高一生物基因的表達(dá).ppt

從分子角度分析為什么子女長(zhǎng)的或多或少像父母呢?,1.子女從父母中獲得了染色體（或者DNA）。,想一想,2.DNA中的遺傳信息在子女中表達(dá)了出來。,基因的表達(dá),一、基因的概念（一）,1.基因概念的由來：,19世紀(jì)中葉，孟德爾通過植物的雜交試驗(yàn)認(rèn)識(shí)到，生物的每一個(gè)性狀都是通過遺傳因子來實(shí)現(xiàn)的。,20世紀(jì)初，遺傳學(xué)家約翰森將遺傳因子正式命名為基因。并標(biāo)明基因一詞用來表示遺傳的獨(dú)立單位。,20世紀(jì)50年代，沃森 .克里克提出DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)理論，證明了基因的化學(xué)本質(zhì)是DNA，基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。,20世紀(jì)30年代，由于摩爾根等人的工作，指出基因是染色體上的遺傳單位，每個(gè)基因有自己的位置，并成線性排列，從而證明基因是一種物質(zhì)，同時(shí)把基因看成是不可分割的最小單位。,2、基因、DNA和染色體的關(guān)系：,染色體,1、染色體主要由DNA和蛋白質(zhì)組成；一般情況下，每個(gè)染色體含有一個(gè)DNA分子。,2、 基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，每個(gè)DNA上有許多個(gè)基因,3、染色體為基因的主要載體； 基因在染色體上呈線性排列。,染色體、DNA、基因、脫氧核苷酸的關(guān)系：,脫氧核苷酸,3、基因的現(xiàn)代遺傳學(xué)概念 （步步高隨堂講義P15）,二、基因的功能,1.傳遞遺傳信息功能,2.表達(dá)遺傳信息功能,親代信息 子代信息 子代性狀,復(fù)制,表達(dá),有性生殖,個(gè)體發(fā)育,三、基因控制蛋白質(zhì)的合成,細(xì)胞核,細(xì)胞質(zhì),問題 DNA能否直接控制蛋白質(zhì)的合成？為什么？,問題：為什么RNA適于作DNA的信使？,RNA 與DNA結(jié)構(gòu)的比較：,規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu),脫氧核糖核苷酸,腺(A)、鳥(G)嘌呤,胞(C)、胸腺(T)嘧啶,脫氧核糖,磷酸,單鏈結(jié)構(gòu),核糖核苷酸,核糖,磷酸,腺(A)、鳥(G)嘌呤,胞(C)、尿(U)嘧啶,為什么RNA適合做DNA的信使呢？,RNA一般是_鏈，而且比 DNA 短，因此能夠通過_，從_轉(zhuǎn)移到_中。,單,核孔,細(xì)胞核,細(xì)胞質(zhì),(一)轉(zhuǎn)錄,在_內(nèi)，以DNA的_為_， 按照_的原則合成_的過程。,細(xì)胞核,一條鏈,模板,堿基互補(bǔ)配對(duì),RNA,1.概念：,a. DNA 解旋，以一條鏈為模板合成RNA,b. DNA與RNA的堿基互補(bǔ)配對(duì)：AU ; TA； CG； GC,c. 組成 RNA 的核糖核苷酸一個(gè)個(gè)連接起來,2.場(chǎng)所：,細(xì)胞核,4.條件：,模板：DNA的一條鏈,酶： 解旋酶、RNA聚合酶等,原料：四種核糖核苷酸,能量： ATP,形成一條mRNA,這樣：DNA上的遺傳信息就傳遞到mRNA上,3.過程：,5.結(jié)果：,（1）DNA的兩條鏈都能轉(zhuǎn)錄嗎？ （2）DNA鏈完全解開嗎？ （3）在轉(zhuǎn)錄過程中堿基互補(bǔ)配對(duì)原則有什么特殊 情況？,AU、TA、 GC、 CG,6.轉(zhuǎn)錄與復(fù)制的比較：,主 要 在 細(xì) 胞 核 內(nèi),完全解旋,只解有遺傳效應(yīng)的片段,親代DNA的兩條鏈 均為模板,DNA的一條鏈上的某片段為模板,解旋酶、DNA聚合酶等,ATP,AT GC,AU GC,四種脫氧核苷酸,四種核糖核苷酸,兩個(gè)子代DNA,mRNA,解旋酶、RNA聚合酶等,在細(xì)胞質(zhì)中,以mRNA為模板,合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。,（二）翻譯,思考：,組成蛋白質(zhì)的氨基酸： 信使RNA的堿基：,4種堿基如何決定蛋白質(zhì)的20種氨基酸呢？,20種,4種,如果1個(gè)堿基決定1個(gè)氨基酸就只能決定_種，即,如果3個(gè)堿基決定1個(gè)氨基酸就可決定_種，即,如果2個(gè)堿基決定1個(gè)氨基酸就只能決定_種，即,4,16,64,決定氨基酸的密碼子共有多少種？,氨基酸有多少種?,1.20種氨基酸的密碼子,2.遺傳密碼的特點(diǎn)：,a、有64個(gè)密碼子，只有61個(gè)為決定氨基酸的密碼子， 3個(gè)為終止密碼；,b、密碼子AUG既是甲硫氨酸的密碼子，又是起始密碼,c、每個(gè)氨基酸可以有一個(gè)或多個(gè)的密碼子；,d、在生物界，從病毒到人類的所有生物共用一套密碼 子，說明生物彼此之間親緣關(guān)系。,翻譯,細(xì)胞核,細(xì)胞質(zhì),氨基酸,3.轉(zhuǎn)運(yùn)RNA（tRNA）的結(jié)構(gòu)和功能：,U,A,U,反密碼子,三個(gè)堿基,識(shí)別：堿基 互補(bǔ)配對(duì),異亮氨酸,4.翻譯的過程：,多肽鏈,翻譯小結(jié),定義：游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸，以mRNA為模板合 成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。,原料：_,多種氨基酸,場(chǎng)所：_,過程：_,細(xì)胞質(zhì)中的核糖體,起始、延伸、終止,模板：_,產(chǎn)物：_,遺傳信息傳遞方向：_,mRNA,多肽鏈,mRNA,蛋白質(zhì),DNA(基因),轉(zhuǎn)錄,翻譯,基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的過程,信息流：遺傳信息沿一定方向的流動(dòng)。,轉(zhuǎn)錄,DNA,RNA,翻譯,蛋白質(zhì),（克里克）,四、中心法則的提出,及其發(fā)展,逆轉(zhuǎn)錄,DNA復(fù)制,RNA復(fù)制,強(qiáng)調(diào)：,逆轉(zhuǎn)錄和RNA復(fù)制過程只會(huì)發(fā)生在RNA病毒的遺傳信息流動(dòng)過程中！,五、基因?qū)π誀钸z傳的控制作用,直接控制作用,結(jié)構(gòu)基因,控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu),控制酶的合成,控制性狀,間接控制作用,控制酪氨酸酶的基因異常,酪氨酸酶不能正常合成,酪氨酸不能正常轉(zhuǎn)化為黑色素,缺乏黑色素表現(xiàn)為白化病, 基因通過控制_合成來控制代謝過程，進(jìn)而控 制生物體的_,酶的,性狀,間接控制, 基因還能通過控制蛋白質(zhì)的_而_ 控制生物體的_,結(jié)構(gòu),直接,性狀,直接控制,編碼血紅蛋白的 基因中一個(gè)堿基變化,紅細(xì)胞成鐮刀型,容易破裂，患溶血性貧血,血紅蛋白的異常,如：,1、DNA、RNA的堿基和氨基酸的數(shù)量關(guān)系,結(jié)論:,基因的堿基 ,信使RNA的堿基 ,氨基酸 =,6 ,3 ,1,小結(jié),例題、設(shè)控制某含a條肽鏈的蛋白質(zhì)合成的基因含X個(gè)堿基 對(duì)，氨基酸的平均分子量為Y，則該蛋白質(zhì)的分子量 約為 A. B. C. D.,2、遺傳信息、遺傳密碼和反密碼子的區(qū)別,遺傳信息：DNA（或基因）中脫氧核苷酸 的排列順序。,遺傳密碼（密碼子）：信使RNA上3個(gè)相鄰 的堿基。,反密碼子：信使RNA上3個(gè)相鄰的堿基。,3、密碼子共有多少種？決定氨基酸的密碼子有多少種？tRNA有多少種?,密碼子共有64種,決定氨基酸的密碼子有61種,tRNA有61種,4、中心法則及其發(fā)展中遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則的過程有哪些？,DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯、逆轉(zhuǎn)錄和RNA復(fù)制,遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則的場(chǎng)所有哪些？,細(xì)胞核、葉綠體、線粒體、核糖體,5、同一個(gè)體不同的體細(xì)胞中DNA是否一樣？RNA呢？蛋白質(zhì)呢？,同一個(gè)體不同的體細(xì)胞中DNA是一樣的。因?yàn)檫@些題細(xì)胞都來自于受精卵的有絲分裂。,但由于不同的細(xì)胞承擔(dān)不同的功能，所以基因會(huì)進(jìn)行選擇性表達(dá)，導(dǎo)致這些細(xì)胞中的