备课素材：“一个基因一个酶”的假说 高一下学期生物人教版必修2.docx

“一个基因一个酶”的假说“一个基因一个酶”的假说学说认为一个基因仅仅参与一个酶的生成，并决定该酶的特异性和影响表型。一个基因一个酶英国生理生化学家盖若德（GarrodAE）研究了人类中的先天代谢疾病，并于1909年出版了先天代谢障碍一书。他通过对白化病等疾病的分析，认识到基因与新陈代谢之间的关系，即1个突变基因，1个代谢障碍。 这种观点可以说是1个基因1个酶观点的先驱。比得尔（BeadleGW）和塔特姆（TatumEL）对红色链孢霉做了大量的研究。他们认为，野生型的红色链孢霉可以在基本培养基上生长，是因为它们自身具有合成一些营养物质的能力，如嘌呤、嘧啶、氨基酸等等。控制这些物质合成的基因发生突变，将产生一些营养缺陷型的突变体，并证实了红色链孢霉各种突变体的异常代谢往往是一种酶的缺陷，产生这种酶缺陷的原因是单个基因的突变。G.W.Beadle和 E.L.Tatum在1941年发表了链孢霉中生化反应遗传控制的研究；进而使应用各种生化突变型对基因作用的研究有了发展。在1945年总结了这些结果，提出了一个基因一个酶的假说。以后发现，不仅链孢霉，而且细菌和酵母菌等各种生物由于生化突变都会引起特定酶的缺损，从而导致了特定的代谢反应阻滞，这进一步证明了这个假说的正确性。 一个基因一条多肽链 红色链孢霉和大肠杆菌营养缺陷型的早期研究表明，在各种氨基酸、维生素、嘌呤和嘧啶的生物合成路线上，催化每一步反应的酶都是在1个基因的监控下进行的。  到了本世纪50年代，扬诺夫斯基（Yanofsky）发现并提出了新的问题，即1个基因控制2步反应。他发现在大肠杆菌中，催化吲哚磷酸甘油脂生成色氨酸反应的酶，即色氨酸合成酶的结构比较复杂，实际上是由2种多肽构成，A肽可以独立催化吲哚磷酸甘油脂分解生成吲哚，B肽则可以单独催化吲哚转变为色氨酸。 因此对1个基因1个酶的学说做了第1次修正。随着酶学、蛋白质化学的进展、遗传学方法的进步，进一步弄清楚了基因与酶的关系是建立在基因与多肽链严密对应的关系基础上的。表示这种对应关系的学说就是一个基因一条多肽链假说。例1、如图表示某种细菌细胞中的一个反应程序，一种氨基酸在酶的作用下产生另外的氨基酸。代表不同的氨基酸，且这6种氨基酸对生命活动都是必需的。VZ代表不同的酶。原始种的细菌只要培养基中有氨基酸就能生长，而细菌的变异种在有时才能生长，该种细菌的变异种中不存在的酶是（    ）A. V、Z       B. W、Y      C. Y、Z        D. V、W答案：A解析：的6种氨基酸对生命活动都是必需的；原始种的细菌只要培养基中有氨基酸就能生长，说明原始种的细菌含有VZ所有的酶；变异的细菌在有时才能生长，说明变异的细菌缺乏生成过程的酶V，生成过程的酶Z。例2、细菌内某种物质在酶的作用下转变为另一种物质的过程如图所示，其中甲戊代表生长必需的不同物质，代表不同的酶。野生型细菌只要在培养基中添加甲就能生长，而突变型细菌必须在培养基中添加甲、乙、丁才能生长。下列叙述正确的是（    ）A.突变型细菌缺乏酶、B.酶与乙结合后不会改变酶的形状C.酶能催化乙转变为丙，也能催化丙转变为丁D.若丙戊的反应受阻，突变型细菌也能生长答案：D解析：突变型细菌缺乏酶、，A错误；根据酶作用机理，酶与乙结合后会改变酶的形状，B错误；酶能催化乙转变为丙，不能催化丙转变为丁，因为酶的催化具有专一性，C错误；若丙戊的反应受阻，突变型细菌也能生长，因为可以通过乙戊途径合成，D正确。学科网（北京）股份有限公司