第 二 節(jié) 基 因 對 性 狀 的 控 制第 四 章 基 因 的 表 達(dá) 溫 故 知 新 基 因 指 導(dǎo) 蛋 白 質(zhì) 的 合 成 DNA聚 合酶解 旋酶 DNA聚 合酶RNA聚 合酶解 旋酶 核糖體 DNAmRNA 多肽鏈 DNA復(fù) 制轉(zhuǎn) 錄翻 譯 探 究 ： 生 物 體 內(nèi) 遺 傳 信 息 的 流 動 請 你 根 據(jù) DNA復(fù) 制 、 基 因 指 導(dǎo) 蛋 白 質(zhì) 合 成過 程 ， 畫 出 一 張 遺 傳 信 息 的 傳 遞 方 向 圖 。動 動 手 遺 傳 信 息 ： 指 核 酸 中 堿 基 （ 對 ） 的 排 列 順 序一 、 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1、 1957年 克 里 克 提 出 中 心 法 則 ：轉(zhuǎn) 錄DNA RNA 翻 譯 蛋 白 質(zhì)復(fù)制生 物 界 是 否 還 有 其 它 的 遺 傳 信 息 傳 遞 途 徑 呢 ？ 1、 1965年 ， 科 學(xué) 家 在 RNA腫 瘤 病 毒 里 發(fā) 現(xiàn)了 一 種 RNA復(fù) 制 酶 ， 像 DNA復(fù) 制 酶 能 對 DNA進(jìn)行 復(fù) 制 一 樣 ， RNA復(fù) 制 酶 能 對 RNA進(jìn) 行 復(fù) 制 。 2、 1970年 ， 科 學(xué) 家 在 致 癌 的 RNA病 毒 中 發(fā)現(xiàn) 逆 轉(zhuǎn) 錄 酶 ， 它 能 以 RNA為 模 板 合 成 DNA。 3、 1982年 ， 科 學(xué) 家 發(fā) 現(xiàn) 瘋 牛 病 是 由 一 種 結(jié)構(gòu) 異 常 的 蛋 白 質(zhì) 在 腦 細(xì) 胞 內(nèi) 大 量 增 殖 引 起的 。 這 種 因 錯 誤 折 疊 而 形 成 的 結(jié) 構(gòu) 異 常 的蛋 白 質(zhì) ， 可 能 促 使 與 其 具 有 相 同 氨 基 酸 序列 的 蛋 白 質(zhì) 發(fā) 生 同 樣 的 折 疊 錯 誤 ， 從 而 導(dǎo)致 大 量 結(jié) 構(gòu) 異 常 的 蛋 白 質(zhì) 的 形 成 。蛋 白 質(zhì) 蛋 白 質(zhì) 1、 你 認(rèn) 為 上 述 實(shí) 驗(yàn) 證 據(jù) 是 否 推 翻 了 傳 統(tǒng) 的 中 心法 則 ， 為 什 么 ？2、 作 為 生 物 學(xué) 的 核 心 規(guī) 律 之 一 ， 中 心 法 則 應(yīng) 該 全 面地 反 映 遺 傳 信 息 的 傳 遞 規(guī) 律 。 根 據(jù) 上 述 資 料 ， 你 認(rèn) 為傳 統(tǒng) 的 中 心 法 則 是 否 需 要 修 改 ？ 如 果 需 要 ， 應(yīng) 該 怎 樣修 改 ？ （ 修 改 原 中 心 法 則 圖 解 ， 建 議 用 實(shí) 線 表 示 確 信無 疑 的 結(jié) 論 ， 用 虛 線 表 示 可 能 正 確 的 結(jié) 論 。 ）沒 有 ， 實(shí) 驗(yàn) 證 據(jù) 指 出 了 原 有 的 中 心 法 則 沒 包 含 的 遺 傳信 息 的 可 能 傳 遞 途 徑 ， 是 對 中 心 法 則 的 補(bǔ) 充 而 非 否 定 。 轉(zhuǎn) 錄DNA RNA 翻 譯 蛋 白 質(zhì)逆 轉(zhuǎn) 錄復(fù)制一 、 中 心 法 則 的 提 出 及 發(fā) 展復(fù)制中 心 法 則 的 地 位 ： 是 生 命 體 系 中 最 核 心 、 最 簡 約 、 最 本 質(zhì) 的 規(guī) 律 艾 滋 病 是 人 類 第 一 大 殺 手 ， 至 今 沒 有 辦 法 消滅 它 。 它 的 遺 傳 信 息 傳 遞 過 程 是 什 么 ？【 提 示 】 HIV的 遺 傳 物 質(zhì) 是 2條 RNA， 它 體 內(nèi)存 在 著 逆 轉(zhuǎn) 錄 酶 。思 考 感 悟 轉(zhuǎn) 錄DNA RNA 翻 譯 蛋 白 質(zhì)RNA逆 轉(zhuǎn) 錄 1、 真 核 生 物 ：2、 原 核 生 物 ：3、 DNA病 毒 ：4、 RNA病 毒 ： 轉(zhuǎn) 錄DNA RNA 翻 譯 蛋 白 質(zhì)RNA 翻 譯 蛋 白 質(zhì) 轉(zhuǎn) 錄DNA RNA 翻 譯 蛋 白 質(zhì)RNA 逆 轉(zhuǎn) 錄（ 遺 傳 物 質(zhì) 為 DNA的 生 物 ） 2.各 類 生 物 遺 傳 信 息 傳 遞 過 程歸 納 總 結(jié) 復(fù) 制 型 RNA病 毒 ：逆 轉(zhuǎn) 錄 型 RNA病 毒 (含 逆 轉(zhuǎn) 錄 酶 )： 跟 蹤 練 習(xí) 如 圖 所 示 的 過 程 ， 下 列 說 法 錯 誤 的 是 ( ) A 正 常 情 況 下 ， 在 動 植 物 細(xì) 胞 中 都 不可 能 發(fā) 生 B 過 程 的 產(chǎn) 物 相 同 ， 催 化 的 酶 也 相 同 C 真 核 細(xì) 胞 中 ， 進(jìn) 行 的 場 所 有 細(xì) 胞 核 、線 粒 體 、 葉 綠 體 ； 進(jìn) 行 的 場 所 為 核 糖 體 D 所 需 的 原 料 分 別 為 脫 氧 核 苷 酸 、 核糖 核 苷 酸 、 氨 基 酸 B 請 閱 讀 P69 P70的 內(nèi) 容 : 1、 豌 豆 的 圓 粒 與 皺 粒 2、 人 的 白 化 病 3、 囊 性 纖 維 病 4、 鐮 刀 型 貧 血 癥 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 因淀 粉 分 支 酶 不 能 正 常 合 成不 能 合 成 淀 粉 ， 淀 粉 含 量 降 低淀 粉 含 量 低 的 豌 豆 由 于 失 水 而 顯 得皺 縮 （ 性 狀 ： 皺 粒 ） 編 碼 淀 粉 分 支 酶 的 基 因 正 常淀 粉 分 支 酶 正 常 合 成合 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 ）實(shí) 例 一 ： 豌 豆 的 與 皺 粒從 基 因 的 角 度 來 解 釋 孟 德 爾 的 圓 粒 與 皺 粒 豌 豆 白 化 病 是 一 種 較 常 見 的 皮 膚 及其 附 屬 器 官 黑 色 素 缺 乏 所 引 起 的 疾病 。 這 類 病 人 通 常 是 全 身 皮 膚 、 毛發(fā) 、 眼 睛 缺 乏 黑 色 素 ， 表 現(xiàn) 出 怕 光等 行 為 。 實(shí) 例 二 ： 白 化 病 控 制 酪 氨 酸 酶 的 異 常 控 制 酪 氨 酸 酶 的 正 常 不 能 正 常 合 成 正 常 合 成表 現(xiàn) 為 白 化 病 表 現(xiàn) 正 常 基 因酪 氨 酸 酶酪 氨 酸 能 轉(zhuǎn) 化 為 黑 色 素基 因酪 氨 酸 酶酪 氨 酸 不 能 轉(zhuǎn) 化 為 黑 色 素 基 因酶代 謝過 程 性 狀 你 能 仿 照 實(shí) 例 一 ,來解 釋 白 化 病 的 病 因 嗎 ?實(shí) 例 二 ： 白 化 病 Q:以 上 兩 個 實(shí) 例 說 明 基 因 是 怎 樣 控 制 性 狀 的 ？結(jié) 論 ： 基 因 通 過 控 制 酶 的 合 成 來 控 制 代 謝 過程 ， 進(jìn) 而 控 制 生 物 體 的 性 狀 。 CFTR基 因 缺 失 了 3個 堿 基CFTR蛋 白 結(jié) 構(gòu) 異 常 ， 導(dǎo) 致 功 能 異 ?；?者 支 氣 管 內(nèi) 黏 液 增 多黏 液 清 除 困 難 ， 細(xì) 菌 繁 殖 ， 肺 部 感 染 基 因蛋 白 質(zhì)結(jié) 構(gòu) 性 狀實(shí) 例 三 ： 囊 性 纖 維 病 囊 性 纖 維 病 是 北 美白 種 人 中 常 見 的 一 種遺 傳 病 ， 患 者 汗 液 中氯 離 子 的 濃 度 升 高 ，支 氣 管 被 異 常 的 黏 液堵 塞 ， 常 于 幼 年 時 死于 肺 部 感 染 。你 能 從 基 因 控 制蛋 白 質(zhì) 合 成 的 角 度 來解 釋 囊 性 纖 維 病這 一 現(xiàn) 象 嗎 ? 實(shí) 例 四 ： 鐮 刀 型 細(xì) 胞 貧 血 癥鐮 刀 型 紅 細(xì) 胞 正 常 紅 細(xì) 胞 鐮 刀 型 細(xì) 胞 貧 血 癥 患 者 的 紅細(xì) 胞 不 是 正 常 的 圓 餅 狀 ,而 是 彎曲 的 鐮 刀 狀 。 癥 狀 是 發(fā) 燒 和 肌 肉疼 痛 ,疲 勞 、 呼 吸 困 難 、 咳 嗽 、心 跳 速 率 快 速 、 生 長 及 青 春 期 遲緩 。 你 能 仿 照 實(shí) 例 三 ，來 解 釋 鐮 刀 型 細(xì) 胞貧 血 癥 這 一 現(xiàn) 象 嗎 ?學(xué) 以 致 用 控 制 血 紅 蛋 白的 基 因 正 常血 紅 蛋 白 結(jié) 構(gòu) 正 常正 常 紅 細(xì) 胞 控 制 血 紅 蛋 白 的 基 因中 一 個 堿 基 對 變 化血 紅 蛋 白 結(jié) 構(gòu) 發(fā) 生 變 化紅 細(xì) 胞 呈 鐮 刀 狀 Q： 從 這 兩 個 例 子 中 你 又 能 總 結(jié) 出 什 么 結(jié) 論 ？結(jié) 論 ： 基 因 通 過 控 制 蛋 白 質(zhì) 的 結(jié) 構(gòu) 直 接 控 制生 物 體 的 性 狀 基 因 控 制 生 物 的 性 狀 主 要 有 以 下 兩 個 途 徑 ：基 因 蛋 白 質(zhì) 的 結(jié) 構(gòu) 生 物 性 狀酶 的 合 成 細(xì) 胞 代 謝 生 物 性 狀蛋 白 質(zhì) 直 接 控 制間 接 控 制二 、 基 因 、 蛋 白 質(zhì) 與 性 狀 的 關(guān) 系 跟 蹤 練 習(xí) 香 豌 豆 的 紫 花 對 白 花 是 一 對 相 對 性 狀 ， 有 兩 對 等 位 基因 （ A和 a、 B和 b） 共 同 控 制 ， 其 顯 性 基 因 決 定 花 色 的 過 程如 圖 所 示 。（ 1） 圖 示 說 明 基 因 是 如 何 控 制 性 狀 的 ？（ 2） 從 圖 可 見 ， 紫 花 植 株 必 需 同 時 具 有 和 基 因 ， 方可 產(chǎn) 生 紫 色 物 質(zhì) 。 基 因 通 過 控 制 酶 的 合 成 來 控 制 代 謝 過 程 ， 進(jìn) 而 控 制 生 物 體 的 性 狀BA 人 的 身 高 是 由 多 個 基 因 決定 的 ， 其 中 每 一 個 基 因 對 人的 身 高 都 有 一 定 的 作 用 。 不 僅 是 人 的 身 高 ， 血 壓 、智 力 、 長 相 、 記 憶 力 、 性 格 、自 尊 等 都 由 多 個 基 因 控 制 。生 物 體 性 狀 的 多 因 素小 結(jié) ： 一 般 而 言 ， 一 個 基 因 只 決 定 _性 狀 ; 生 物 體 的 一 個 性 狀 有 時 受 _基因 的 影 響 。 基 因 和 生 物 的 性 狀 之 間 _ 簡 單 的 線 性 關(guān) 系 。 一 種多 個并 不 都 是 遺 傳 學(xué) 家 曾 做 過 這 樣 的 實(shí) 驗(yàn) ： 長 翅 果 蠅 幼蟲 正 常 的 培 養(yǎng) 溫 度 為 25 ， 將 孵 化 后 4-7d的 長翅 果 蠅 幼 蟲 在 35-37 處 理 6-24h后 ， 得 到 了 某些 殘 翅 果 蠅 ， 這 些 殘 翅 果 蠅 在 正 常 環(huán) 境 溫 度 下產(chǎn) 生 的 后 代 仍 然 是 長 翅 果 蠅 。 技 能 訓(xùn) 練 長 翅 果 蠅 殘 翅 果 蠅請 針 對 出 現(xiàn) 殘 翅果 蠅 的 原 因 提 出 假 說 ，并 進(jìn) 行 解 釋 。這 個 實(shí) 驗(yàn) 說 明基 因 與 性 狀 的 關(guān)系 是 怎 樣 的 ？提 示 ： 溫 度 酶 的 活 性 代 謝 翅 的 發(fā) 育結(jié) 論 ： 基 因 控 制 生 物 體 的 性 狀 ， 而 性 狀 的 形 成同 時 還 受 到 環(huán) 境 的 影 響 。 即 生 物 性 狀 是 基 因（ 內(nèi) 因 ） 和 環(huán) 境 （ 外 因 ） 共 同 作 用 的 結(jié) 果 。假 說 ： 翅 的 發(fā) 育 需 要 經(jīng) 過 酶 催 化 的 反 應(yīng) ， 而 酶是 在 基 因 指 導(dǎo) 下 合 成 的 ， 酶 的 活 性 受 溫 度 、pH等 條 件 影 響 。 蒜 黃 和 韭 黃 是 在 缺 乏 光 照 的 環(huán) 境 下 培 育的 蔬 菜 ， 對 形 成 這 種 現(xiàn) 象 的 最 好 解 釋 是（ ）A、 環(huán) 境 因 素 限 制 了 基 因 的 表 達(dá) B、 兩 種 均 為 基 因 突 變C、 葉 子 中 缺 乏 形 成 葉 綠 素 的 基 因 D、 黑 暗 中 植 物 不 進(jìn) 行 光 合 作 用跟 蹤 練 習(xí)A DNA的 分 布主 要 在 染 色 體 上 細(xì) 胞 質(zhì) 內(nèi)細(xì) 胞 核 遺 傳 細(xì) 胞 質(zhì) 遺 傳生 物 的 遺 傳（ 所 以 說 ， 染色 體 是 DNA的 主要 載 體 ） 細(xì) 胞 質(zhì) 中 的 葉 綠 體 、線 粒 體 內(nèi) 含 有 少 量 的DNA， 其 上 的 基 因 ， 叫做 細(xì) 胞 質(zhì) 基 因 。 細(xì) 胞 質(zhì) 基 因 能 進(jìn) 行半 自 主 自 我 復(fù) 制 。知 識 延 伸 10 11細(xì) 胞 質(zhì) 遺 傳Q:這 些 疾 病 有 什 么 特 點(diǎn) ？ 為 什 么 ？子 代 性 狀 始 終 和 母 本 保 持 一 致 ； 受 精 過 程 中 ,受精 卵 的 細(xì) 胞 質(zhì) 幾 乎 全 部 來 自 母 親 的 卵 細(xì) 胞 。細(xì) 胞 質(zhì) 遺 傳 _孟 德 爾 的 遺 傳 規(guī) 律 。不 符 合 細(xì) 胞 質(zhì) 基 因 與 細(xì) 胞 核 基 因 的 區(qū) 別葉 綠 體 、 線 粒 體 細(xì) 胞 核 中否 ， DNA分 子 裸 露 與 蛋 白 質(zhì) 合 成為 染 色 體少 多母 系 遺 傳 ,不 遵 循孟 德 爾 遺 傳 規(guī) 律 遵 循 孟 德 爾 遺 傳 規(guī) 律半 自 主 復(fù) 制轉(zhuǎn) 錄 、 翻 譯 復(fù) 制轉(zhuǎn) 錄 、 翻 譯細(xì) 胞 質(zhì) 遺 傳 一 、 中 心 法 則 的 提 出 及 其 發(fā) 展二 、 基 因 、 蛋 白 質(zhì) 與 性 狀 的 關(guān) 系復(fù) 制DNA 轉(zhuǎn) 錄逆 轉(zhuǎn) 錄 復(fù) 制RNA 翻 譯 蛋 白 質(zhì)基 因環(huán) 境 影 響 性狀間 接 控 制直 接 控 制 酶 的 合 成 細(xì) 胞 代 謝蛋 白 質(zhì) 結(jié) 構(gòu) 知 識 小 結(jié) 1.對 于 中 心 法 則 ,經(jīng) 科 學(xué) 家 研 究 后 ,發(fā)現(xiàn) 生 物 中 還 存 在 著 逆 轉(zhuǎn) 錄 現(xiàn) 象 ,它 是指 遺 傳 信 息 的 傳 遞 （ ） A.RNA 蛋 白 質(zhì) B.RNA DNA C.DNA RNA D.DNA DNA B 2.基 因 控 制 生 物 體 性 狀 的 方 式 是 （ ）A.通 過 控 制 酶 的 合 成 來 控 制 代 謝 過 程 ， 進(jìn) 而 控 制 生 物 體 性 狀B.通 過 控 制 蛋 白 質(zhì) 的 結(jié) 構(gòu) 直 接 控 制 生 物 體 的 性 狀C.基 因 通 過 控 制 激 素 的 合 成 控 制 生 物 體 的 性 狀D.包 括 A和 B兩 種 方 式 D 3.準(zhǔn) 確 描 述 生 物 的 性 狀 與 基 因 的 關(guān) 系 的 是 ( ) A 一 個 基 因 決 定 一 種 性 狀 B 多 個 基 因 決 定 一 種 性 狀 C 環(huán) 境 對 性 狀 有 影 響 D 以 上 三 種 都 有 可 能 D 4.基 因 控 制 性 狀 的 主 要 途 徑 是 （ ） A、 DNA（ 基 因 ） 蛋 白 質(zhì) （ 性 狀 ） B、 RNA（ 基 因 ） 蛋 白 質(zhì) （ 性 狀 ） C、 DNARNA蛋 白 質(zhì) （ 性 狀 ） D、 RNADNA蛋 白 質(zhì) （ 性 狀 ） C 5.下 面 是 對 基 因 型 和 表 現(xiàn) 型 關(guān) 系 的 敘 述 ，其 中 錯 誤 的 是 （ ） A、 表 現(xiàn) 型 相 同 ， 基 因 型 不 一 定 相 同 B、 基 因 型 相 同 ， 表 現(xiàn) 型 一 定 相 同 C、 在 相 同 生 活 環(huán) 境 中 ， 基 因 型 相 同 ， 表現(xiàn) 型 一 定 相 同 D、 在 相 同 生 活 環(huán) 境 中 ， 表 現(xiàn) 型 相 同 ， 基因 不 一 定 相 同 B