1、中心法则图解中心法则图解克里克的预见克里克的预见一、中心法则的提出及其发展一、中心法则的提出及其发展转录转录DNADNARNARNA翻译翻译蛋白质蛋白质逆转录逆转录复制、转录和翻译的联系中心法则中心法则转录转录DNADNARNARNA翻译翻译蛋白质蛋白质逆转录逆转录中心法则实质蕴涵着中心法则实质蕴涵着_和和_这两类这两类生物大分子之间的相互生物大分子之间的相互_和相互作用。和相互作用。核酸核酸蛋白质蛋白质联系联系遗传信息的传递规律（流动方向）遗传信息的传递规律（流动方向）实质：实质：从中心法则图解看出,遗传信息的转移分为两类:(1)以DNA为遗传物质的生物(包括真核生物和原核生物以及DNA病毒
2、)遗传信息传递。二、二、中心法则适用的情况(2)以RNA为遗传物质的生物遗传信息传递。病毒单独存在时是不能进行,只有寄生到寄主细胞中后才发生。具逆转录能力的RNA病毒(如艾滋病病毒)遗传信息传递过程:不具逆转录能力的RNA病毒(如流感病毒、烟草花叶病毒、车前草病毒)遗传信息传递过程:2.中心法则五个过程的比较过程模板原料碱基互补产物实例DNA复制DNADNADNA的两条链A、T、C、G四种脱氧核苷酸ATTACGGCDNA绝大多数生物DNA转录DNARNADNA的一条链A、U、C、G四种核糖核苷酸AUTACGGCRNA 绝大多数生物翻译RNA多肽mRNA约20种氨基酸AUUACGGC多肽所有生物
3、(病毒依赖宿主细胞)RNA复制RNARNARNAA、U、C、G四种核糖核苷酸AUUACGGCRNA以RNA为遗传物质的生物RNA逆转录RNADNARNAA、T、C、G四种脱氧核苷酸ATUACGGCDNA某些致癌病毒、HIV等 规律精讲精析1.逆转录一定要在逆转录酶的作用下完成。2.根据模板和原料即可确定是中心法则的哪一过程,如由模板DNA,原料脱氧核糖核苷酸(核糖核苷酸)即可确定为DNA复制(转录)。3.需要解旋酶的过程:DNA复制(两条链都作模板)和转录(DNA一条链作模板)。三、基因、蛋白质与性状的关系三、基因、蛋白质与性状的关系基因指导基因指导_的合成的合成 基因控制生物体的基因控制生物
4、体的_蛋白质蛋白质性状性状蛋白质是生命活动的蛋白质是生命活动的_者和者和_者者体现体现承担承担Q Q：蛋白质与生命性状特征有何关系：蛋白质与生命性状特征有何关系?Q Q：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)防御防御(如抗体如抗体)催化（各种酶）催化（各种酶）DNA DNA中插入了一段外来的中插入了一段外来的DNADNA序序列，打乱了编码淀粉分支
5、酶的列，打乱了编码淀粉分支酶的基因基因淀粉分支酶淀粉分支酶不能正常合成不能正常合成蔗糖不合成为淀粉蔗糖不合成为淀粉，蔗糖含量升高，蔗糖含量升高淀粉含量低的豌豆由于失水而显得淀粉含量低的豌豆由于失水而显得皱缩（皱缩（性状：皱粒性状：皱粒）编码淀粉分支酶的编码淀粉分支酶的基因基因正常正常淀粉分支酶淀粉分支酶正常合成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，有效保留水分，豌豆淀粉含量高，有效保留水分，豌豆显得圆鼓鼓显得圆鼓鼓（性状：圆粒）（性状：圆粒）豌豆的种子形状人的白化病控制酶形成的控制酶形成的基因基因异常异常控制酶形成的控制酶形成的基因基因正常正常酪氨酸酶酪氨
6、酸酶不能正常合成不能正常合成酪氨酸酶酪氨酸酶正常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结论：结论：基因通过控制基因通过控制_合成来控制代谢过程，进而控合成来控制代谢过程，进而控 制生物体的制生物体的_酶的酶的性状性状囊性纤维病囊性纤维病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
7、繁殖，肺部感染m氨基酸氨基酸结构蛋白质结构蛋白质正常正常异常异常缬氨酸缬氨酸谷氨酸谷氨酸突变突变镰刀型细胞贫血症 控制血红蛋白形成的控制血红蛋白形成的基因中一个碱基对变化基因中一个碱基对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红细胞呈镰刀状呈镰刀状红细胞容易破裂，患溶血性贫血红细胞容易破裂，患溶血性贫血结论：结论：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基因、蛋白质与性状的关系基因基因结构蛋白结构蛋白细胞结构细胞结构生物性状生物性状酶或激素酶或激素 细胞代谢细胞代谢生物性状生物性状蛋白质蛋白质直接作用直接作用间
8、接作用间接作用总之：总之：a.a.生物性状主要是由蛋白质体现生物性状主要是由蛋白质体现 b.b.蛋白质的合成又受基因的控制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所以：生物的性状是由基因控制的 DNADNA蛋白质蛋白质性状的关系性状的关系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界的多样性生物界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因/物质基础物质基础表现形式表现形式知识小结知识小结四、基因型与表现型的关系四、基因型与表现型的关系同一株水毛茛，裸露在空气中的叶和浸同一株水毛茛，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。在水中的叶
9、，表现出了两种不同的形态。讨论：讨论：1.这两种叶形有什么区别？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，其细胞的基因组成这两种形态的叶，其细胞的基因组成 一样吗？一样吗？一样一样3.你能提出什么问题吗？你能提出什么问题吗？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？培养温度：培养温度：25培养温度：培养温度：47d的长翅果蝇幼虫在的长翅果蝇幼虫在3537处理处理624h残翅果蝇在正常环境温度下产生的后代仍然是长翅果蝇。残翅果蝇在正常环境温度下产生的后代仍然是长翅果蝇。假
10、设假设：翅的发育需要经过酶催化的反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，酶应，而酶是在基因指导下合成的，酶的活性受温度、的活性受温度、pH等条件影响等条件影响。结论结论：基因控制生物体的性状，而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。性状的形成同时还受到环境的影响。性状性状(表现型表现型)基因基因外界环境外界环境 性状的形成往往是内因（基因）与外因性状的形成往往是内因（基因）与外因（环境因素等）相互作用的结果（环境因素等）相互作用的结果 遗传学家曾做过这样的实验：长翅果蝇幼虫正常的培养温度遗传学家曾做过这样的实验：长翅果蝇幼虫正常的培养温度为为25，将孵化后，
11、将孵化后47d的长翅果蝇幼虫在的长翅果蝇幼虫在3537处理处理624h后，后，得到了某些残翅果蝇，这些残翅果蝇在正常环境温度下产生的后得到了某些残翅果蝇，这些残翅果蝇在正常环境温度下产生的后代仍然是长翅果蝇。代仍然是长翅果蝇。1、请针对出现残翅果蝇的原因提出假说，进行解释。、请针对出现残翅果蝇的原因提出假说，进行解释。提示：翅的发育是否经过酶催化的反应？酶与基因的关系是提示：翅的发育是否经过酶催化的反应？酶与基因的关系是怎样的？酶与温度的关系是怎样的？怎样的？酶与温度的关系是怎样的？2、这个实验说明基因与性状的关系是怎样的？、这个实验说明基因与性状的关系是怎样的？单基因控制某性状单基因控制某性
12、状多多人的身高、血压、智力、长人的身高、血压、智力、长相、记忆力、性格、自尊、相、记忆力、性格、自尊、对社会的态度等对社会的态度等基因与基因、基因与基因产物、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，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精细地调控着生物体的性状DNADNA的分布的分布主要在染色体上主要在染色体上细胞质内细胞质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
13、载体）例：紫茉莉例：紫茉莉叶色的遗传叶色的遗传 1900年，由于德国学者科伦斯等人的努力使孟德尔的科学发现重见天日。然而，就在9年之后，还是科伦斯的发现再一次对孟德尔的遗传定律提出了质疑。变异种 紫茉莉 紫茉莉枝叶性状的单独遗传特点：紫茉莉枝叶性状的单独遗传特点：（1）F1并不表现出显性性状，而总是表现出并不表现出显性性状，而总是表现出母本性状母本性状。原因：原因：受精过程中，受精卵的细胞质主要是来自母受精过程中，受精卵的细胞质主要是来自母本的卵细胞。本的卵细胞。细胞质遗传细胞质遗传_孟德尔的遗传规律，孟德尔的遗传规律，后代只表现出后代只表现出_的性状的性状_和_DNA中的基因都称为细胞质基因
14、线粒体脑肌病：乳酸中毒，中风样发作综合症，母系遗传病。表现 为身材矮小、多毛、头痛、肌无力、运动诱发呕吐、癫痫发 作、再发性脑损伤，并引起偏瘫、偏语线粒体肌病、肥厚性心肌病：母系遗传或非遗传性，表现为骨骼肌 异常及心肌病变。线粒体叶绿体不符合不符合母本母本五、细胞质遗传五、细胞质遗传总结：总结：很多学者把线粒体和叶绿体的遗传信息系统称为真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核细胞的第二遗传信息系统第二遗传信息系统，或或核外基因及其表达体系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研究发现，线粒体和叶绿体都具有自身转录DNADNA和翻译和翻译蛋白质的体系，但它们
15、中的绝大多数蛋白质是由核基因蛋白质的体系，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，所以称其为的依赖性，所以称其为半自主性细胞器半自主性细胞器。线粒体和叶绿线粒体和叶绿体体DNADNA都可以自我复制，也是以半保留复制方式进行复都可以自我复制，也是以半保留复制方式进行复制，都受核的控制。制，都受核的控制。细胞质基因细胞质基因细胞核基因细胞核基因存在部位存在部位是否与蛋是否与蛋白质结合白质结合基因数量基因数
16、量遗传方式遗传方式功能功能五、细胞质基因与细胞核基因的区别五、细胞质基因与细胞核基因的区别叶绿体、线粒体叶绿体、线粒体细胞核中细胞核中否，否，DNA分子裸露分子裸露与蛋白质合成与蛋白质合成为染色体为染色体少少多多母系遗传母系遗传遵循孟德尔遗传规律遵循孟德尔遗传规律半自主复制半自主复制转录、翻译转录、翻译复制复制转录、翻译转录、翻译总结总结1.生物体中绝大部分性状是受细胞核基因的生物体中绝大部分性状是受细胞核基因的控制，核基因是主要的遗传物质，有些性控制，核基因是主要的遗传物质，有些性状是受到细胞质基因的控制状是受到细胞质基因的控制2.细胞核遗传和细胞质遗传各自都具有相对细胞核遗传和细胞质遗传各
17、自都具有相对的独立性的独立性3.细胞核遗传与细胞质遗传相互影响，很多细胞核遗传与细胞质遗传相互影响，很多情况是核质相互作用的结果。情况是核质相互作用的结果。1、揭示生物体内揭示生物体内遗传信息传递遗传信息传递一般一般规律的是（规律的是（）A基因的遗传定律基因的遗传定律 B碱基互补配对原则碱基互补配对原则 C中心法则中心法则 D自然选择学说自然选择学说C2 2、如下图是设想的一条生物合成途径的示、如下图是设想的一条生物合成途径的示意图。若意图。若将缺乏此途径中必需的某种酶的微将缺乏此途径中必需的某种酶的微生物生物置于含置于含X X的培养基中生长，发现微生物的培养基中生长，发现微生物内有大量的内有
18、大量的M M和和L L，但没有，但没有Z Z，试问基因突变，试问基因突变影响到哪种酶影响到哪种酶（）MYLXZB 酶酶C 酶酶E 酶酶D 酶酶A 酶酶A、E酶酶 B、B酶酶 C、C酶酶 D、A酶和酶和D酶酶C3 3、下图所示的过程，正常情况下在动植、下图所示的过程，正常情况下在动植物细胞中都物细胞中都不可能不可能发生的是（发生的是（）A、B、C、D、B4、将野生鳑鲏鱼受精卵中细胞核除去，然后、将野生鳑鲏鱼受精卵中细胞核除去，然后注入金鱼受精卵的细胞核，由这样的受精注入金鱼受精卵的细胞核，由这样的受精卵发育成的鱼具备金鱼和鳑鲏鱼两个亲本卵发育成的鱼具备金鱼和鳑鲏鱼两个亲本的性状。该实验说明生物的
19、遗传是的性状。该实验说明生物的遗传是A.核质单独作用的结果核质单独作用的结果B.核质共同作用的结果核质共同作用的结果C.细胞质和环境条件作用的结果细胞质和环境条件作用的结果D.细胞核和环境条件作用的结果细胞核和环境条件作用的结果5.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
20、A（1）B（2）（3）C（2）（3）（4）D（1）（2）（3）（4）4 4、甜豌豆的紫花对白花是一对相对性状，、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（控制，只有当同时存在两个显性基因（A A和和B B）时，花中的紫色素才能合成，下列）时，花中的紫色素才能合成，下列说法正确的是（说法正确的是（）A A一种性状只能由一种基因控制一种性状只能由一种基因控制B B生物体的性状完全由基因控制生物体的性状完全由基因控制C C每种性状都是由两个基因控制的每种性状都是由两个基因控制的D D基因之间存在着相互作用基
21、因之间存在着相互作用5 5果蝇长翅对残翅显性。用一定高温处理残翅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：（为长翅。下列解释错误的是：（）。）。A A翅膀基因在幼虫阶段就已经开始表达翅膀基因在幼虫阶段就已经开始表达 B B高温下相关蛋白质回复正常高温下相关蛋白质回复正常 C C这种长翅个体的基因型已经变为杂合子这种长翅个体的基因型已经变为杂合子D D表现型是基因与环境因素共同作用的结果表现型是基因与环境因素共同作用的结果1、观赏植物藏报春，在观赏植物藏报春，在20-2520-25的条件下，红的条件下，红色（色（A A）对白色（）对白色（a a）为显性，基因型为）为显性，基因型为AAAA或或AaAa的藏报春开红花，基因型为的藏报春开红花，基因型为aaaa的藏报的藏报春开白花。但是，如果把开红花的藏报春春开白花。但是，如果把开红花的藏报春移到移到3030条件下，虽然基因型仍为条件下，虽然基因型仍为AAAA或或AaAa，但新开的花全是白花，这说明了什么？，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表现型是基因型与环境相互作用的结果拔高练习拔高练习
