基因对性状的控制
同一株水毛茛，裸露在空气中的叶和浸
在水中的叶，表现出了两种不同的形态。
▲ 讨论：
　　1.这两种叶形有什么区别？
　　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？ 　　
3.你能提出什么问题吗？
为什么细胞的基因组成相同，而性状却表现出明显不同？
一样
中心法则内容
中心法则图解
遗传信息的传递规律（流动方向）
转录
DNA
RNA
翻译
蛋白质
表示
克里克:
一、中心法则的提出及其发展
资料分析：并写出遗传信息的传递方向
1、1965年，科学家在RNA肿瘤病毒里发现了一种RNA复制酶，像DNA复制酶能对DNA进行复制一样，RNA复制酶能对RNA进行复制。
RNA RNA
RNA复制酶
2、1970年，科学家在致癌的RNA病毒中发现逆转录酶，它能以RNA为模板合成DNA。
RNA DNA
逆转录酶
3、1982年，科学家发现疯牛病是由一种结构异常的蛋白质在脑细胞内大量增值引起的。这种因错误折叠而形成的结构异常的蛋白质，可能促使与其具有相同氨基酸序列的蛋白质发生同样的折叠错误，从而导致大量结构异常的蛋白质的形成。
蛋白质 －－－ 蛋白质
中心法则的发展
转录
DNA
RNA
翻译
蛋白质
逆转录
中心法则实质蕴涵着______和________这两类生物大分子之间的相互______和相互作用。
核酸
蛋白质
联系
中心法则的地位：是生命体系中最核心、最本质的规律
二、基因、蛋白质与性状的关系
基因控制蛋白质的合成到底与基因控制生物的性状有什么关系呢？
请阅读P69 － P70的内容:
1、 豌豆的圆粒与皱粒
2、 人的白化病
3、 囊性纤维病
4、 镰刀型贫血症
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
淀粉分支酶不能正常合成
蔗糖不合成为淀粉，蔗糖含量升高
淀粉含量低的豌豆由于失水而显得皱缩（性状：皱粒）
编码淀粉分支酶的基因正常
淀粉分支酶正常合成
蔗糖合成为淀粉，淀粉含量升高
淀粉含量高有效保留水分，豌豆显得圆圆胖胖（性状：圆粒）
白化病
白化病是一种较常见的皮肤及其附属器官黑色素缺乏所引起的疾病。
这类病人通常是全身皮肤、毛发、眼睛缺乏黑色素，表现出怕光等行为
白化病患者
控制酶形成的基因异常
控制酶形成的基因正常
酪氨酸酶不能正常合成
酪氨酸酶正常合成
酪氨酸不能正常转化为黑色素
酪氨酸能正常转化为黑色素
缺乏黑色素而表现为白化病
表现正常
健康的人
由这二个实例可以总结出什么共同点？
结论：基因通过控制酶的合成来控制代谢的过程，进而控制生物体的性状
囊性纤维病
CFTR基因缺失了3个碱基
结构蛋白(CFTR蛋白)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
治疗方法——基因治疗
mＲＮＡ
氨基酸
结构蛋白质
正常
异常
缬氨酸
谷氨酸
镰刀型细胞贫血症
控制血红蛋白形成的基因中一个碱基对变化
血红蛋白的结构发生变化
红细胞呈镰刀状
红细胞容易破裂，患溶血性贫血
由这二个实例大家可以总结出什么共同点？
结论2：基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状
基因、蛋白质与性状的关系是
基因
结构蛋白
细胞结构
生物性状
酶
细胞代谢
生物性状
蛋白质
直接作用
间接作用
总之：a.生物性状主要是由蛋白质体现
b.蛋白质的合成又受基因的控制
所以：生物的性状是由基因控制的
三、基因与生物性状的关系
1.一般说来，一对基因控制一对相对性状，但也有性状由多个基因决定，甚至一个基因影响生物的多种性状。
2.生物的性状表现是基因与环境共同作用的结果。
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的网络，精细地调控着生物体的性状。
四、细胞质基因（细胞质遗传）
细胞质基因：指存在于线粒体和叶绿体结构中的遗传物质。与核基因一样具有稳定性、连续性和变异性。
功能：控制一些蛋白质的合成，线粒体DNA缺陷会引起遗传病。
特点：
1、DNA分子半自主性复制；
2、母系遗传：只能通过母亲遗传给后代。
3、不遵循孟德尔遗传定律。
思维拓展： 细胞质基因与细胞核基因的区别
叶绿体、线粒体
细胞核中
否，DNA分子裸露
与蛋白质合成为染色体
少
多
母系遗传
遵循孟德尔遗传规律
半自主复制
转录、翻译
复制
转录、翻译
第二节 基因对性状的控制
小结：
一、中心法则的提出及其发展
二、基因、蛋白质和性状的关系
三、生物性状是由多个基因控制的
四、细胞质基因
DNA
转录
复制
逆转录
RNA
蛋白质
翻译
RNA复制
基因
酶或激素
结构蛋白
细胞代谢
细胞结构
生物性状
生物性状
1．果蝇长翅对残翅显性。用一定高温处理残翅
基因纯合子的幼虫，其发育为成虫后，翅膀表现
为长翅。下列解释错误的是：（ ）。

A．翅膀基因在幼虫阶段就已经开始表达
B．高温下相关蛋白质回复正常
C．这种长翅个体的基因型已经变为杂合子
D．表现型是基因与环境因素共同作用的结果
2．美国德克萨斯州科学家在2002年2月14日宣布，
他们已经培育出世界上第一只克隆猫。这只名为
CC的小猫毛色花白，看上去完全不像生养它的花
斑猫妈妈，也不完全像为它提供细胞核的基因妈
妈。对该克隆猫毛色的解释合理的是：（ ）
（1）发生了基因重组所造成的结果
（2）提供卵细胞的雌猫细胞质基因表达的结果
（3）表现型是基因型与环境共同作用的结果
（4）生养它的花斑猫妈妈的基因表达的结果
A．（1） B．（2）（3）
C．（2）（3）（4） D．（1）（2）（3）（4）
3、如下图是设想的一条生物合成途径的示意图。若将缺乏此途径中必需的某种酶的微生物置于含X的培养基中生长，发现微生物内有大量的M和L，但没有Z，试问基因突变影响到哪种酶（ ）
M
A、 E酶 B、 B酶
C、 C酶 D、A酶和D酶
C
4、下图所示的过程，正常情况下在动植物细胞中都不可能发生的是（ ）
A、①② B、③④⑥
C、⑤⑥ D、②④
B
5、甜豌豆的紫花对白花是一对相对性状，由非同源染色体上的两个相对基因共同控制，只有当同时存在两个显性基因（A和B）时，花中的紫色素才能合成，下列说法正确的是（ ）

A．一种性状只能由一种基因控制
B．生物体的性状完全由基因控制
C．每种性状都是由两个基因控制的
D．基因之间存在着相互作用
D
1.观赏植物藏报春，在20-25℃的条件下，红色（A）对白色（a）为显性，基因型为AA或Aa的藏报春开红花，基因型为aa的藏报春开白花。但是，如果把开红花的藏报春移到30℃条件下，虽然基因型仍为AA或Aa，但新开的花全是白花，这说明了什么？
表现型是基因型与环境相互作用的结果
拔高练习
2.下列试管中可模拟遗传信息的流动，其中模拟逆转录过程的是
拓展题
1. 形成果蝇红眼的直接原因是红色色素的形成，而红色色素的形成需要经历一系列生化反应，每一个反应所涉及的酶都与相应的基因有关，因此，红眼的形成实际上是多个基因协同作用的结果。但是，科学家只将其中一个因突变而导致红眼不能形成的基因命名为红眼基因。请你根据上述事实，分析红眼的形成与红眼基因的关系。
答案：红眼基因正常是形成红眼的必要而非充分条件。红眼基因正常，并且其他涉及红眼形成的基因也正常时，果蝇的红眼才能形成；如果红眼基因不正常，即使所有其他涉及红眼形成的基因都正常，果蝇的红眼也不能形成。
2.摩尔根通过白眼这一异常性状发现了控制果蝇眼色的基因。还有许多科学家也是从生物体异常性状入手，研究相关基因的作用。想一想这是为什么？
答案：生物体内的基因数目多、作用方式复杂，难以单独对其进行研究，生物体的异常性状为科学家研究相关基因的作用提供了一个突破口，使科学家能够从异常性状入手，分析性状异常的个体的基因与正常个体的基因是否存在区别，存在哪些区别等问题，从而建立起性状与基因的对应关系。因为性状是由基因控制的，如果某一性状发生异常，并且能够稳定遗传，说明控制该性状的基因发生了突变。再据异常性状的遗传方式，分析该基因是位于常染色体上还是位于性染色体上，是显性还是隐性，并预测这一性状将来的遗传规律。