生物42基因对性状的控制

1、1957年克里克提出中心法则：年克里克提出中心法则：中心法则图解中心法则图解表示了遗传信息的传递规律（流动方向）表示了遗传信息的传递规律（流动方向）转录转录dnadnarnarna翻译翻译蛋白质蛋白质内容内容一、中心法则的提出及其发展一、中心法则的提出及其发展复制复制p p6969资料分析资料分析 中心法则的发展中心法则的发展转录转录dnadnarnarna翻译翻译蛋白质蛋白质逆转录逆转录需逆转录酶需逆转录酶实线表示确信无疑的结论，虚线表示可能正确的结论。实线表示确信无疑的结论，虚线表示可能正确的结论。复制复制（脱氧核苷（脱氧核苷酸序列）酸序列）遗传信息遗传信息核糖核苷酸核糖核苷酸序列序列遗传

2、密码遗传密码氨基酸氨基酸序列序列生物种类生物种类遗传信息传递过程遗传信息传递过程真核生物真核生物原核生物原核生物dna病毒病毒rna病毒病毒逆转录病逆转录病毒毒 复制复制 rna 蛋白质蛋白质遗传遗传物质物质都是都是dnadna dna rna dna rna 蛋白质蛋白质复制复制转录转录翻译翻译翻译翻译遗传遗传物质物质都是都是rnarna蛋白质蛋白质rnadnarna转录转录逆转录逆转录翻译翻译二、基因、蛋白质与性状的关系二、基因、蛋白质与性状的关系 是控制生物性状的基本单位，而生物的是控制生物性状的基本单位，而生物的性状由性状由 来体现的。所以基因是通来体现的。所以基因是通过过 来控制生物

3、的性状的。来控制生物的性状的。蛋白质如何承担生命活动？蛋白质如何承担生命活动？运动运动( (如肌纤维中的肌球蛋白和肌动蛋白，助肌肉收缩如肌纤维中的肌球蛋白和肌动蛋白，助肌肉收缩) )运输运输( (如血红蛋白、协助扩散和主动运输时的载体蛋白如血红蛋白、协助扩散和主动运输时的载体蛋白) )调节调节( (如生长激素、胰岛素如生长激素、胰岛素) )防御免疫防御免疫( (如抗体如抗体) )催化催化（各种酶）（各种酶）基因基因蛋白质蛋白质指导蛋白质的合成指导蛋白质的合成基因控制生物性状的方式基因控制生物性状的方式：两种方式：间接控制和直接控制两种方式：间接控制和直接控制基因通过控制基因通过控制酶或激素酶或

4、激素的合成来控制的合成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1.1.间接控制间接控制例如：豌豆的粒形例如：豌豆的粒形 人的白化病人的白化病从基因的角度来解释孟德尔的圆粒与皱粒豌豆从基因的角度来解释孟德尔的圆粒与皱粒豌豆dnadna中插入了一段外来的中插入了一段外来的dnadna序列，序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因打乱了编码淀粉分支酶的基因淀粉分支酶不能淀粉分支酶不能_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低的豌豆由于淀粉含量低的豌豆由于失水而显得皱缩失水而显得皱缩编码淀粉分支酶的编码淀粉分支酶的 基因正常基因正常淀粉分支酶正常合成

5、淀粉分支酶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淀粉含量高，有效保持淀粉含量高，有效保持 水分，豌豆显得圆鼓鼓水分，豌豆显得圆鼓鼓正常合成正常合成白白化化病病 白化病是一白化病是一种较常见的皮肤种较常见的皮肤及其附属器官黑及其附属器官黑色素缺乏所引起色素缺乏所引起的疾病。的疾病。 这类病人通这类病人通常是全身皮肤、常是全身皮肤、毛发、眼睛缺乏毛发、眼睛缺乏黑色素，表现出黑色素，表现出怕光等行为怕光等行为 控制酪氨酸酶形成的控制酪氨酸酶形成的基因基因异常异常控制酪氨酸酶形成的控制酪氨酸酶形成的基因基因正常正常酪氨酸酶酪氨酸酶不能正常合成不能正常合成酪氨酸酶酪氨酸酶正常

6、合成正常合成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酪氨酸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缺乏黑色素而表现为白化病白化病表现正常表现正常2.2.直接控制直接控制 基因还能通过控制蛋白质的基因还能通过控制蛋白质的_而而_ 控制生物体的控制生物体的_结构结构直接直接性状性状例如：囊性纤维病例如：囊性纤维病 镰刀型贫血症镰刀型贫血症cftrcftr基因缺失了基因缺失了3 3个碱基个碱基结构蛋白结构蛋白(cftr(cftr蛋白蛋白) )异常，导致功能异常异常，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

7、殖，肺部感染治疗方法治疗方法基因治疗基因治疗编码血红蛋白的编码血红蛋白的 基因中一个碱基变化基因中一个碱基变化血红蛋白的结构发生变化血红蛋白的结构发生变化红细胞成镰刀型红细胞成镰刀型容易破裂，患溶血性贫血容易破裂，患溶血性贫血l一对基因控制一对性状（一对基因控制一对性状（一因一效一因一效）l一对基因影响多对性状（一对基因影响多对性状（一因多效一因多效）l多对基因共同控制一种性状（多对基因共同控制一种性状（多因一效多因一效）l基因基因+ +环境共同决定性状（环境共同决定性状（表现型是基表现型是基因型与环境共同作用的结果因型与环境共同作用的结果）基因与性状并不都是简单的线性关系基因与性状并不都是简

8、单的线性关系人的身高可能是由多个基因人的身高可能是由多个基因决定的。后天营养和锻炼也决定的。后天营养和锻炼也很重要。很重要。生物体性状的多基因因素举例生物体性状的多基因因素举例 基因与基因、基因与基因基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，这种相互作复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个错综复杂的网络，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。精细地调控着生物体的性状。同一株水毛茛，裸露在空气中同一株水毛茛，裸露在空气中的叶和浸在水中的叶，叶形有什么的叶和浸在水中的叶，叶形有什么区别？区别？水中的叶比空气中的叶要水中的叶比空气中的叶

9、要狭小细长一些狭小细长一些这两种不同形态的叶，其细这两种不同形态的叶，其细胞的基因组成一样吗？胞的基因组成一样吗？ 为什么细胞的基因组成相同，而性状为什么细胞的基因组成相同，而性状却表现出明显不同？却表现出明显不同？基因组成是一样的。因为它们都是由同一个基因组成是一样的。因为它们都是由同一个受精卵经过有丝分裂产生的。受精卵经过有丝分裂产生的。表现型表现型= =基因型基因型 + + 外界环境外界环境即表现型是基因型与即表现型是基因型与环境相互作用的结果。环境相互作用的结果。 为什么细胞的基因组成相同，而性状为什么细胞的基因组成相同，而性状却表现出明显不同？却表现出明显不同？因为这两种叶所处的环境

10、不同。因为这两种叶所处的环境不同。可见：基因型相同，表现型也不一定相同。可见：基因型相同，表现型也不一定相同。环境会影响基因的表达。环境会影响基因的表达。dnadna的分布的分布主要在染色体上主要在染色体上少量在细胞质少量在细胞质内内细胞核遗传细胞核遗传细胞质遗传细胞质遗传生物的遗传生物的遗传（所以说，染（所以说，染色体是色体是dnadna的主的主要载体）要载体）例：线粒体例：线粒体肌病肌病细胞质遗传细胞质遗传_孟德尔的遗传规孟德尔的遗传规律，律， 后代只表现出后代只表现出_的性状的性状_和和_中的中的dnadna中的基因都称为细中的基因都称为细胞质基因胞质基因 线粒体线粒体dnadna的缺陷

11、与数十种人类的遗传病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。有关，这些疾病多与脑部和肌肉有关。这些疾病有什么特点？为什么？这些疾病有什么特点？为什么？受精过程中，受精卵的细胞质几乎全部受精过程中，受精卵的细胞质几乎全部来自母亲的卵细胞来自母亲的卵细胞线粒体线粒体叶绿体叶绿体不符合不符合母本母本母患子女都患，父患子女都不患母患子女都患，父患子女都不患一、中心法则的提出和发展一、中心法则的提出和发展转录转录dnadnarnarna翻译翻译蛋白质蛋白质逆转录逆转录复制复制二、基因对性状的控制二、基因对性状的控制1 1、通过控制酶的合成来控制代谢过程，、通过控制酶的合成来控制代谢过

12、程， 从而从而间接间接控制生物性状。控制生物性状。2 2、通过控制蛋白质分子的结构来、通过控制蛋白质分子的结构来直接直接控制控制性状。性状。三、基因型和表现型的关系三、基因型和表现型的关系四、细胞质基因四、细胞质基因l一对基因控制一对性状（一对基因控制一对性状（一因一效一因一效）l一对基因影响多对性状（一对基因影响多对性状（一因多效一因多效）l多对基因共同控制一种性状（多对基因共同控制一种性状（多因一效多因一效）l基因基因+ +环境共同决定性状（环境共同决定性状（表现型是基因型表现型是基因型与环境共同作用的结果与环境共同作用的结果）生物多样性的原因生物多样性的原因dnadna的多样性的多样性蛋白质的多样性蛋白质的多样性生物性状的多样性生物性状的多样性决定决定导致导致根本原因根本原因直接原因直接原