基因的表达理科课件

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1、基因的表达理科基因的表达理科三三 基因的表达基因的表达基因的表达理科基因的表达理科问题一：问题一：在现实生活中，我们能不能像电影在现实生活中，我们能不能像电影侏罗纪公园侏罗纪公园中描述的那样，利用恐龙的中描述的那样，利用恐龙的DNA，使恐龙复活呢？，使恐龙复活呢？问题二：问题二：如果能利用恐龙的如果能利用恐龙的DNA使恐龙复活，你认为主要使恐龙复活，你认为主要要解决什么问题？要解决什么问题？电影电影侏罗纪公园侏罗纪公园中恐龙复活的场景中恐龙复活的场景基因的表达理科基因的表达理科第四章的章第四章的章图图 请同学们阅读章图中的文字和图解，你们看懂请同学们阅读章图中的文字和图解，你们看懂了什么，又产

2、生了哪些问题。了什么，又产生了哪些问题。基因的表达理科基因的表达理科一一 基因基因肤色肤色眼皮单双眼皮单双血型血型有遗传效应的有遗传效应的DNA片段片段控制生物性状控制生物性状在染色体上呈在染色体上呈线性排列线性排列基因的表达理科基因的表达理科基因的表达理科基因的表达理科+组成成分组成成分基因的表达理科基因的表达理科基因基因控制生物控制生物性状性状蛋白质蛋白质体现者体现者问题：问题：基因是怎样指导蛋白质的合成呢？基因是怎样指导蛋白质的合成呢？基因的表达理科基因的表达理科二二 基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成基因的表达理科基因的表达理科DNA主要在主要在细胞核细胞核蛋白质的合成蛋白质的合

3、成在细胞质在细胞质(核核糖体糖体)进行进行指导指导通过通过RNA问题：问题：2、为什么、为什么RNA适于做适于做DNA的信使呢？的信使呢？1、DNA在细胞核中，而蛋白质合成是在细在细胞核中，而蛋白质合成是在细胞质中进行的，两者如何联系起来的呢？胞质中进行的，两者如何联系起来的呢？基因的表达理科基因的表达理科 如何解读如何解读DNA的信息呢？的信息呢？遗传信息的转录遗传信息的转录1、RNA与与DNA的区别的区别核糖核糖脱氧核糖脱氧核糖基因的表达理科基因的表达理科P P脱氧脱氧核糖核糖T TP P核糖核糖UU尿嘧啶尿嘧啶基因的表达理科基因的表达理科比较比较RNA与与DNA结构的不同结构的不同 比较

4、项目比较项目DNARNA结结 构构基本单位基本单位五碳糖五碳糖含氮碱基含氮碱基功能功能主要存在部位主要存在部位脱氧脱氧(核糖核糖)核苷酸核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸脱氧核糖脱氧核糖核核 糖糖A T C GA U C G通常双链通常双链一般单链一般单链细胞核细胞核细胞质细胞质遗传信息的储存、传遗传信息的储存、传递、表达递、表达基因的表达理科基因的表达理科APCPGPTPGPCPAPDNA RNAUP基因的表达理科基因的表达理科RNA的种类的种类信使信使 RNA mRNA核糖体核糖体 RNA rRNA 转运转运 RNA tRNA 2、RNA的类型的类型基因的表达理科基因的表达理科信使信使RNA（m

5、RNA）：）：转录遗传信息，翻译的转录遗传信息，翻译的 模板，即传递遗传信息的作用。模板，即传递遗传信息的作用。转运转运RNA（t RNA）：）：识别密码子，运输特定识别密码子，运输特定 氨基酸，呈三叶草型结氨基酸，呈三叶草型结构。构。核糖体核糖体RNA（r RNA）：）：核糖体的组成成分。核糖体的组成成分。2、为什么、为什么RNA适于做适于做DNA的信使呢？的信使呢？基因的表达理科基因的表达理科 它也是由基本单位它也是由基本单位核苷酸连接而成，核苷酸连接而成，由核糖、磷酸、碱基共同组成核苷酸，它也能储由核糖、磷酸、碱基共同组成核苷酸，它也能储存遗传信息。存遗传信息。在在RNA与与DNA的关系

6、中，也遵循的关系中，也遵循“碱基互碱基互补配对原则补配对原则”，因，因RNA中没有中没有T，DNA中没有中没有U，所以当所以当RNA与与DNA有关系时，有关系时，U与与A配对。配对。RNA一般是单链，而且比一般是单链，而且比DNA短，因此能短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。3、RNA适于做适于做DNA的信使的原因：的信使的原因：DNA的遗传信息是怎样传给的遗传信息是怎样传给mRNA的呢？的呢？基因的表达理科基因的表达理科转录的定义：转录的定义：转录的场所：转录的场所：转录的模板：转录的模板：转录的原料：转录的原料：转录的条件：转录的条件：转录时的

7、碱基配对转录时的碱基配对转录的产物：转录的产物：4、转录、转录（8）遗传信息传递的方向）遗传信息传递的方向 基因的表达理科基因的表达理科 4、转录、转录转录的定义：转录的定义：在细胞核中，以在细胞核中，以DNA的一的一条链为模板，合成条链为模板，合成mRNA的过程的过程。转录的场所：转录的场所：细胞核细胞核。转录的模板：转录的模板：DNA分子的一条链分子的一条链。转录的原料：转录的原料：四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸。转录的条件：转录的条件：模板、原料、能量、酶模板、原料、能量、酶。转录时的碱基配对：转录时的碱基配对：转录的产物：转录的产物：mRNA。DNARNAA T C GU A G CGC

8、、CG、TA、AU（8 8）遗传信息传递的方向：遗传信息传递的方向：DNAmRNA基因的表达理科基因的表达理科AG T AC A A A T AGCUGACGGUUU转录的过程转录的过程游离的核糖核苷酸游离的核糖核苷酸基因的表达理科基因的表达理科AG T AC A A A T AGCUGACGGUUURNA 聚合酶聚合酶基因的表达理科基因的表达理科AG T AC A A A T AGCGACGGUUU U基因的表达理科基因的表达理科AG T AC A A A T AGCGACGGUUU U基因的表达理科基因的表达理科AG T AC A A A T GCGACGGUUU UA基因的表达理科基因的

9、表达理科AG T AC A A A T GCGACGUUGU UA基因的表达理科基因的表达理科AG T AC A A A T GCGACGUGU UAU基因的表达理科基因的表达理科AG T AC A A A T GCGACGGU UAU U基因的表达理科基因的表达理科AG T AC A A A T GCGACGGU UAU UA基因的表达理科基因的表达理科AG T AC A A A T GCGCGGU UAU UA U基因的表达理科基因的表达理科AG T AC A A A T GGCGGU UAU UA U C基因的表达理科基因的表达理科AG T AC A A A T GGCGGU UAU U

10、A U CmRNA基因的表达理科基因的表达理科1、DNARNA如何转录，特点是什么？如何转录，特点是什么？问题：问题：2、转录的单位是什么？、转录的单位是什么？3、DNA的两条链都能转录吗？的两条链都能转录吗？4、DNA链完全解开吗？链完全解开吗？5、在转录过程中碱基互补配对原、在转录过程中碱基互补配对原 则有什则有什么特殊情况？么特殊情况？基因的表达理科基因的表达理科思考与讨论：思考与讨论：1、转录与、转录与DNA复制有什么共同之处？这对复制有什么共同之处？这对保证遗传信息的准确转录有什么意义？保证遗传信息的准确转录有什么意义？2、转录成的、转录成的RNA的碱基序列，与作为模板的碱基序列，与

11、作为模板的的DNA单链的碱基序列有哪些异同？与该单链的碱基序列有哪些异同？与该DNA的另一条链的碱基序列有哪些异同？的另一条链的碱基序列有哪些异同？基因的表达理科基因的表达理科复复 制制转转 录录场场 所所细胞核细胞核细胞核细胞核解解 旋旋完全解旋完全解旋只解有遗传效应的片段只解有遗传效应的片段模模 板板DNA的两条链的两条链只有只有DNA的一条链的一条链原原 料料四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸酶酶DNA解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶聚合酶RNA聚合酶聚合酶能能 量量ATPATP碱基配对碱基配对AT CG TA GCAU GC TA CG产产 物物子代子代DNAmRNA

12、、tRNA、rRNA小结：小结：基因的表达理科基因的表达理科课堂练习：课堂练习：1构成人体的核酸有两种，构成核酸的基本单构成人体的核酸有两种，构成核酸的基本单位位 核苷酸有多少种？碱基有多少种？核苷酸有多少种？碱基有多少种？A2种种 4种种 B4种种 4种种 C5种种 5种种 D8种种 5种种D 2细胞内与遗传有关的物质，从复杂到简单的结构细胞内与遗传有关的物质，从复杂到简单的结构 层次是层次是 ADNA染色体染色体脱氧核苷酸脱氧核苷酸基因基因 B染色体染色体脱氧核苷酸脱氧核苷酸DNA基因基因 CDNA染色体染色体基因基因脱氧核苷酸脱氧核苷酸 D染色体染色体DNA基因基因脱氧核苷酸脱氧核苷酸D

13、基因的表达理科基因的表达理科3下列哪一组物质是下列哪一组物质是RNA的组成成分的组成成分 A脱氧核糖核酸和磷酸脱氧核糖核酸和磷酸 B脱氧核糖、碱基和磷酸脱氧核糖、碱基和磷酸 C核糖、碱基和磷酸核糖、碱基和磷酸 D核糖、嘧啶和核酸核糖、嘧啶和核酸4DNA分子的解旋发生在分子的解旋发生在 过程中过程中 A复制复制 B转录转录 C翻译翻译 D复制和转录复制和转录CD5果蝇的遗传物质由果蝇的遗传物质由 种核苷酸组成种核苷酸组成 A2 B4 C5 D8B基因的表达理科基因的表达理科6一个一个DNA分子可以转录出多少种多少个分子可以转录出多少种多少个 mRNA A一种一个一种一个 B一种多个一种多个 C多

14、种多个多种多个 D无数种无数个无数种无数个C7烟草、烟草花叶病毒、烟草、烟草花叶病毒、T2噬菌体中含有噬菌体中含有 的物质，下列叙述正确的是的物质，下列叙述正确的是 A核酸的种类依次是核酸的种类依次是2、1、2 B核苷酸的种类依次是核苷酸的种类依次是8、5、4 C五碳糖的种类依次是五碳糖的种类依次是2、2、1 D含含N碱基的种类依次是碱基的种类依次是5、4、4D基因的表达理科基因的表达理科8mRNA上有上有25的腺嘌呤，的腺嘌呤，35的尿嘧的尿嘧 啶，则转录该啶，则转录该mRNA的的DNA分子上腺嘌分子上腺嘌 呤占碱基总数的呤占碱基总数的 A50%B25%C30%D35%C基因的表达理科基因的

15、表达理科遗传信息的翻译遗传信息的翻译1、概念：、概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，就以游离在细胞质中的各种氨基酸，就以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。蛋白质的过程。问题：问题：转录得到的转录得到的RNA仍是碱基序列，而不是仍是碱基序列，而不是蛋白质。那么，蛋白质。那么，RNA上的碱基序列如何能变上的碱基序列如何能变成蛋白质中氨基酸的种类、数量和排列顺序成蛋白质中氨基酸的种类、数量和排列顺序呢？呢？基因的表达理科基因的表达理科mRNA：碱基的数量碱基的数量排列顺序排列顺序蛋白质：蛋白质：氨基酸的数量氨基酸的数量排列顺序排列顺序种类种类决定决定决定

16、决定决定决定?种种?种种4种种20种种讨论：讨论：一个碱基决定一个氨基酸，一个碱基决定一个氨基酸，41=4二个碱基决定一个氨基酸，二个碱基决定一个氨基酸，42=16三个碱基决定一个氨基酸，三个碱基决定一个氨基酸，43=642、碱基与氨基酸的对应关系、碱基与氨基酸的对应关系基因的表达理科基因的表达理科UCAUG A UUAmRNA 密码子密码子 密码子密码子 密码子密码子3 3、密码子、密码子 密码子：密码子：mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的上决定一个氨基酸的三个相邻的 碱基碱基基因的表达理科基因的表达理科第一位碱基第二位碱基第三位碱基UCAGU苯丙氨酸苯丙氨酸亮氨酸亮氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸

17、丝氨酸酪氨酸酪氨酸终止终止半胱氨酸半胱氨酸终止色氨酸UCAGC亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸组氨酸组氨酸谷氨酰氨谷氨酰氨精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸UCAGA异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸甲硫氨酸(起始)苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸天门冬酰氨天门冬酰氨赖氨酸赖氨酸丝氨酸丝氨酸精氨酸精氨酸UCAGG缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸(起始)丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸天门冬氨酸天门冬氨酸谷氨酸谷氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸UCAG密码子表密码子表U U A G AUA U C基因的表达理科基因的表达理科 遗传密码共遗传密码共64个，能决定氨基酸的遗传密个，能决定氨基酸的遗传密码只有码只有61个。个。有有3

18、 3个个终止密码终止密码子，没有对应的氨子，没有对应的氨基酸基酸。有。有2个个起始密码起始密码子，有对应的氨基酸。子，有对应的氨基酸。一个密码子决定一个特定的氨基酸。一个密码子决定一个特定的氨基酸。一种氨基酸可有一个或多个一种氨基酸可有一个或多个密码子。（密码子。（在在一定程度上能防止由于碱基的改变而导致的遗传一定程度上能防止由于碱基的改变而导致的遗传信息的改变。）信息的改变。）4、遗传密码的特性、遗传密码的特性通用性：通用性：几乎所有的生物共用一套密码子。几乎所有的生物共用一套密码子。基因的表达理科基因的表达理科思考与讨论：思考与讨论：1、已知一段、已知一段mRNA的碱基序列是的碱基序列是A

19、UGGAAGCAUGUCCGAGCAAGCCG，你能写，你能写出对应的氨基酸序列吗？出对应的氨基酸序列吗？2、地球上几乎所有的生物体都共用上述密、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，你能想到什么？码子表。根据这一事实，你能想到什么？3、从密码子表中可以看到，一种氨基酸可、从密码子表中可以看到，一种氨基酸可能有几个密码子，这一现象称做密码的简并能有几个密码子，这一现象称做密码的简并。你认为密码的简并对生物体的生存发展有。你认为密码的简并对生物体的生存发展有什么意义？什么意义？基因的表达理科基因的表达理科问题：问题：mRNA如何将信息翻译成蛋白质？如何将信息翻译成蛋白质？5、翻

20、译的过程、翻译的过程转移转移RNA(tRNA)注：每种转移注：每种转移RNA只能只能识别并转移识别并转移1种氨基酸。种氨基酸。基因的表达理科基因的表达理科A U G G AUA U C？甲硫氨酸CUA反密码子核糖体tRNA作用作用基因的表达理科基因的表达理科UCAUG A UUAmRNA 细胞质细胞质细胞质中的细胞质中的mRNA基因的表达理科基因的表达理科UCAUG A UUAA A U 亮氨酸亮氨酸AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨 核糖体核糖体mRNA mRNA 与核糖体结合与核糖体结合基因的表达理科基因的表达理科UCAUG A UUAA A U 亮氨酸亮氨酸AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨 t

21、RNA tRNA 上的反密码子与上的反密码子与 mRNAmRNA上的密码子互补配对上的密码子互补配对.基因的表达理科基因的表达理科UCAUG A UUAA A U 亮氨酸亮氨酸AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨AUG 异亮氨酸异亮氨酸 tRNA tRNA 将氨基酸转运到将氨基酸转运到 mRNAmRNA上的上的 相应位置相应位置 基因的表达理科基因的表达理科UCAUG A UUAA A U 亮氨酸亮氨酸AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨AUG 异亮氨酸异亮氨酸 两个氨基酸分子缩合两个氨基酸分子缩合脱水缩合脱水缩合基因的表达理科基因的表达理科UCAUG A UUAA A U 亮氨酸亮氨酸AC U 天门冬天

22、门冬酰氨酰氨AUG 异亮氨酸异亮氨酸 核糖体随着核糖体随着mRNAmRNA滑动，另一个滑动，另一个tRNAtRNA上的碱基与上的碱基与mRNAmRNA上的密码子配对。上的密码子配对。基因的表达理科基因的表达理科UCAUG A UUA 亮氨酸亮氨酸AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨AUG 异亮氨酸异亮氨酸 一个个氨基酸分子缩合成链状结构一个个氨基酸分子缩合成链状结构基因的表达理科基因的表达理科UCAUG A UUA 亮氨酸亮氨酸AC U 天门冬天门冬酰氨酰氨AUG 异亮氨酸异亮氨酸 t tRNARNA离开，再去转运新的氨基酸离开，再去转运新的氨基酸基因的表达理科基因的表达理科UCAUG A UUA

23、亮氨酸亮氨酸 天门冬天门冬酰氨酰氨 异亮氨酸异亮氨酸以以mRNAmRNA为模板形成了有一定氨基酸顺序的肽链（蛋白质）为模板形成了有一定氨基酸顺序的肽链（蛋白质）基因的表达理科基因的表达理科UC U谷氨酸谷氨酸 核糖体核糖体AG T AC AA A T UCAUGUUUAUCU谷氨酸谷氨酸AAGUG A AAGmRNAU A C甲硫氨酸甲硫氨酸连续过程：连续过程：基因的表达理科基因的表达理科AAGUG A AAGmRNA脱水缩合脱水缩合UCU谷氨酸谷氨酸U A C甲硫氨酸甲硫氨酸UC U谷氨酸谷氨酸AG T AC AA A T UCAUGUUUA连续过程：连续过程：基因的表达理科基因的表达理科基

24、因的表达理科基因的表达理科小结：小结：细胞质（核糖体）细胞质（核糖体）mRNA蛋白质蛋白质氨基酸氨基酸ATP、酶、酶、转运转运RNA（tRNA）GC、CG、mRNA蛋白质蛋白质基因的表达理科基因的表达理科基因控制蛋白质合成的过程基因控制蛋白质合成的过程DNA的遗传信息的遗传信息mRNA的遗传信息的遗传信息蛋白质的氨基酸排列顺序蛋白质的氨基酸排列顺序数量数量氨基酸数：氨基酸数：1碱基数：碱基数：3碱基数：碱基数：6：基因的表达理科基因的表达理科基因的表达理科基因的表达理科基因的表达理科基因的表达理科基因的表达理科基因的表达理科基因的表达理科基因的表达理科转转 录录翻翻 译译定定 义义在细胞核中，

25、以在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成的一条链为模板合成mRNA的过程的过程以以mRNA为模板，合成具为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程质的过程场场 所所细胞核细胞核细胞质的核糖体细胞质的核糖体模模 板板DNA的一条链的一条链信使信使RNA信息传递信息传递的方向的方向DNAmRNAmRNA蛋白质蛋白质原原 料料含含A、U、C、G的的4种核苷酸种核苷酸合成蛋白质的合成蛋白质的20种氨基种氨基酸酸产产 物物信使信使RNA有一定氨基酸排列顺序有一定氨基酸排列顺序的蛋白质的蛋白质实实 质质是遗传信息的转录是遗传信息的转录是遗传信息的表达是遗传信息的表达基因的表达理科基

26、因的表达理科复制、转录和翻译的比较复制、转录和翻译的比较比较项目比较项目复制复制 转录转录 翻译翻译场场 所所 细胞核细胞核 细胞核细胞核细胞质细胞质模模 板板DNA的两条链的两条链DNA的一条链的一条链 mRNA酶酶解旋酶，解旋酶，DNA聚合酶等聚合酶等解旋酶，解旋酶，RNA聚合酶等聚合酶等多种酶多种酶能能 量量 ATP ATPATP原原 料料4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸种核糖核苷酸氨基酸氨基酸产产 物物子代子代DNA mRNA 多肽链多肽链碱基配对碱基配对A-T T-AG-C C-GA-U T-AG-C C-GA-U U-AG-C C-G基因的表达理科基因的表达理科基因的表达

27、理科基因的表达理科课堂练习：课堂练习：1DNA复制、转录、翻译分别形成复制、转录、翻译分别形成 ADNA、RNA、蛋白质、蛋白质 BRNA、DNA、多肽、多肽 CRNA、DNA、核糖体、核糖体 DRNA、DNA、蛋白质、蛋白质A 2遗传密码位于遗传密码位于 A蛋白质分子上蛋白质分子上 BDNA分子上分子上 CRNA分子上分子上 D信使信使RNA分子上分子上D基因的表达理科基因的表达理科3.某基因中含有某基因中含有1200个碱基，则由它控制合个碱基，则由它控制合成的一条肽链的最多含有肽键的个数是成的一条肽链的最多含有肽键的个数是()A198个个 B199个个 C200个个 D201个个B基因中碱

28、基数：基因中碱基数：mRNA中碱基数：蛋白质中氨基酸数中碱基数：蛋白质中氨基酸数6 ：3：1基因的表达理科基因的表达理科6一条多肽链中有氨基酸一条多肽链中有氨基酸1000个，则作为合成个，则作为合成 该多肽的模板信使该多肽的模板信使RNA和用来转录信使和用来转录信使RNA 的的DNA分子分别至少要有碱基多少个分子分别至少要有碱基多少个 A3000个和个和3000个个 B1000个和个和2000个个 C3000个和个和6000个个 D2000个和个和4000个个C基因中碱基数：基因中碱基数：mRNA中碱基数：蛋白质中氨基酸数中碱基数：蛋白质中氨基酸数6 ：3：1基因的表达理科基因的表达理科7A.46%,54%B.23%,27%C.27%,23%D.46%,27%BA1T2T1A2G1C1C2G212(A1 T1)%=(A2+T2)%=(A总+T总)%(G1C1)%=(G2+C2)%=(G总+C总)%AmUmGmCmmRNA=(Am+Um)%=(Gm+Cm)%