高中生物人教版必修二第4章：《基因的表達》總結課件 (1)

1、從分子角度分析為什么子女從分子角度分析為什么子女長的長的或多或少像父母呢或多或少像父母呢?1.子女從父母中獲得了子女從父母中獲得了染色體染色體（或者（或者DNA）。）。2.DNA中的中的遺傳信息遺傳信息在子女中在子女中表達表達了出來。了出來。 第四章第四章 基因的表達基因的表達1.基因概念的由來：基因概念的由來：1919世紀中葉，孟德爾通過植物的雜交試驗認識到，生物的世紀中葉，孟德爾通過植物的雜交試驗認識到，生物的每一個性狀都是通過每一個性狀都是通過遺傳因子遺傳因子來實現(xiàn)的。來實現(xiàn)的。2020世紀初，遺傳學家約翰森將遺傳因子正式命名為基因。世紀初，遺傳學家約翰森將遺傳因子正式命名為基因。并標明

2、基因一詞用來表示遺傳的獨立單位。并標明基因一詞用來表示遺傳的獨立單位。2020世紀世紀5050年代，沃森年代，沃森 . .克里克提出克里克提出DNADNA分子雙螺旋結構理論，分子雙螺旋結構理論，證明了基因的化學本質是證明了基因的化學本質是DNADNA，基因是有遺傳效應的，基因是有遺傳效應的DNADNA片段。片段。2020世紀世紀3030年代，由于摩爾根等人的工作，指出年代，由于摩爾根等人的工作，指出基因是染色體基因是染色體上的遺傳單位上的遺傳單位，每個基因有自己的位置，并成，每個基因有自己的位置，并成線性排列線性排列，從，從而證明基因是一種物質，同時把基因看成是不可分割的最小而證明基因是一種物

3、質，同時把基因看成是不可分割的最小單位。單位。2、基因、基因、DNA和染色體的關系：和染色體的關系：染色體染色體DNA基因基因1、染色體主要由、染色體主要由DNA和蛋白質組和蛋白質組成；成；一般情況下，每個染色體含有一般情況下，每個染色體含有一個一個DNA分子。分子。2、 基因是有遺傳效應的基因是有遺傳效應的DNA片段，片段，每個每個DNA上有上有許多許多個基因個基因3 3、染色體為基因的主要載體；、染色體為基因的主要載體； 基因在染色體上呈基因在染色體上呈線性線性排列。排列。染色體、染色體、DNA、基因、脫氧核苷酸的關系：、基因、脫氧核苷酸的關系：染色體染色體DNA基因基因脫氧核苷酸脫氧核苷

4、酸1.傳遞遺傳信息功能傳遞遺傳信息功能2.表達遺傳信息功能表達遺傳信息功能親代信息親代信息 子代信息子代信息 子代性狀子代性狀 復制復制 表達表達有性生殖有性生殖個體發(fā)育個體發(fā)育細胞核細胞核核糖體核糖體細胞質細胞質 問題問題 DNA能否直接控制能否直接控制蛋白質的合成？為什么？蛋白質的合成？為什么？RNADNA問題：為什么問題：為什么RNA適于作適于作DNA的信使？的信使？RNA 與與DNA結構的比較：結構的比較：DNARNA結構結構組成基本單位組成基本單位堿基堿基嘌呤嘌呤嘧啶嘧啶五碳糖五碳糖無機酸無機酸規(guī)則的雙螺旋結構規(guī)則的雙螺旋結構脫氧核糖核苷酸脫氧核糖核苷酸腺腺(A)、鳥、鳥(G)嘌呤嘌

5、呤胞胞(C)、胸腺、胸腺(T)嘧啶嘧啶脫氧核糖脫氧核糖磷酸磷酸單鏈結構單鏈結構核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核糖磷酸磷酸腺腺(A)、鳥、鳥(G)嘌呤嘌呤胞胞(C)、尿尿(U)嘧啶嘧啶為什么為什么RNARNA適合做適合做DNADNA的信使呢？的信使呢？ RNARNA一般是一般是_鏈，而且比鏈，而且比 DNA DNA 短，因此能夠通過短，因此能夠通過_，從，從_轉移到轉移到_中。中。 單單核孔核孔細胞核細胞核細胞質細胞質RNARNA的種類的種類信使信使 RNA(mRNA)RNA(mRNA)核糖體核糖體 RNA(rRNA)RNA(rRNA)轉運轉運 RNA(tRNA)RNA(tRNA)DNA主要在主要在細

6、胞核細胞核在細胞質在細胞質中的核糖中的核糖體上進行體上進行媒介：媒介：RNA蛋白質的合成蛋白質的合成指導指導( (一一) )轉錄轉錄在在_內(nèi)，以內(nèi)，以DNADNA的的_為為_， 按照按照_的原則合成的原則合成_的過程。的過程。細胞核細胞核一條鏈一條鏈模板模板堿基互補配對堿基互補配對RNARNA1.概念：概念：DNA轉錄成轉錄成RNAa. DNA a. DNA 解旋解旋，以一條鏈為模板合成，以一條鏈為模板合成RNARNAb. DNA與RNA的的堿基互補配對堿基互補配對：AUAU ; TA ; TA； CGCG； GCGCc. 組成組成 RNA 的核糖核苷酸一個個的核糖核苷酸一個個連接連接起來起來

7、2.場所：場所： 主要在細胞核主要在細胞核4.條件條件： 模板：模板：DNA的的一條鏈一條鏈酶：酶： 解旋酶解旋酶、RNA聚合酶聚合酶等等原料：四種原料：四種核糖核苷酸核糖核苷酸能量：能量： ATP形成一條形成一條mRNA這樣：這樣：DNADNA上的遺傳信息就傳遞到上的遺傳信息就傳遞到mRNAmRNA上上3.過程過程：5.結果：結果：（1 1）DNADNA的兩條鏈都能轉錄嗎？的兩條鏈都能轉錄嗎？（2 2）DNADNA鏈完全解開嗎？鏈完全解開嗎？（3 3）在轉錄過程中堿基互補配對原則有什么特殊）在轉錄過程中堿基互補配對原則有什么特殊 情況？情況？ A AU U、T TA A、 G GC C、 C

8、 CG G在細胞質中在細胞質中, ,以以mRNAmRNA為模板為模板, ,合成具合成具有一定氨基酸順序的蛋白質的過程。有一定氨基酸順序的蛋白質的過程。 （二）翻譯（二）翻譯思考：思考： 組成蛋白質的氨基酸：組成蛋白質的氨基酸： 信使信使RNARNA的堿基：的堿基：4 4種堿基如何決定蛋白質的種堿基如何決定蛋白質的2020種氨基酸呢？種氨基酸呢？2020種種4 4種種mRNA：蛋白質：蛋白質：決定決定決定決定決定決定4種20種U U A G AUA U C密碼子密碼子密碼子密碼子：密碼子：mRNA上決定上決定一個氨基酸的三一個氨基酸的三個相鄰的堿基。個相鄰的堿基。一個堿基決定一個氨基酸只能決定一

9、個堿基決定一個氨基酸只能決定4種：種：411，不行，不行二個堿基決定一個氨基酸只能決定二個堿基決定一個氨基酸只能決定16種種：4216，不行，不行三個堿基決定一個氨基酸只能決定三個堿基決定一個氨基酸只能決定64種種：4364，有余，有余翻譯小結：翻譯小結：定義：游離在細胞質中的各種氨基酸，以定義：游離在細胞質中的各種氨基酸，以mRNAmRNA為模板為模板合合 成具有一定氨基酸順序的蛋白質的過程。成具有一定氨基酸順序的蛋白質的過程。原料：原料：_多種氨基酸多種氨基酸場所：場所：_過程：過程：_細胞質中的核糖體細胞質中的核糖體起始、延伸、終止起始、延伸、終止模板：模板：_產(chǎn)物：產(chǎn)物：_遺傳信息傳遞

10、方向：遺傳信息傳遞方向：_mRNAmRNA多肽鏈多肽鏈mRNAmRNA蛋白質蛋白質信使信使RNARNA上決定一個氨基酸的上決定一個氨基酸的3 3個相鄰的堿基個相鄰的堿基密碼子密碼子: :決定氨基酸的密碼子共有多少種？決定氨基酸的密碼子共有多少種？氨基酸有多少種氨基酸有多少種? ?UCAUG A UUAmRNAmRNA密碼子密碼子密碼子密碼子密碼子密碼子第一個第一個 字母字母第二個字母第二個字母第三個第三個 字母字母UCAGU苯丙氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸 亮氨酸亮氨酸 亮氨酸亮氨酸絲氨酸絲氨酸絲氨酸絲氨酸絲氨酸絲氨酸絲氨酸絲氨酸酪氨酸酪氨酸酪氨酸酪氨酸 終止終止 終止終止半胱氨酸半胱氨酸半胱

11、氨酸半胱氨酸 終止終止 色氨酸色氨酸UCAGC亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸組氨酸組氨酸組氨酸組氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸UCAGA 異亮氨酸異亮氨酸 異亮氨酸異亮氨酸 異亮氨酸異亮氨酸甲硫氨酸（起始）甲硫氨酸（起始）蘇氨酸蘇氨酸蘇氨酸蘇氨酸蘇氨酸蘇氨酸蘇氨酸蘇氨酸天門冬酰胺天門冬酰胺天門冬酰胺天門冬酰胺 賴氨酸賴氨酸 賴氨酸賴氨酸絲氨酸絲氨酸絲氨酸絲氨酸精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸UCAGG纈氨酸纈氨酸纈氨酸纈氨酸纈氨酸纈氨酸纈氨酸纈氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸

12、丙氨酸丙氨酸天門冬氨酸天門冬氨酸天門冬氨酸天門冬氨酸 谷氨酸谷氨酸 谷氨酸谷氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸UCAG1.201.20種氨基酸的密碼子種氨基酸的密碼子2.遺傳密碼的特點：遺傳密碼的特點：a a、有、有6464個密碼子，只有個密碼子，只有6161個為決定氨基酸的個為決定氨基酸的密碼子密碼子， 3 3個為個為終止密碼終止密碼；b b、密碼子、密碼子AUG既是既是甲硫氨酸甲硫氨酸的密碼子，又是的密碼子，又是起始密碼起始密碼c c、每個氨基酸可以有一個或多個的密碼子；、每個氨基酸可以有一個或多個的密碼子；d d、在生物界，從病毒到人類的所有生物共用一套密碼、在生物界，

13、從病毒到人類的所有生物共用一套密碼 子，說明生物彼此之間子，說明生物彼此之間親緣親緣關系。關系。細胞核細胞核核糖體核糖體細胞質細胞質DNAmRNA氨基酸氨基酸3.轉運轉運RNA（tRNA）的結構和功能：）的結構和功能： U AU反密碼子反密碼子氨基酸氨基酸mRNAU GC A U A CCGA U三個堿基三個堿基識別識別：堿基：堿基 互補配對互補配對異亮氨酸異亮氨酸4.翻譯的過程：翻譯的過程：核糖體核糖體核糖體核糖體核糖體核糖體 U A U C G u C U G G G A U A CG G CAAUACAGUCACCGGAUmRNA U A C C G u G G A C U G多肽鏈多肽

14、鏈5.轉錄與復制的比較：轉錄與復制的比較：復制復制轉錄轉錄場所場所解旋解旋模板模板酶酶能量能量原則原則原料原料產(chǎn)物產(chǎn)物主主 要要 在在 細細 胞胞 核核 內(nèi)內(nèi)完全完全解旋解旋只解有只解有遺傳效應遺傳效應的片段的片段親代親代DNA的的兩條兩條鏈鏈 均為模板均為模板DNA的的一條一條鏈上的某鏈上的某片段片段為模板為模板解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶等聚合酶等ATPAT GC AU GC四種脫氧核苷酸四種脫氧核苷酸四種核糖核苷酸四種核糖核苷酸兩個子代兩個子代DNAm mRNA解旋酶、解旋酶、RNARNA聚合酶等聚合酶等DNA(DNA(基因基因) )蛋白質蛋白質RNARNA轉錄轉錄翻譯翻譯基基因因

15、指指導導蛋蛋白白質質合合成成的的過過程程信息流：遺傳信息沿一定方向的流動。信息流：遺傳信息沿一定方向的流動。轉錄轉錄DNADNARNARNA翻譯翻譯蛋白質蛋白質（克里克）（克里克）四、中心法則的提出四、中心法則的提出及其發(fā)展及其發(fā)展逆轉錄逆轉錄DNA復制復制RNA復制復制強調(diào)強調(diào)：逆轉錄和逆轉錄和RNA復制復制過程只會發(fā)生在過程只會發(fā)生在RNA病毒病毒的遺傳信息流動過程中！的遺傳信息流動過程中！直接控制作用直接控制作用結構基因結構基因控制蛋白質的結構控制蛋白質的結構控制酶的合成控制酶的合成控制性狀控制性狀間接控制作用間接控制作用1 1、豌豆的圓粒和皺粒、豌豆的圓粒和皺粒淀粉分支酶基因正常淀粉分

16、支酶基因正常淀粉分支酶淀粉分支酶正常合成正常合成蔗糖合成淀粉，淀粉含量升高蔗糖合成淀粉，淀粉含量升高淀粉含量高，有效保留水分，豌淀粉含量高，有效保留水分，豌豆顯得圓鼓鼓（性狀：圓粒）豆顯得圓鼓鼓（性狀：圓粒） DNA DNA中插入了一段外來的中插入了一段外來的DNADNA序列，序列，破壞了淀粉分支酶基因的結構破壞了淀粉分支酶基因的結構淀粉分支酶淀粉分支酶不能正常合成不能正常合成蔗糖不能合成淀粉，蔗糖含量升高蔗糖不能合成淀粉，蔗糖含量升高淀粉含量低的豌豆由于失水而顯得皺淀粉含量低的豌豆由于失水而顯得皺縮（性狀：皺粒）縮（性狀：皺粒）基因、蛋白質、性狀的關系基因、蛋白質、性狀的關系淀粉分支酶淀粉分

17、支酶 基因基因控制酪氨酸酶形成的基因異?？刂评野彼崦感纬傻幕虍惓＠野彼崦覆荒芾野彼崦覆荒苷：铣烧：铣衫野彼岵荒苻D化成黑色素酪氨酸不能轉化成黑色素缺乏黑色素而表現(xiàn)為白化病缺乏黑色素而表現(xiàn)為白化病2 2、白化病、白化病控制酪氨酸酶形成的基因正常控制酪氨酸酶形成的基因正常酪氨酸酶酪氨酸酶正常合成正常合成酪氨酸正常轉化成黑色素酪氨酸正常轉化成黑色素表現(xiàn)正常表現(xiàn)正?？刂评野彼崦傅幕虍惓？刂评野彼崦傅幕虍惓＠野彼崦覆荒芾野彼崦覆荒苷：铣烧：铣衫野彼岵荒苷＠野彼岵荒苷＾D化為黑色素轉化為黑色素缺乏黑色素表現(xiàn)缺乏黑色素表現(xiàn)為白化病為白化病 基因通過控制基因通過控制_合成來控制代謝過程，進而控合

18、成來控制代謝過程，進而控 制生物體的制生物體的_酶的酶的性狀性狀間接控制間接控制CFTRCFTR基因缺失了三個堿基基因缺失了三個堿基( (堿基缺失堿基缺失) )CFTRCFTR蛋白缺少一個蛋白缺少一個丙苯氨酸丙苯氨酸，結構結構異異常，導致功能異常常，導致功能異?；颊咧夤軆?nèi)黏液增多患者支氣管內(nèi)黏液增多黏液清除困難，細菌繁殖，肺部感染黏液清除困難，細菌繁殖，肺部感染3 3、囊性纖維病、囊性纖維病控制血紅蛋白形成基因的控制血紅蛋白形成基因的一個堿基一個堿基發(fā)生變化。（堿基替換）發(fā)生變化。（堿基替換）血紅蛋白的血紅蛋白的結構結構發(fā)生變化發(fā)生變化紅細胞呈鐮刀狀紅細胞呈鐮刀狀紅細胞容易破裂，患溶血性貧血

19、紅細胞容易破裂，患溶血性貧血4 4、鐮刀型貧血癥、鐮刀型貧血癥控制控制蛋白質分子的結構蛋白質分子的結構來直接控來直接控制生物的性狀。制生物的性狀。 基因還能通過控制蛋白質的基因還能通過控制蛋白質的_而而_ 控制生物體的控制生物體的_結構結構直接直接性狀性狀直接控制直接控制編碼血紅蛋白的編碼血紅蛋白的 基因中一個堿基變化基因中一個堿基變化紅細胞成鐮刀型紅細胞成鐮刀型容易破裂，患溶血性貧血容易破裂，患溶血性貧血血紅蛋白的異常血紅蛋白的異常如：如：結論結論:C G TGCAC A TG C A C TG G TADNA谷氨酸谷氨酸組氨酸組氨酸精氨酸精氨酸氨基酸氨基酸C G UGGAC A UmRNA

20、G C A C U G G U AtRNA遺傳信息遺傳信息遺傳密碼遺傳密碼反密碼子反密碼子氨基酸序列氨基酸序列基因的堿基基因的堿基 信使信使RNARNA的堿基的堿基 氨基酸氨基酸 = =6 3 1信息鏈信息鏈例題、設控制某含例題、設控制某含a a條肽鏈的蛋白質合成的基因含條肽鏈的蛋白質合成的基因含X X個堿個堿基基 對，氨基酸的平均分子量為對，氨基酸的平均分子量為Y Y，則該蛋白質的分子量，則該蛋白質的分子量 約為約為 A. B.A. B. C. D. C. D.aXXY181632XXY631183 ax1833 aXYX2、遺傳信息、遺傳密碼和反密碼子的區(qū)別、遺傳信息、遺傳密碼和反密碼子的

21、區(qū)別遺傳信息：遺傳信息：DNA（或基因）（或基因）中脫氧核苷酸中脫氧核苷酸的排列順序。的排列順序。遺傳密碼（密碼子）：遺傳密碼（密碼子）：信使信使RNA上上3個相鄰個相鄰 的堿基。的堿基。反密碼子：反密碼子：信使信使RNA上上3個相鄰的堿基。個相鄰的堿基。3、密碼子共有多少種？決定氨基酸的密碼子有、密碼子共有多少種？決定氨基酸的密碼子有多少種？多少種？tRNA有多少種有多少種?密碼子共有密碼子共有64種種決定氨基酸的密碼子有決定氨基酸的密碼子有61種種tRNA有有61種種4、中心法則及其發(fā)展中遵循堿基互補配對原則、中心法則及其發(fā)展中遵循堿基互補配對原則的過程有哪些？的過程有哪些？DNA復制、轉

22、錄、翻譯、復制、轉錄、翻譯、逆轉錄和逆轉錄和RNA復制復制DNADNA轉錄轉錄翻譯翻譯蛋白質蛋白質逆轉錄逆轉錄RNARNA遵循堿基互補配對原則的場所有哪些？遵循堿基互補配對原則的場所有哪些？細胞核、葉綠體、線粒體、核糖體細胞核、葉綠體、線粒體、核糖體5、同一個體不同的體細胞中、同一個體不同的體細胞中DNA是否一樣？是否一樣？RNA呢？蛋白質呢？呢？蛋白質呢？v同一個體不同的體細胞中同一個體不同的體細胞中DNA是一樣的。因是一樣的。因為這些題細胞都來自于受精卵的有絲分裂。為這些題細胞都來自于受精卵的有絲分裂。v但由于不同的細胞承擔不同的功能，所以但由于不同的細胞承擔不同的功能，所以基因基因會進行

23、會進行選擇性表達選擇性表達，導致這些細胞中的，導致這些細胞中的RNA和和蛋白質會有差異！蛋白質會有差異！比如血紅蛋白基因和胰島素基因存在于所有體細胞中，比如血紅蛋白基因和胰島素基因存在于所有體細胞中，但血紅蛋白基因只會在紅細胞中表達，胰島素基因但血紅蛋白基因只會在紅細胞中表達，胰島素基因只會在胰島只會在胰島B細胞中表達！細胞中表達！6、人、噬菌體、煙草花葉病毒和肺炎、人、噬菌體、煙草花葉病毒和肺炎雙球菌中分別有雙球菌中分別有 種核苷酸？種核苷酸？有有 種堿基？種堿基？ 有有 種五碳糖？種五碳糖？8 8、4 4、4 4、8 85 5、4 4、4 4、5 52 2、1 1、1 1、2 2A密碼子密

24、碼子精氨酸精氨酸氨基酸氨基酸轉運轉運RNAG信使信使RNAGGDNA雙鏈雙鏈CCCAAT C GU C G作作 業(yè)業(yè) 題題DNA的堿基數(shù)：的堿基數(shù)：mRNA的堿基數(shù)：蛋白質中氨基酸數(shù)的堿基數(shù)：蛋白質中氨基酸數(shù) 說明：因為基因中存在有終止密碼子等片段，實際上基因（說明：因為基因中存在有終止密碼子等片段，實際上基因（DNA）上）上所含有的堿基數(shù)要大于所含有的堿基數(shù)要大于6n,或氨基酸數(shù)目小于或氨基酸數(shù)目小于n。因此一般題目中帶有。因此一般題目中帶有“至至少少”或或“最多最多”字樣。字樣。nDNA3n3n3n2. 某基因中含有某基因中含有1200個堿基，則由它控制合成的一條肽鏈的最多含有肽鍵的個數(shù)個

25、堿基，則由它控制合成的一條肽鏈的最多含有肽鍵的個數(shù)是是 ( ) A198個個 B199個個 C200個個 D201個個 6 : 3 : 1B3 3、由、由n n個堿基組成的基因，控制合成由個堿基組成的基因，控制合成由1 1條多肽鏈組條多肽鏈組成的蛋白質，氨基酸的平均分子量為成的蛋白質，氨基酸的平均分子量為a a，則該蛋白質，則該蛋白質的分子量最大為（的分子量最大為（ ） A Ana/6na/6 B Bna/3-18na/3-18（n/3-1n/3-1） C Cna-18(n-1)na-18(n-1) D Dna/6-18(n/6-1)na/6-18(n/6-1)4、編碼、編碼20種氨基酸的密碼

26、子有多少種（種氨基酸的密碼子有多少種（ ）A、20 B、61 C、64 D、45、某、某DNA分子中分子中S片段含有片段含有360個堿基，問由該片個堿基，問由該片段所控制合成多肽鏈中，最多有多少種氨基酸（段所控制合成多肽鏈中，最多有多少種氨基酸（ ）A、120 B、60 C、360 D、20DBD 6、一個雙鏈、一個雙鏈DNA分子中堿基分子中堿基A占占30%，其轉錄成的信使，其轉錄成的信使RNA上的上的U為為35%，則信使，則信使RNA上的堿基上的堿基A為（為（ ）A、30% B、35% C、40% D、25%DNA雙鏈信息：雙鏈信息：A = T G = C DNA1： A 1 T 1 G1 C1 DNA2： A 2 T 2 G2 C2mRNA： Am U m Gm CmA+TA+TA+T+G+CA+T+G+CA A1 1 +T +T1 1 +G +G1 1 +C +C1 1A A1 1 +T +T1 1= =A A2 2 +T +T2 2 +G +G2 2 +C +C2 2A A2 2 +T +T2 2= =G+CG+CA+T+G+CA+T+G+C= = =A A1 1 +T +T1