正式第四章基因的表达.ppt

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1、第四章 基因的表达,第4章 第1节基因指导蛋白质的合成,看书P6265 完成试卷的课前热身,回忆几个问题：,基因主要存在于细胞的哪个部分？蛋白质合成的场所是什么？,细胞核中的染色体上,细胞质中的核糖体,？DNA携带的遗传信息是怎样传递到细胞质中去的呢？当遗传信息到达细胞质后，细胞又是怎样解读的呢？,反馈：DNA复制、转录和蛋白质的合成分别发生在（）,A、细胞核、细胞质、核糖体B、细胞核、细胞核、核糖体C、细胞质、核糖体、细胞核D、细胞质、细胞核、核糖体,B,科学研究：,1955年有人曾用洋葱根尖和变形虫进行实验，如果加入RNA酶分解细胞中的RNA，蛋白质合成就停止，而如果再加进了从酵母中提取出

2、来的RNA，则又可重新合成一定数量的蛋白质。,该实验我们能得到什么样的结论？,结 论RNA与蛋白质合成有关,以_为媒介,RNA,（DNA）细胞核,核糖体（细胞质）,一、DNA与RNA的比较,脱氧核糖核酸,核糖核酸,双螺旋,一般单链,脱氧核苷酸,核糖核苷酸,A、G、C、T,A、G、C、U,脱氧核糖,核糖,磷酸,磷酸,信使RNA（mRNA)功能：将DNA的遗传信息转录下来，传递至细胞质中的核糖体上，控制蛋白质的合成。转运RNA（tRNA)种类：多种功能：专一性（专一识别一种氨基酸的密码子、专一转运一种氨基酸）核糖体rRNA；核糖体的组成成分。,RNA的种类,为什么RNA适于作为DNA的信使？,RN

3、A也是由基本单位核苷酸组成，由核糖、磷酸、含氮碱基：A、G、C、U共同组成，也能储存遗传信息。,在RNA和DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”A=U，G=C。,RNA一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。,4、DNA 中的遗传信息是怎样传给mRNA的呢？阅读课本P63 图4-4，回答问题：,遗传信息的转录,转录的定义转录的原料转录的条件转录时碱基是如何配对的,在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程。,4种核糖核苷酸,ATP、,酶（解旋酶、RNA聚合酶）,模板（DNA的一条链）,A-U T-A C-G G-C,DNA的平面结构图,转录的过程：,

4、以DNA的一条链为模板合成RNA,DNA,游离的核糖核苷酸,DNA与RNA的碱基互补配对：AU；TC；CG；TA,组成 RNA 的核糖核苷酸一个个连接起来,形成的 mRNA 链，DNA上的遗传信息就传递到mRNA上,RNA,DNA,细胞质,细胞核,核孔,DNA,mRNA在细胞核中合成,细胞质,细胞核,mRNA通过核孔进入细胞质,细胞分裂间期,个体发育过程中,细胞核、拟核等,细胞核、拟核等,完全解旋,只解有遗传效应片段,DNA的两条链均为模板,DNA的一条链为模板,四种脱氧核苷酸,四种核糖核苷酸,DNA聚合酶等,RNA聚合酶等,ATP,ATP,A-T、T-A、G-C、C-G,A-U、T-A、G-

5、C、C-G,半保留复制边解旋边复制,边解旋边转录,2个子代DNA分子,1个信使RNA,例题：由DNA分子支配合成的RNA在完全水解后，得到的化学物质是（）,A、氨基酸、葡萄糖、碱基B、氨基酸、核苷酸、葡萄糖C、核糖、碱基、磷酸D、脱氧核糖、碱基、磷酸,C,例题：下图所示的生理过程的名称、碱基数、核苷酸数依次为,A、RNA复制、4种、4种B、DNA转录、4种、4种C、DNA复制、5种、5种D、DNA转录、5种、8种,D,例题：在DNA中，已知其中链的（AG）/（TC）0.4，那么他的互补链为模板，转录成的mRNA中（AG）/（CU）应是（）,A、2.5 B、1C、0.4 D、1.25,C,例题：

6、某DNA片断转录得到的mRNA中脲嘧啶占28，腺嘌呤占18，则这个DNA片断中胸腺嘧啶和鸟嘌呤分别是（）,A、46、54 B、23、27 C、27、23 D、46、27,B,完成试卷 第2题、16题,转录得到的RNA仍是碱基序列，而不是蛋白质。那么，RNA上的碱基序列如何能变成蛋白质中氨基酸的种类、数量和排列顺序呢？mRNA如何将信息翻译成蛋白质？,二、遗传信息的翻译,1、定义：在细胞质的核糖体上,以游离在细胞质中的各种氨基酸原料，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。,碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样的？,1、遗传密码：,遗传学上把mRNA中决定氨基酸的不同碱基排列顺序，叫做

7、“遗传密码”。把其中决定一个氨基酸的相邻的三个碱基成为密码子。,a、一种氨基酸可以和 密码子相对应,这叫密码子的。b、一个密码子只和 氨基酸相对应。c、三个终止密码：。d、氨基酸的种类；20种 密码子的种类：。反密码的种类：。,阅读课本“密码子”表，思考：,多个,简并性,一种,UAA、UAG、UGA,64种,61种,思考：密码子与反密码的种类是否一样多？,地球上几乎所有的生物体都共用上述密码子表。根据这一事实说明什么？,说明地球上所有的生物都有着或远或近的亲缘关系，或者生物都具有共同的遗传语言，或者生命在本质上是统一的。,思考和讨论：,例题：下列关于遗传密码子的叙述中，正确的是（）,A、DNA

8、分子中的碱基序列称为遗传密码子B、信使RNA分子中的三个相邻碱基称为遗传密码子C、所有的遗传密码子都决定一种氨基酸D、所有的生物共用一套遗传密码子,D,例题：遗传密码子的组成是（）,A、由A、T、G、C四种碱基中的任何三个做排列组合B、由A、U、G、C四种碱基中的任何三个做排列组合C、由A、T、C、G、U五种碱基中任何三个做排列组合D、由A、U、G、T四种碱基中的任何三个做排列组合,B,天冬氨酸,2、转运RNA(tRNA)：分子结构呈三叶草形，其“叶柄”端能与一个特定的氨基酸结合，“叶片”端有三个特殊的碱基称为“反密码子”，能与mRNA上的“密码子”相识别。反密码子的种类：61种。一种tRNA

9、只能搬运一种氨基酸。,？,甲硫氨酸,翻译的过程：,翻译过程中的问题：,场所：,产物：,模板：,原料：,条件：,细胞质（核糖体）,mRNA,蛋白质,氨基酸,ATP、酶,、转运RNA（tRNA）,碱基互补配对：,GC、CG、UA、AU,遗传信息流动：,10、下列关于氨基酸、tRNA、遗传密码子的关系的说法中，错误的是（）,A、一种氨基酸由一种至多种遗传密码子决定，由一种至多种tRNA转运B、一种遗传密码子只能决定一种氨基酸，一种tRNA只能转运一种氨基酸C、同一种氨基酸的遗传密码子与tRNA的种类一一对应D、遗传密码子与氨基酸在种类和数量上一一对应,D,问题：基因控制蛋白质合成的过程中信息传递？数

10、目变化？,n,3n,6n,说明：因为基因中存在又终止密码子等片段，实际上基因（DNA）上所含有的碱基数要大于6n,或氨基酸数目小于n。因此一般题目中带有“至少”或“最多”字样。,例题：某基因由3000个脱氧核苷酸组成，该基因控制合成的蛋白质所含有的氨基酸数目最多有多少个（）A 500 B 100 C 300 D 600,A,蛋白质是生物性状的体现者，基因通过控制蛋白质的合成从而控制了生物的性状。,1、基因控制蛋白质合成的最终结果是什么？,2、生物表现出多样性的根本原因和直接原因是什么？,直接原因：蛋白质的种类及其多样，体现了不同的性状。根本原因：DNA分子上的脱氧核苷酸的排列顺序不同。,思考和

11、讨论,细胞核、拟核等,细胞质的核糖体,DNA的一条链,以信使RNA为模板,四种游离核糖核苷酸,20种氨基酸,RNA聚合酶，解旋酶等,单链的信使RNA,特定氨基酸顺序的蛋白质,A-U T-AG-C C-G,A-U U-AG-C C-G,ATP,ATP,蛋白质合成酶等,DNAmRNA,mRNA蛋白质,？,c,G,G,U,C,G,c,T,A,T,U,c,G,c,c,G,c,半胱氨酸,例题：若DNA分子中，作为模板链的部分碱基序列是：GCAGTACCGCGTCAT。请根据遗传密码子表回答：（1）通过复制所形成的DNA分子的子链碱基排列顺序_。（2）通过转录所形成的RNA分子的碱基排列顺序是_。（3）通

12、过转录和翻译所形成的多肽链中，氨基酸顺序是_。（4）在翻译过程中，转运精氨酸的RNA一端的三个碱基是_。（精氨基酸：CGU、亮氨酸：CUA、组氨酸：CAU、甘氨酸：GGC、丝氨酸：AGU、丙氨酸：GCA、色氨酸：UGG、缬氨酸：GUA）,CGUCAUGGCGCAGUA,CGTCATGGCGCAGTA,精氨酸、组氨酸、甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸,GCA,基因指导蛋白质合成小结：,基因指导蛋白质合成小结：,基因,由此可见：DNA分子的脱氧核苷酸的排列顺序决定了信使RNA中核糖核苷酸的排列顺序，信使RNA中核糖核苷酸的排列顺序又决定了氨基酸的排列顺序，氨基酸的排列顺序最终决定了蛋白质的结构和功能的特异性

13、，从而使生物体表现出各种遗传性状。,碱基互补配对原则保证了遗传信息传递的准确无误。,1.在生物体内性状的表达一般遵循DNARNA 蛋白质的表达原则，下面是几种与此有关的说法，不正确的是 A 在细胞的一生中，DNA一般是不变的，RNA和蛋白质分子是变化的 B DNARNA 是在细胞核中完成的，RNA 蛋白质是在细胞质中完成的 C 在同一个体的不同体细胞中，DNA相同，RNA和蛋白质不同 D 在细胞的一生中，DNA、RNA和蛋白质种类和数量是不变的,答案：D,2.如图代表人体胰岛细胞中发生的某一过程，下列叙述正确的是,A 能给该过程提供模板的只能是DNA B 该过程合成的产物一定是酶或激素 C 有

14、多少个密码子，就有多少个反密码子与之对应 D 该过程有水产生,答案：D,3.若细胞质中tRNA1(UUU)可转运氨基酸a，tRNA2(ACG)可转运氨基酸b，tRNA3(UAC)可转运氨基酸c，今以DNA中一条链ACGTACTTT 为模板合成蛋白质，该蛋白质基本组成单位的排列顺序可能是 A abc B cba C bca D bac,答案：C,例：关于下图DNA分子片段的说法正确的是 A处的化学键为磷酸二酯键，解旋酶作用于部位B处的碱基缺失导致染色体结构的变异C把此DNA放在含15N的培养液中复制2代，子代中含15N的DNA占3/4D该DNA的特异性表现在碱基种类和（A+T）/（G+C）的比例

15、上,答案：A,4.2 基因对性状的控制,基因控制蛋白质的生物合成包括几个过程,请据图画出一张流程图，简要的表示出其中遗传信息的流动方向。,中心法则内容,中心法则图解,表示遗传信息的传递规律（流动方向）,转录,DNA,RNA,翻译,蛋白质,克里克的预见,一、中心法则的提出及其发展,P69资料分析 中心法则的发展,转录,DNA,RNA,翻译,蛋白质,逆转录,中心法则实质蕴涵着_和_这两类生物大分子之间的相互联系和相互作用。,核酸,蛋白质,基因、蛋白质与性状的关系,例一：阅读课本 P69，回答问题：如何从基因控制蛋白质合成的角度来解释豌豆的圆粒与皱粒这一对相对性状形成的原因？,圆粒豌豆,DNA中插入

16、了一段外来的DNA序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因r,蔗糖不能合成为淀粉，蔗糖含量升高,淀粉含量低的豌豆由于失水而显得皱缩,编码淀粉分支酶的 基因正常R,正常合成,蔗糖合成为淀粉，淀粉含量升高,淀粉含量高，有效保持 水分，豌豆显得圆鼓鼓,不能正常合成,淀粉分支酶,皱粒豌豆,淀粉分支酶,性状,从以上实例可以看出：基因通过控制_的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的_。,酶,性状,控制的基因异常,不能正常合成,黑色素,缺乏黑色素表现为白化病,间接控制的实例：人类白化病,酪氨酸酶,酪氨酸,不能正常转化为。,酪氨酸酶,基因还能通过控制蛋白质的_而_ 控制生物体的_,编码血红蛋白的 基因中一个碱基变化,

17、血红蛋白的发生变化,红细胞成镰刀型,容易破裂，患溶血性贫血,性状,结构,直接,直接控制,阅读课本P第一段，叙述囊性纤维病的病因,结构,小结：基因对性状的控制,1、通过控制酶的合成来控制代谢过程从而控制生物性状。如：白化病,2、通过控制蛋白质的结构来直接影响生物性状。如：囊性纤维病、镰刀型细胞贫血症,例题：下图为链孢酶体内精氨酸的合成途径示意图，从图中不能得出的结论是,A 精氨酸的合成是由多对基因共同控制的B 基因可通过控制酶的合成来控制代谢C 若基因不能表达，则基因和基因也不表达D 若产生鸟氨酸依赖突变型链孢酶，则可能是基因发生突变,答案：C,例题：家兔体内是否产生黄脂或白脂，受遗传因素的影响

18、。生物兴趣小组选择健康的黄脂家兔和白脂家兔从事研究。将两种兔子分成两组，分别喂饲不同饲料：一组饲料中含黄色素的食物；另一组的饲料中则不含黄色素的食物，同学们所做实验的家兔体内产生脂质的颜色如下图所示：试问实验结果可获得下列何种结论？,A家兔的脂质颜色是一种不完全显性遗传 B黄脂基因会因食物而产生突变C白脂基因使家兔脂质颜色不受食物影响 D白脂基因会因食物而产生突变,答案：C,1.生物的性状可由单个基因决定，但某些性状也可能是由多个基因决定的；,2.生物的某些性状也不完全是由基因决定的，即生物的表现型是由基因型与环境相互作用的结果。,所以，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

19、互作用，这种相互作用形成了一个错综的网络，精细地调控着生物体的性状。,小结：基因、蛋白质、性状的关系,单基因控制某性状,多,人的身高、血压、智力、长相、记忆力、性格、自尊、对社会的态度等,表现型=,基因型+外界环境,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而又繁而有序的网络，精细地调控着生物体的性状,DNA的分布,（所以说，染色体是DNA的主要载体）,例：紫茉莉叶色的遗传,细胞质遗传_孟德尔的遗传规律，后代只表现出_的性状,_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：

20、,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。,这些疾病有什么特点？为什么？,受精过程中，受精卵的细胞质主要是接受自母亲的卵细胞,线粒体,叶绿体,不遵循,母本,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A（1）B（2）（3）C（2）（3）（4）D（1）（2）（3）（4）,从密码子表可以看出，一种氨基酸可能由几个密码子，这一现象称做密码的简并性。你认为密码的简并性对生物体的生存发展有什么意义？,从密码子的简并性我们能够认识到：如果密码子中的一个碱基发生变化，可能影响到蛋白质氨基酸的种类，也有可能蛋白质的氨基酸种类不发生变化（例如GAU-GAC都决定天冬氨酸）；这就保证了生物遗传的相对稳定性。又使生物出现变异，从而促进生物的发展变化。,