高中生物-基因的表達課件

基因控制生物性狀指導合成蛋白質(zhì)體現(xiàn)者基因指導蛋白質(zhì)合成的過程，叫基因的表達。問題：基因是怎樣指導蛋白質(zhì)的合成呢？基因的表達膚色眼皮單雙血型基因有遺傳效應的DNA片段控制生物性狀在染色體上呈線性排列基因1.DNA主要存在哪里？2.蛋白質(zhì)在哪里合成？DNA主要在細胞核蛋白質(zhì)的合成在細胞質(zhì)進行指導通過RNA問題：為什么RNA適于作DNA的信使？DNARNA基本單位五碳糖含N堿基單雙鏈？分子大小脫氧核苷酸脫氧核糖A、T、G、C雙鏈核糖核苷酸核糖A、U、G、C單鏈很大比較小RNA和DNA的比較核糖與脫氧核糖構(gòu)成人體的核酸有兩種，構(gòu)成人體核酸的基本單位－－核苷酸有（）A.2種B.4種C.5種D.8種D問題：DNA的遺傳信息是怎樣傳給mRNA的呢？AG

T

AC

AA

A

T

AGCUGACGGUUUDNA游離的核糖核苷酸以DNA的一條鏈為模板合成RNAAG

T

AC

AA

A

T

AGCGAGGUUUU

C組成

RNA的核糖核苷酸一個個連接起來AG

T

AC

AA

A

T

AGCGACGGUUUUAG

T

AC

AA

A

T

GCGACGGUUUUAAG

T

AC

AA

A

T

GCGACGUUGUUAAG

T

AC

AA

A

T

GCGACGUGUUAUAG

T

AC

AA

A

T

GCGACGGUUAUUAAG

T

AC

AA

A

T

GCGCGGUUAUUAUAG

T

AC

AA

A

T

GGCGGUUAUUAUC形成的

mRNA鏈，DNA上的遺傳信息就傳遞到mRNA上RNADNAAG

T

AC

AA

A

T

UCAUGAUUAmRNA

細胞質(zhì)

細胞核

核孔DNAmRNA在細胞核中合成1、轉(zhuǎn)錄與DNA復制有什么共同之處？這對保證遺傳信息的準確轉(zhuǎn)錄有什么意義？2、轉(zhuǎn)錄成的RNA的堿基序列，與作為模板的DNA單鏈的堿基序列有哪些異同？與該DNA的另一條鏈的堿基序列有哪些異同？問題：以DNA為模板轉(zhuǎn)錄RNA的圖解1.遺傳信息的轉(zhuǎn)錄：在細胞核中，以DNA的一條鏈為模板，按照堿基互補配對的原則合成RNA的過程，叫做轉(zhuǎn)錄。練習：1、mRNA上有25％的腺嘌呤，35％的尿嘧啶，則轉(zhuǎn)錄該mRNA的DNA分子上腺嘌呤占堿基總數(shù)的（）A50％B25％C30％D35％C2、煙草、煙草花葉病毒中，所含的核苷酸種類和堿基種類各有多少？煙草中的核苷酸種類有8種，堿基種類有5種。煙草花葉病毒中所含的核苷酸種類有4種，堿基種類有4種。UCAUGAUUAmRNA

細胞質(zhì)細胞質(zhì)中的mRNAmRNA：堿基的數(shù)量排列順序種類蛋白質(zhì)：氨基酸的數(shù)量排列順序種類決定決定決定?種?種4種20種討論：一個氨基酸的編碼至少需要多少個堿基才能夠決定20種不同的氨基酸？三個堿基決定一個氨基酸，43=64UCAUGAUUAmRNA

密碼子

密碼子

密碼子

密碼子：mRNA上決定氨基酸的三個相鄰的堿基密碼子UUAGAUAUCmRNA密碼子表1、有3個終止密碼，沒有對應的氨基酸，所以，在64個遺傳密碼中，能決定氨基酸的遺傳密碼子只有61個。2、通用性：地球上幾乎所有的生物共用一套密碼子表。3、簡并性：一種氨基酸有兩種以上的密碼子的情況。在一定程度上能防止由于堿基的改變而導致的遺傳信息的改變。問題：氨基酸是怎樣運送到核糖體上的呢？遺傳密碼的特性：tRNA的結(jié)構(gòu)示意圖AUGGAUAUCmRNA？甲硫氨酸CUA反密碼子核糖體蛋白質(zhì)的合成示意圖一個mRNA分子上結(jié)合多個核糖體，同時合成多條肽鏈游離在細胞質(zhì)中的各種氨基酸就以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。叫做翻譯。2、遺傳信息的翻譯場所：產(chǎn)物：模板：原料：條件：細胞質(zhì)（核糖體）mRNA蛋白質(zhì)氨基酸ATP、酶、轉(zhuǎn)運RNA（tRNA）堿基互補配對：G－C、C－G、U－A、A－U遺傳信息流動：mRNA蛋白質(zhì)翻譯DNA的遺傳信息mRNA的遺傳信息蛋白質(zhì)的氨基酸排列順序轉(zhuǎn)錄翻譯數(shù)量n3n6n小結(jié)A密碼子精氨酸氨基酸轉(zhuǎn)運RNAG信使RNAGGDNA雙鏈CCCAAT

C

GU

C

G1、根據(jù)在蛋白質(zhì)生物合成中遺傳信息傳遞的規(guī)

律，在下面表格數(shù)碼中填入相應的字母：2.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)是()A．198個B．199個C．200個D．201個B

基因中堿基數(shù)：mRNA中堿基數(shù)：蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)＝6：3：1練習練習3、某DNA片段所轉(zhuǎn)錄的mRNA中U%＝28%，A%＝18%，則整個DNA片段中T%和G%分別占（）。A.46%,54%B.23%,27%C.27%,23%D.46%,27%BA1T2T1A2G1C1C2G212(A1＋T1)%=(A2+T2)%=(A總+T總)%(G1＋C1)%=(G2+C2)%=(G總+C總)%AmUmGmCmmRNA=(Am+Um)%=(Gm+Cm)%你能根據(jù)基因指導蛋白質(zhì)的合成過程畫一張流程圖嗎？DNARNA蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄翻譯中心法則1、1965年，科學家在RNA病毒里發(fā)現(xiàn)了一種

RNA復制酶，像DNA復制酶能對DNA進行復制一樣，RNA復制酶能對RNA進行復制。2、1970年，科學家在致癌的RNA病毒中發(fā)現(xiàn)

逆轉(zhuǎn)錄酶，它能以RNA為模板合成DNA。發(fā)展資料分析艾滋病病毒侵染人體淋巴細胞及其繁殖過程的圖解3、1982年，科學家發(fā)現(xiàn)瘋牛病是由一種結(jié)構(gòu)異常的蛋白質(zhì)在腦細胞內(nèi)大量增殖引起的。這種因錯誤折疊而形成的結(jié)構(gòu)異常的蛋白質(zhì)，可能促使與其具有相同氨基酸序列的蛋白質(zhì)發(fā)生同樣的折疊錯誤，從而導致大量結(jié)構(gòu)異常的蛋白質(zhì)形成。DNA發(fā)展蛋白質(zhì)RNA轉(zhuǎn)錄翻譯逆轉(zhuǎn)錄中心法則下圖所示的過程，正常情況下在動植物細胞中都不可能發(fā)生的是（

）

A、①② B、③④⑥

C、⑤⑥D(zhuǎn)、②④

B練習冊P40如圖所示，在A、B、C、D四支試管內(nèi)各加入一定的原料，四個試管內(nèi)都有物質(zhì)生成，請回答：。中心法則DNA發(fā)展蛋白質(zhì)RNA決定性狀表現(xiàn)性狀基因是有遺傳效應的DNA片斷轉(zhuǎn)錄翻譯逆轉(zhuǎn)錄第2節(jié)

基因?qū)π誀畹目刂苹蚩刂菩誀钍峭ㄟ^控制蛋白質(zhì)的合成來實現(xiàn)的，你能否從基因的角度來解釋下面的現(xiàn)象呢?蔗糖淀粉淀粉分支酶基因豌豆的圓粒與皺粒是一對相對性狀這是怎么產(chǎn)生的呢？DNA中插入了一段外來的DNA序列，打亂了編碼淀粉分支酶的基因白化病

白化病是一種較常見的皮膚及其附屬器官黑色素缺乏所引起的疾病。這類病人通常是全身皮膚、毛發(fā)、眼睛缺乏黑色素，表現(xiàn)出怕光等行為人的白化病酪氨酸黑色素酪氨酸酶基因異常（正常人）基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀結(jié)論1：鐮刀型貧血癥患者的紅細胞正常紅細胞鐮刀型細胞貧血癥

控制血紅蛋白形成的基因中一個堿基對變化血紅蛋白的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化紅細胞呈鐮刀狀囊性纖維病CFTR基因缺失了3個堿基結(jié)構(gòu)蛋白(CFTR蛋白)異常，導致功能異?；颊咧夤軆?nèi)黏液增多黏液清除困難，細菌繁殖，肺部感染基因通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀結(jié)論2以上都是單個基因?qū)ι镄誀畹目刂剖聦嵣线€存在多個基因共同控制一種性狀的可能。人的身高可能是由多個基因決定的。后天營養(yǎng)和鍛煉也很重要。生物體性狀的多基因因素DNA除了存在于細胞核里還存在于細胞質(zhì)的線粒體和葉綠體，所以就有細胞質(zhì)基因，這些基因上的遺傳病只能通過母親遺傳給后代細胞質(zhì)基因細胞核基因存在部位是否與蛋白質(zhì)結(jié)合基因數(shù)量遺傳方式葉綠體、線粒體細胞核中否，DNA分子裸露與蛋白質(zhì)合成為染色體少多母系遺傳遵循孟德爾遺傳規(guī)律細胞質(zhì)基因與細胞核基因的區(qū)別

同一株水毛茛，裸露在空氣中的葉和浸在水中的葉，表現(xiàn)出了兩種不同的形態(tài)。

▲討論：1.這兩種葉形有什么區(qū)別？

水中的葉比空氣中的葉要狹小細長一些2.這兩種形態(tài)的葉，其細胞的基因組成一樣嗎？

一樣

為什么細胞的基因組成相同，而性狀卻表現(xiàn)出明顯不同？生物體性狀是基因與環(huán)境共同作用甜豌豆的紫花對白花是一對相對性狀，由非同源染色體上的兩個相對基因共同控制，只有當同時存在兩個顯性基因（A和B）時，花中的紫色素才能合成，下列說法正確的是（）A．一種性狀只能由一種基因控制B．生物體的性狀完全由基因控制C．每種性狀都是由兩個基因控制的D．基因之間存在著相互作用D第3節(jié)

遺傳密碼子的破譯問題探討

我們知道了核酸中的堿基序列就是遺傳信息，翻譯實際上就是將mRNA中的堿基序列翻譯為蛋白質(zhì)的氨基酸序列，那么堿基序列與氨基酸序列是如何對應的呢？遺傳密碼的試拼與閱讀方式的探索

1954年科普作家伽莫夫G.Gamor對破譯密碼首先提出了挑戰(zhàn)。當年，他在《自然Nature》雜志首次發(fā)表了遺傳密碼的理論研究的文章，指出三個堿基編碼一個氨基酸。遺傳密碼的試拼與閱讀方式的探索

接下來，人們不禁又要問在三聯(lián)體中的每個堿基作為信息只讀一次還是重復閱讀呢？以重疊和非重疊方式閱讀DNA序列會有什么不同呢？以重疊和非重疊的方式閱讀DNA序列

遺傳密碼的試拼與閱讀方式的探索

當圖中DNA的第三個堿基(T)發(fā)生改變時,如果密碼是非重疊的,這一改變將影響______個氨基酸,如果是重疊的又將影響________個氨基酸。13在圖中DNA的第三個堿基(T)后插入一個堿基A,如果密碼是非重疊的,這一改變將影響_____個氨基酸,如果密碼是重疊的,又將影響______個氨基酸。33思考:遺傳密碼子的驗證（克里克的實驗）

1961年,克里克對T4噬菌體DNA上的一個基因進行處理，使DNA增加或減少堿基。通過這樣的方法他們發(fā)現(xiàn)加入或減少1個和2個堿基都會引起噬菌體突變，無法產(chǎn)生正常功能的蛋白質(zhì)，而加入或減少3個堿基時卻可以合成正常功能的蛋白質(zhì)。這只能解釋為：遺傳密碼中3個堿基編碼1個氨基酸。為什么會這樣呢？請比較分析下圖:插入___個堿基對原有氨基酸序列影響最小.GGTTCGCACGCTTTGAGC插一個堿基GGTATCGCACGCTTTGAGC插二個堿基GGTAATCGCACGCTTTGAGC插三個堿基GGTAAATCGCACGCTTTGAGC3進一步分析上圖:減少___個堿基對原有氨基酸序列影響最小。3

克里克是第一個用實驗證明遺傳密碼中3個堿基編碼1個氨基酸的科學家。這個實驗還同時表明:遺傳密碼從一個固定的起點開始,以非重疊的方式閱讀,編碼之間沒有分隔符。遺傳密碼對應規(guī)則的發(fā)現(xiàn)

1961-1962年，尼倫伯格（M.W.Nirenberg，1927～）和馬太（H.Matthaei）的實驗：遺傳密碼對應規(guī)則的發(fā)現(xiàn)

這一結(jié)果不僅證實了無細胞系統(tǒng)的成功，同時還表明UUU是苯丙氨酸的密碼子。這是第一個遺傳密碼子被破譯。尼倫伯格的實驗巧妙之處在于利用無細胞系統(tǒng)進行體外合成蛋白質(zhì)，他這富有創(chuàng)新的實驗方法為他帶來了重大的成功！遺傳密碼對應規(guī)則的發(fā)現(xiàn)

在接下來的六七年里，科學家沿著體外合成蛋白質(zhì)的思路，不斷地改進實驗方法，破譯出了全部的密碼子，并編制出了密碼子表。這項工作成為生物學史上的一個偉大的里程碑！為人類探索和提示生命的本質(zhì)的研究向前邁進一大步，為后面分子遺傳生物學的發(fā)展有著重要的推動作用。

小結(jié)：1954年科普作家伽莫夫用數(shù)學的方法推斷3個堿基編碼一個氨基酸。1961年克里克第一個用T4噬菌體實驗證明了遺傳密碼中3個堿基編碼一個氨基酸。1961年尼倫伯格和馬太利用無細胞系統(tǒng)進行體外合成破譯了第一個遺傳密碼。1969年科學家們破譯了全部的密碼。小結(jié)：

我們注意整個破譯過程中科學家思維的變化，伽莫夫通過數(shù)學的排列組合的計算來推測密碼子是由三個堿基組成的，克里克則是巧妙地設計實驗，使DNA增加或減少堿基的方法從實驗上證明了伽莫夫的三聯(lián)體密碼子的推測，