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1、一、中心法则的提出及其发展一、中心法则的提出及其发展l时间时间:1957年年l科学家科学家:克里克克里克DNADNA蛋白质蛋白质RNARNA转录转录翻译翻译复复制制l图解图解:以上三副图的病毒的遗传物以上三副图的病毒的遗传物质是什么？质是什么？对于它们的遗传有什么特别对于它们的遗传有什么特别之处吗？是否还满足克里克之处吗？是否还满足克里克提出的中心法则呢？提出的中心法则呢？复制复制上述实验证据是否推翻了传统的中心法则上述实验证据是否推翻了传统的中心法则?否否如何修改传统的中心法则如何修改传统的中心法则?逆转录逆转录DNADNA蛋白质蛋白质RNARNA转录转录翻译翻译复复制制资料分析资料分析1.
2、1965年科学家发现年科学家发现RNA复制酶复制酶2.1970年科学家发现逆转录酶年科学家发现逆转录酶蛋白质蛋白质 DNA DNA逆转录逆转录 RNA翻译翻译转录转录 中心法则是对遗传信息的传递过程的概括。中心法则是对遗传信息的传递过程的概括。根据上述图，你能找出遗传信息传递的几条途径？根据上述图，你能找出遗传信息传递的几条途径？1、DNA DNA2、DNA RNA（DNA自我复制）自我复制）（转录）（转录）3、RNA 蛋白质蛋白质（翻译）（翻译）4、RNA RNA（RNA自我复制）自我复制）5、RNA DNA（逆转录）（逆转录）丙乙甲蛋白质RNA78910DNA蛋白质RNA456蛋白质DNA
3、123（1）对三种类型的病毒分别举例：甲_；乙_；丙_。DNADNARNARNARNARNA（2）图中的3和10表示遗传物质的_过程，图中2、5、9表示_过程，图中1、8表示_过程。DNADNA复制复制翻译翻译转录转录二、基因、蛋白质与性状的关系二、基因、蛋白质与性状的关系二、基因、蛋白质与性状的关系二、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？因控制生物的性状有什么关系呢？思考一下？基因对性状的控制有几种不同的途径？从基因的角度来解释孟德尔的圆粒与皱粒豌豆编码淀粉分支酶编码淀粉分支酶的基因的基因指导指导 合成合成DNA中插
4、入了一段中插入了一段外来外来DNA序列序列促使促使引起引起编码淀粉分支酶编码淀粉分支酶的的基因异常基因异常淀粉分支酶淀粉分支酶淀粉含量升高淀粉含量升高有效保持水分有效保持水分蔗糖蔗糖合成合成淀粉淀粉蔗糖含量高，豌豆蔗糖含量高，豌豆失水而皱缩失水而皱缩蔗糖不能合成淀粉蔗糖不能合成淀粉淀粉分支酶不能正常合成淀粉分支酶不能正常合成21人的白化病人的白化病控制酶形成的基因异常控制酶形成的基因异常酪氨酸酶不能正常合成酪氨酸酶不能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缺乏黑色素而表现为白化缺乏黑色素而表现为白化病病控制酶形成的基因正常控制酶形成的基因正常酪氨酸酶正常合成酪氨酸酶正常合
5、成酪氨酸能正常转化为黑色素酪氨酸能正常转化为黑色素表现正常表现正常控制酶的合成来控制控制酶的合成来控制代谢过程代谢过程从而控制性状从而控制性状结论结论1：基因基因通过控制通过控制_的合成来的合成来控制控制_，进而控制，进而控制生物体的生物体的_。间接控制间接控制酶酶性状性状代谢过程代谢过程CFTR基因缺失基因缺失3 3个碱基个碱基CFTR蛋白结构异常蛋白结构异常，导致功能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，黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染肺部感染例二：囊性纤维病例二：囊性纤维病镰刀型刀型细胞胞贫血症血症 控制控制血红蛋白血红蛋白形成的基因中一个形成的
6、基因中一个碱基碱基变化变化血红蛋白血红蛋白的的结构结构发生变化发生变化红细胞呈红细胞呈镰刀型镰刀型，运输氧的能力降低，运输氧的能力降低容易破裂，患溶血性贫血容易破裂，患溶血性贫血正常红细胞正常红细胞镰刀型细胞镰刀型细胞 基因基因通过控制通过控制_的结构，的结构，直接控制生物体的直接控制生物体的_。结论结论2：蛋白质蛋白质性状性状直接控制直接控制三三.基因对性状控制的方式基因对性状控制的方式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影响性状影响性状。DNA
7、DNADNADNA蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质性状的关系性状的关系性状的关系性状的关系DNADNADNADNA的多样性的多样性的多样性的多样性蛋白质的多样性蛋白质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生物界的多样性生物界的多样性决定决定决定决定导致导致导致导致根本原因根本原因根本原因根本原因直接原因直接原因直接原因直接原因/物质基础物质基础物质基础物质基础表现形式表现形式表现形式表现形式知识小结知识小结多基因控制某性状：多基因控制某性状：人的身高人的身高一个基因决定一个性状：豌豆的D基因决定了它的高茎，d基因决定了它的矮茎 基因与性状之间基因与性状之间并不是并不是简单的简
8、单的一一一一对应对应关系，关系，有些性状是由多个基因决定有些性状是由多个基因决定的，有的基因可决定或影响多个性状。的，有的基因可决定或影响多个性状。基因与基因基因与基因、基因与环境基因与环境、基因与基因与基因产物基因产物之间存在复杂的相互关系，精之间存在复杂的相互关系，精细的调控着生物性状。细的调控着生物性状。细胞质基因细胞质基因 ：细胞质中的细胞质中的叶绿体、线粒体叶绿体、线粒体内含有少量内含有少量的的DNA，其上的基因，叫做细胞质基因。其上的基因，叫做细胞质基因。细胞质基因能进行细胞质基因能进行半自主自我复制半自主自我复制。细胞质遗传细胞质遗传不符合不符合孟德尔遗传定律，细孟德尔遗传定律，
9、细胞质基因只能通过胞质基因只能通过母亲母亲遗传给后代的。遗传给后代的。受精过程中，受精卵的细胞质主要是接受精过程中，受精卵的细胞质主要是接受自母亲的卵细胞受自母亲的卵细胞_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：母系遗传病。表现为身材矮小、肌无力、并引起偏瘫。线粒体肌病、肥厚性心肌病：母系遗传，表现为骨骼肌异常及心肌病变。这些疾病有什么特点？为什么？线粒体叶绿体 细胞质遗传_孟德尔的遗传规律，后代只表现出_的性状，也不出现固定的性状分离比。不符合不符合母本母本1 1、甜豌豆的紫花对白花是一对相对性状，、甜
10、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，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（只有当同时存在两个显性基因（A A和和B B）时，）时，花中的紫色素才能合成，下列说法正确的是花中的紫色素才能合成，下列说法正确的是（）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基因在控制生物体的性状上是互不干扰基因在控制生物体的性状上是互不干扰的的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因之间存在着相互作用D2、基因控制性状表现的主要途径是（、基因控制性状表现的主要途径是（）A、R
11、NA 蛋白质蛋白质（性状）（性状）B、DNA 蛋白质（性状）蛋白质（性状）C、RNA DNA 蛋白质（性状）蛋白质（性状）D、DNA RNA 蛋白质（性状）蛋白质（性状）D3、下图示、下图示“中心法则中心法则”，请根据图回答：，请根据图回答：复制复制转录转录逆转录逆转录翻译翻译RNA复制复制遗传信息的传递方向遗传信息的传递方向细胞核细胞核细胞核细胞核核糖体核糖体123451 2 3 4 5AT、CG、AU（1）指出图中数码表示的过程名称：）指出图中数码表示的过程名称：1、_ 2、_ 3、_ 4、_ 5、_（2）图中箭头表示）图中箭头表示_（3）指出下列过程进行的场所：）指出下列过程进行的场所：
12、1、_ 2、_ 5、_（4）图示过程中，能体现碱基互补配对原则的数码是）图示过程中，能体现碱基互补配对原则的数码是_，配对的规律是，配对的规律是 _ 364、下图表示、下图表示DNA(基因基因)控制蛋白质合成的过程。控制蛋白质合成的过程。请分析回答：请分析回答：(1)图中标出的碱基符号，包括了图中标出的碱基符号，包括了_种核苷酸。种核苷酸。(2)DNA双链中，双链中，_链为模板链，遗传信息存在链为模板链，遗传信息存在于于_链上，密码子存在于链上，密码子存在于_链上。链上。(3)如合成一种胰岛素，共含有如合成一种胰岛素，共含有49个氨基酸，则控制个氨基酸，则控制合成的基因上，至少含有合成的基因上
13、，至少含有_个脱氧核苷酸。个脱氧核苷酸。DNA片段片段。-T-A-C-。-A-T-G-。信使信使RNA 。-U-A-C-。-A-U-G-。转运转运RNA 氨基酸氨基酸 。-。酪氨酸酪氨酸 8 294结束！结束！38你能设计实验证明由三个碱基确定一个氨基酸吗？资料扩展遗传密码的破译39Nireberg 和Matthaei于1961年合成多核苷酸：多聚U（-UUUUUUUUU-）为mRNA得到多聚苯丙氨酸资料扩展遗传密码的破译40遗传密码的破译Khorana等人合成共聚CUCUCUCUCU核苷酸为mRNA，形成亮氨酸-丝氨酸交替排列的多肽资料扩展41规则的双螺旋结构规则的双螺旋结构通常呈单链结构通
14、常呈单链结构脱氧核苷酸脱氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸腺嘌呤（腺嘌呤（A）鸟嘌呤（鸟嘌呤（G）腺嘌呤（腺嘌呤（A）鸟嘌呤（鸟嘌呤（G）胞嘧啶（胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（胸腺嘧啶（T）胞嘧啶（胞嘧啶（C）尿嘧啶（尿嘧啶（U）脱氧核糖脱氧核糖核糖核糖磷酸磷酸磷酸磷酸DNA与与RNA分子的比较分子的比较基因、基因、DNA和染色体之间的关系和染色体之间的关系染色体染色体DNA基因基因脱氧核苷酸脱氧核苷酸是主要的遗传物质是主要的遗传物质染色体是染色体是DNADNA的的主要载体主要载体每个染色体上有一个每个染色体上有一个DNADNA分子分子基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNADNA片段片段每个每个DNAD
15、NA分子含有许多个基因分子含有许多个基因是遗传物质的功能结构单位是遗传物质的功能结构单位基因中脱氧核苷酸排列基因中脱氧核苷酸排列顺序代表着遗传信息顺序代表着遗传信息每个基因中含有许多脱氧核苷酸每个基因中含有许多脱氧核苷酸43比比较较相同点相同点（发发生在和生在和之之间间）不同点不同点 适用范适用范围围 本本质质区区别别转转录录大多数生物大多数生物遗传遗传信息的表达信息的表达过过程程中的一个中的一个阶阶段段是是遗遗传传物物质质逆逆转转录录少数病毒少数病毒遗传遗传信信息的息的传递传递和表达和表达过过程中一个程中一个阶阶段段是是遗遗传传物物质质反反转转录录基因工程中基因工程中获获得得真核生物基因的真
16、核生物基因的一种常用方法一种常用方法是是遗遗传传物物质质446与遗传信息流动有关的几个过程比较模板原料碱基互补产物实例DNA复制(DNADNA)DNA两条链含A、T、G、C的4种脱氧核苷酸TACGDNA 绝大多数生物 DNA转录(DNARNA)DNA一条链含A、U、G、C的4种核糖苷酸AUTAGCCGRNA 绝大多数生物 RNA复制(RNARNA)RNA含A、U、G、C的4种核糖苷酸AUUAGCCGRNA以RNA为遗传物质的生物，如烟草花叶病毒RNA逆转录(RNADNA)RNA含A、T、G、C的4种脱氧核苷酸ATUAGCCGDNA某些致癌病毒、艾滋病毒、SARS病毒翻译(RNA多肽)信使RNA20种氨基酸UAAUGCCG多肽所有细胞生物