课程内容：
《基因对性状的控制》
    你能根据基因指导蛋白质合成的过程，画出一张流程图，表示遗传信息的传递方向吗？在蛋白质的合成过程完全弄清楚之前，科学家克里克首先预见了遗传信息传递的一半规律，并将这一规律命名为中心法则。“中心”二字显示了这一法则在生物学中的重要地位。
    中心法则的提出及其发展
    1957年，克里克提出中心法则：遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的自我复制；也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。但是，遗传信息不能从蛋白质传递到蛋白质，也不能从蛋白质流向RNA或DNA。
    此后五六年，科学家揭示了蛋白质的合成过程，中心法则由此获得公认。但是，随着实验数据的积累，人们开始注意到传统的中心法则存在的不足之处。
    历经考验后的中心法则，补充了遗传信息从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA这两条途径，比以往更加完善。这又一次向我们提示，科学的发展是无止境的。
    基因、蛋白质与性状的关系
    一百多年前，孟德尔曾经研究过豌豆的圆粒与皱粒这一相对性状，并用遗传因子的假设作出了精彩的解释。如今，如何从基因控制蛋白质合成的角度来解释这一相对性状的形成呢？原来，与圆粒豌豆的DNA不同的是，皱粒豌豆的DNA中插入了一段外来DNA序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因，导致淀粉分支酶不能合成，而淀粉分支酶的缺乏又导致细胞内淀粉含量降低，游离蔗糖的含量升高。淀粉能吸水膨胀，蔗糖却不能。当豌豆成熟时，淀粉含量高的豌豆能有效地保留水分，显得圆圆胖胖，而淀粉含量低的豌豆由于失水而显得皱缩。但是皱豌豆的蔗糖含量高，味道更甜美。
    从上述实例可以看出，基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。又如，人的白化症状是由于控制络氨酸酶的基因异常而引起的。络氨酸酶存在于正常人的皮肤、毛发等处，它能将络氨酸转变为黑色素；如果一个人由于基因不正常而缺少络氨酸酶，那么这个人就不能合成黑色素，而表现出白化症状。
    除了上述方法以外，基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。下面以囊性纤维病为例来分析基因的这种控制作用。囊性纤维病是北美白种人中常见的一种遗传病，患者汗液中氯离子的浓度升高，支气管被异常的黏液堵塞，常于幼年时死于肺部感染。研究表明，在大约70%的患者中，编码一个跨膜蛋白的基因缺失了3个碱基，导致CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸，进而影响了CFTR蛋白的结构，使CFTR转运氯离子的功能异常，导致患者支气管中黏液增多，管腔受阻，细菌在肺部大量生长繁殖，最终使肺功能严重受损。此病目前还没有有效的治疗措施，但在基因水平上理解病因，将有助于人们找到合理有效的治疗方法。又如，由正常基因编码的血红蛋白组成的红细胞结构正常，呈圆饼状；而异常基因编码的血红蛋白组成的红细胞结构异常，其正常功能受到影响。
    上述实例涉及的都是单个基因对生物性状的控制。事实上，基因与性状的关系并不都是简单的线性关系。例如，人的身高可能是由多个基因决定的，其中每一个基因对身高都有一定的作用。同时，身高也不完全是由基因决定的，后天的营养和体育锻炼等也有重要作用。
    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。