課程內(nèi)容：
《基因?qū)π誀畹目刂啤?BR>    你能根據(jù)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的過(guò)程，畫出一張流程圖，表示遺傳信息的傳遞方向嗎？在蛋白質(zhì)的合成過(guò)程完全弄清楚之前，科學(xué)家克里克首先預(yù)見了遺傳信息傳遞的一半規(guī)律，并將這一規(guī)律命名為中心法則?！爸行摹倍诛@示了這一法則在生物學(xué)中的重要地位。
    中心法則的提出及其發(fā)展
    1957年，克里克提出中心法則：遺傳信息可以從DNA流向DNA，即DNA的自我復(fù)制；也可以從DNA流向RNA，進(jìn)而流向蛋白質(zhì)，即遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯。但是，遺傳信息不能從蛋白質(zhì)傳遞到蛋白質(zhì)，也不能從蛋白質(zhì)流向RNA或DNA。
    此后五六年，科學(xué)家揭示了蛋白質(zhì)的合成過(guò)程，中心法則由此獲得公認(rèn)。但是，隨著實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的積累，人們開始注意到傳統(tǒng)的中心法則存在的不足之處。
    歷經(jīng)考驗(yàn)后的中心法則，補(bǔ)充了遺傳信息從RNA流向RNA以及從RNA流向DNA這兩條途徑，比以往更加完善。這又一次向我們提示，科學(xué)的發(fā)展是無(wú)止境的。
    基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系
    一百多年前，孟德爾曾經(jīng)研究過(guò)豌豆的圓粒與皺粒這一相對(duì)性狀，并用遺傳因子的假設(shè)作出了精彩的解釋。如今，如何從基因控制蛋白質(zhì)合成的角度來(lái)解釋這一相對(duì)性狀的形成呢？原來(lái)，與圓粒豌豆的DNA不同的是，皺粒豌豆的DNA中插入了一段外來(lái)DNA序列，打亂了編碼淀粉分支酶的基因，導(dǎo)致淀粉分支酶不能合成，而淀粉分支酶的缺乏又導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)淀粉含量降低，游離蔗糖的含量升高。淀粉能吸水膨脹，蔗糖卻不能。當(dāng)豌豆成熟時(shí)，淀粉含量高的豌豆能有效地保留水分，顯得圓圓胖胖，而淀粉含量低的豌豆由于失水而顯得皺縮。但是皺豌豆的蔗糖含量高，味道更甜美。
    從上述實(shí)例可以看出，基因通過(guò)控制酶的合成來(lái)控制代謝過(guò)程，進(jìn)而控制生物體的性狀。又如，人的白化癥狀是由于控制絡(luò)氨酸酶的基因異常而引起的。絡(luò)氨酸酶存在于正常人的皮膚、毛發(fā)等處，它能將絡(luò)氨酸轉(zhuǎn)變?yōu)楹谏?；如果一個(gè)人由于基因不正常而缺少絡(luò)氨酸酶，那么這個(gè)人就不能合成黑色素，而表現(xiàn)出白化癥狀。
    除了上述方法以外，基因還能通過(guò)控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀。下面以囊性纖維病為例來(lái)分析基因的這種控制作用。囊性纖維病是北美白種人中常見的一種遺傳病，患者汗液中氯離子的濃度升高，支氣管被異常的黏液堵塞，常于幼年時(shí)死于肺部感染。研究表明，在大約70%的患者中，編碼一個(gè)跨膜蛋白的基因缺失了3個(gè)堿基，導(dǎo)致CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸，進(jìn)而影響了CFTR蛋白的結(jié)構(gòu)，使CFTR轉(zhuǎn)運(yùn)氯離子的功能異常，導(dǎo)致患者支氣管中黏液增多，管腔受阻，細(xì)菌在肺部大量生長(zhǎng)繁殖，最終使肺功能嚴(yán)重受損。此病目前還沒有有效的治療措施，但在基因水平上理解病因，將有助于人們找到合理有效的治療方法。又如，由正常基因編碼的血紅蛋白組成的紅細(xì)胞結(jié)構(gòu)正常，呈圓餅狀；而異?；蚓幋a的血紅蛋白組成的紅細(xì)胞結(jié)構(gòu)異常，其正常功能受到影響。
    上述實(shí)例涉及的都是單個(gè)基因?qū)ι镄誀畹目刂?。事?shí)上，基因與性狀的關(guān)系并不都是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系。例如，人的身高可能是由多個(gè)基因決定的，其中每一個(gè)基因?qū)ι砀叨加幸欢ǖ淖饔?。同時(shí)，身高也不完全是由基因決定的，后天的營(yíng)養(yǎng)和體育鍛煉等也有重要作用。
    基因與基因、基因與基因產(chǎn)物、基因與環(huán)境之間存在著復(fù)雜的相互作用，這種相互作用形成了一個(gè)錯(cuò)綜復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，精細(xì)地調(diào)控著生物體的性狀。