基因对性状的控制
第2节
请根据基因指导蛋白质的合成过程
尝试画一张流程图，表示遗传信息的传递方向
一、中心法则的提出及其发展
1.1957年，克里克首先预见了遗传信息传递的一般规律，并将其命名了“中心法则”。
图解
转录
DNA
RNA
翻译
蛋白质
中心法则内容（P68）
①DNA复制：遗传信息从DNA流向________。
②DNA转录：遗传信息从DNA流向________。
③RNA翻译：遗传信息从RNA流向________。
DNA
RNA
蛋白质
复制
【分析资料并讨论（P69）】
1.你认为上述实验证据是否推翻了克拉克所提出来的的中心法则？
没有。实验证据指出了原有的中心法则所没有包含的遗传信息的可能传递途径，是对原有中心法则的补充而非否定。

2.根据上述资料，你认为传统的中心法则是否需要修改？如果需要，应该如何修改？用实线表示确信无疑的结论，用虚线表示可能正确的结论。
遗传信息从RNA流向DNA、从RNA流向RNA的结论是确信无疑的，而从蛋白质流向蛋白质的途径是有可能存在的。
中心法则的发展
转录
DNA
RNA
翻译
蛋白质
逆转录
逆转录一定要在逆转录
酶的作用下完成。
病毒要完成繁殖过程，
仍然离不开活细胞。
复制
复制
要 点探 究
【归纳】各类生物遗传信息的传递过程
DNA病毒
RNA病毒
原核生物
真核生物
【提醒】
同种生物所有的细胞遗传信息传递途径并不都一样：
高等植物根尖分生区细胞等分裂旺盛的组织细胞中有DNA复制、转录、翻译三条途径都有；
但叶肉细胞等高度分化的细胞无DNA复制途径，只有转录和翻译两条途径。
DNA产生途径有DNA的复制及逆转录；
RNA的产生途径有RNA的复制及转录。
1. 结合中心法则，思考DNA、RNA产生的途径有哪些？
2.线粒体和叶绿体中的DNA是否遵循中心法则？
遵循。在线粒体和叶绿体中也有DNA的复制及基因的表达过程。
【思考】
二、基因、蛋白质与性状的关系
基因指导_______的合成
基因控制生物体的______
蛋白质
性状
蛋白质是生命活动的体现者和承担者
Q：蛋白质与生物性状有何关系呢?
Q：蛋白质如何承担生命活动？
运动(如肌纤维中的肌球蛋白和肌动蛋白，助肌肉收缩)
运输(如血红蛋白、协助扩散和主动运输时的载体蛋白)
调节(如生长激素、胰岛素)
免疫(如抗体)
催化（各种酶）

基因控制性状是通过控制蛋白质的合成来实现的，你能否从基因的角度来解释下面的现象呢?
豌豆有圆粒和皱粒
白化病患者
【例1】从基因的角度来解释孟德尔的圆粒与皱粒豌豆
DNA中插入了一段外来的DNA序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因
淀粉分支酶不能________
淀粉含量降低，游离蔗糖的含量升高
淀粉含量低的豌豆由于失水而显得皱缩
编码淀粉分支酶的
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，有效保持 水分，豌豆显得圆鼓鼓
正常合成
皱粒 圆粒
【例2】从基因的角度来解释白化病
酪氨酸酶缺乏导致白化病发生的机制示意图
控制酪氨酸酶的基因异常
黑色素合成障碍
酪氨酸酶
【结论一】
基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状
CFTR基因缺失3个碱基
CFTR蛋白结构异常，导致功能异常
患者支气管内黏液增多
黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染
【例3】囊性纤维病病因图解
编码血红蛋白的
基因中一个碱基对改变
血红蛋白的结构发生变化
红细胞成镰刀型
容易破裂，患溶血性贫血
【例4】镰刀型细胞贫血症病因图解
基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
【结论二】
由此可见，基因控制性状是通过控制蛋白质的合成来实现的。
【问题探讨】
1. 观察这一株水毛茛的叶片的形状，有何不同？
水中的叶比空气中的叶要狭小细长一些。
2. 这两种形态的叶，其细胞的基因组成一样吗？
应该是一样的。
3.为什么叶片细胞的基因组成相同，而叶片却表现出明显不同的形态？
可能受环境的影响
☆ 基因与性状的关系并不都是简单的线性关系。有些性状可能是由多个基因决定的。
如人的身高
遗传控制 + 后天环境的影响
☆表现型 =
基因型 + 外界环境的影响
【总结】基因与基因、基因与基因产物、基因与环境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而又繁而有序的网络，精细地调控着生物体的性状
细胞质遗传________孟德尔的遗传规律，后代只表现出______的性状。
______和______中的DNA中的基因都称为细胞质基因
线粒体DNA的缺陷与数十种人类的遗传病有关，这些疾病多与脑部和肌肉有关，如：
线粒体脑肌病：
线粒体基因的缺陷导致线粒体的结构和功能异常，导致细胞呼吸链及能量代谢障碍的一组多系统疾病。伴有中枢神经系统症状者称线粒体脑肌病。
线粒体
叶绿体
不符合
母本
可用正反交实验验证
母系遗传的机理:
细胞学研究表明，卵细胞内含有大量的细胞质，
精子内只含有极少量的细胞质。受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞。
很多学者把线粒体和叶绿体的遗传信息系统称为真核细胞的第二遗传信息系统，或核外基因及其表达体系。研究发现，线粒体和叶绿体都具有自身转录DNA和翻译蛋白质的体系，但它们中的绝大多数蛋白质是由核基因编码，在细胞质中的核糖体上合成的，也就是说，线粒体和叶绿体的自主程度是有限的，对细胞核遗传有很大的依赖性，所以称其为半自主性细胞器。线粒体和叶绿体DNA都可以自我复制，也是以半保留复制方式进行复制，都受核的控制。
【课外延伸】
【技能训练P71】提出假说，得出结论

1.提示：有些生物的性状是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程间接控制的，酶活性受温度、pH的影响。
翅的发育需要经过酶催化的反应，而酶是在基因指导下合成的，酶的活性受温度、pH等条件的影响。

2.基因控制生物体的性状，而性状的形成同时还受到环境的影响。