病多與腦部和肌肉有關(guān)，如：線粒體腦肌病、線粒體肌病、肥厚性心肌病線粒體葉綠體第21頁/共48頁第22頁/共48頁特點：母系遺傳：只能通過母親遺傳給后代。１２３４５６７８９1011細胞質(zhì)遺傳系譜實例不符合孟德爾的遺傳規(guī)律，后代只表現(xiàn)出母本的性狀理由是：受精過程中，受精卵的細胞質(zhì)主要是來自母本的卵細胞第23頁/共48頁基因?qū)π誀畹目刂?.基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，從而間接控制生物性狀。2.基因通過控制蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)來直接控制性狀。DNA—蛋白質(zhì)—性狀的關(guān)系DNA的多樣性蛋白質(zhì)的多樣性生物界的多樣性決定導致根本原因直接原因/物質(zhì)基礎(chǔ)表現(xiàn)形式知識小結(jié)第24頁/共48頁3．中心法則與基因表達的關(guān)系第25頁/共48頁4．關(guān)于中心法則的有關(guān)計算(1)基因?qū)π誀畹目刂剖峭ㄟ^對蛋白質(zhì)的合成過程進行控制來實現(xiàn)的。包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個過程，這兩個過程都要遵循堿基互補配對原則。有關(guān)知識可以總結(jié)出關(guān)系式：氨基酸數(shù)＝1/3mRNA的堿基數(shù)＝1/6基因中的堿基數(shù)。(2)在雙鏈DNA及其轉(zhuǎn)錄的RNA之間：在堿基數(shù)量上，a鏈上的(A＋T)＝b鏈上的(A＋T)＝RNA分子中(A＋U)＝1/2DNA分子中的(A＋T)；a鏈上的(G＋C)＝b鏈上的(G＋C)＝RNA分子中(G＋C)＝1/2DNA分子中的(G＋C)。第26頁/共48頁課堂鞏固

1．果蠅長翅對殘翅顯性。用一定高溫處理殘翅基因純合子的幼蟲，其發(fā)育為成蟲后，翅膀表現(xiàn)為長翅。下列解釋錯誤的是（）。A．翅膀基因在幼蟲階段就已經(jīng)開始表達B．高溫下相關(guān)蛋白質(zhì)回復正常C．這種長翅個體的基因型已經(jīng)變?yōu)殡s合子D．表現(xiàn)型是基因與環(huán)境因素共同作用的結(jié)果第27頁/共48頁

2．美國德克薩斯州科學家在2002年2月14日宣布，他們已經(jīng)培育出世界上第一只克隆貓。這只名為CC的小貓毛色花白，看上去完全不像生養(yǎng)它的花斑貓媽媽，也不完全像為它提供細胞核的基因媽媽。對該克隆貓毛色的解釋合理的是（）。（1）發(fā)生了基因重組所造成的結(jié)果（2）提供卵細胞的雌貓細胞質(zhì)基因表達的結(jié)果（3）表現(xiàn)型是基因型與環(huán)境共同作用的結(jié)果（4）生養(yǎng)它的花斑貓媽媽的基因表達的結(jié)果

A、（1）B、（2）（3）

C、（2）（3）（4）D、（1）（2）（3）（4）第28頁/共48頁補充練習如下圖所示為甲、乙、丙三種病毒的遺傳信息的傳遞過程，請依圖回答：（l）3種病毒的遺傳物質(zhì)分別甲_________；乙_________；丙_________。（2）用圖示表示它們的遺傳信息傳遞過程甲_________；乙________；丙_________。DNARNARNA第29頁/共48頁補充練習第30頁/共48頁12.已知一個蛋白質(zhì)分子由2條肽鏈組成,連接蛋白質(zhì)分子中氨基酸的肽鍵共有198個,翻譯成這個蛋白質(zhì)分子的mRNA中有A和G共200個,則轉(zhuǎn)錄成信使RNA的DNA分子中,最少有C和T多少個

A．400B．200C．600D．800第31頁/共48頁

12.已知一個蛋白質(zhì)分子由2條肽鏈組成,連接蛋白質(zhì)分子中氨基酸的肽鍵共有198個,翻譯成這個蛋白質(zhì)分子的mRN

A中有A和G共200個,則轉(zhuǎn)錄成信使RNA的DNA分子中,最少有C和T多少個

A．400B．200C．600D．800第32頁/共48頁

13.設(shè)控制某含a條肽鏈的蛋白質(zhì)合成的基因含X個堿基對,氨基酸的平均分子量為Y,則該蛋白質(zhì)的分子量約為

A.2/3XY﹣6X+18aB.1/3XY﹣6XC.(X/3﹣a)×18D.X/3×Y﹣(X/3﹣a)×18第33頁/共48頁

13.設(shè)控制某含a條肽鏈的蛋白質(zhì)合成的基因含X個堿基對,氨基酸的平均分子量為Y,則該蛋白質(zhì)的分子量約為

A.2/3XY﹣6X+18aB.1/3XY﹣6XC.(X/3﹣a)×18D.X/3×Y﹣(X/3﹣a)×18第34頁/共48頁三、填充題

14．根據(jù)在蛋白質(zhì)生物合成中遺傳信息傳遞的規(guī)律，在下面表格數(shù)碼中填入相應(yīng)的字母：DNA雙螺旋GG信使RNAC轉(zhuǎn)運RNA氨基酸丙氨酸密碼子A第35頁/共48頁三、填充題

14．根據(jù)在蛋白質(zhì)生物合成中遺傳信息傳遞的規(guī)律，在下面表格數(shù)碼中填入相應(yīng)的字母：DNA雙螺旋GG信使RNAC轉(zhuǎn)運RNA氨基酸丙氨酸密碼子AC第36頁/共48頁三、填充題

14．根據(jù)在蛋白質(zhì)生物合成中遺傳信息傳遞的規(guī)律，在下面表格數(shù)碼中填入相應(yīng)的字母：DNA雙螺旋GG信使RNAC轉(zhuǎn)運RNA氨基酸丙氨酸密碼子ACC第37頁/共48頁三、填充題

14．根據(jù)在蛋白質(zhì)生物合成中遺傳信息傳遞的規(guī)律，在下面表格數(shù)碼中填入相應(yīng)的字母：DNA雙螺旋GG信使RNAC轉(zhuǎn)運RNA氨基酸丙氨酸密碼子ACCG第38頁/共48頁三、填充題

14．根據(jù)在蛋白質(zhì)生物合成中遺傳信息傳遞的規(guī)律，在下面表格數(shù)碼中填入相應(yīng)的字母：DNA雙螺旋GG信使RNAC轉(zhuǎn)運RNA氨基酸丙氨酸密碼子ACCGA第39頁/共48頁三、填充題

14．根據(jù)在蛋白質(zhì)生物合成中遺傳信息傳遞的規(guī)律，在下面表格數(shù)碼中填入相應(yīng)的字母：DNA雙螺旋GG信使RNAC轉(zhuǎn)運RNA氨基酸丙氨酸密碼子ACCGAT第40頁/共48頁三、填充題

14．根據(jù)在蛋白質(zhì)生物合成中遺傳信息傳遞的規(guī)律，在下面表格數(shù)碼中填入相應(yīng)的字母：DNA雙螺旋GG信使RNAC轉(zhuǎn)運RNA氨基酸丙氨酸密碼子ACCGATA第41頁/共48頁三、填充題

14．根據(jù)在蛋白質(zhì)生物合成中遺傳信