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1、第四章 基因的表达第一节第一节基因指导蛋白质的基因指导蛋白质的合成合成一、基因概念一、基因概念( (一一) )本质：本质：基因是具有遗传效应的基因是具有遗传效应的DNADNA片段片段 ( (三三) )基因与染色体、基因与染色体、DNADNA、脱氧核苷酸的关系：、脱氧核苷酸的关系： 基因是基因是DNADNA片段，每个片段，每个DNADNA分子上有很分子上有很多基因；染色体是基因的载体，基因在染多基因；染色体是基因的载体，基因在染色体上呈线性排列；每个基因中又有成百色体上呈线性排列；每个基因中又有成百上千个脱氧核苷酸。上千个脱氧核苷酸。 每个基因有特定的脱氧核苷酸排列顺每个基因有特定的脱氧核苷酸排
2、列顺序，它代表着序，它代表着遗传信息遗传信息。( (二二) )功能：功能：基因指导蛋白质的合成控制生物的性状基因指导蛋白质的合成控制生物的性状核糖与脱氧核糖核糖与脱氧核糖DNADNA与与RNARNA在化学组成的区别在化学组成的区别 DNA DNA与与RNARNA的比较的比较 比较项目比较项目DNADNARNARNA基本单位基本单位五碳糖五碳糖含氮碱基含氮碱基结构结构主要存在部位主要存在部位脱氧核苷酸脱氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸脱氧核糖脱氧核糖(C5H10O4)核糖核糖(C5H10O5)A A T T C G C GA A U U C GC G通常呈通常呈双链结构双链结构通常呈单链结构通常呈单
3、链结构细胞核细胞核细胞质细胞质DNA与与RNA的化学组成的化学组成场所：主要是细胞核场所：主要是细胞核模板模板：DNADNA的两条链的两条链原料原料：4 4中游离的脱氧核苷酸中游离的脱氧核苷酸能量能量：ATP ATP 酶酶：解旋酶、：解旋酶、 DNA聚合酶聚合酶产物：产物： DNA( (一一) )复制复制 ( (二二) )转录转录 场所：主要是细胞核场所：主要是细胞核模板模板：DNADNA的一条链的一条链原料原料：4 4中游离的核糖核苷酸中游离的核糖核苷酸能量能量：ATP 酶酶：解旋酶、：解旋酶、 RNA聚合酶聚合酶产物：产物：mRNAmRNA复 制转 录场 所细胞核细胞核解 旋完全解旋只解有
4、遗传效应的片段模 板DNA的两条链只有DNA的一条链原 料四种脱氧核苷酸四种核糖核苷酸酶DNA解旋酶、 DNA聚合酶DNA解旋酶、 RNA聚合酶能 量ATPATP碱基配对AT CG TA GCAU GC TA CG产 物子代DNAmRNA、tRNA、rRNA小结：小结：( (二二) )翻译翻译 场所：细胞质场所：细胞质( (核糖体核糖体) )模板模板：信使：信使RNA(mRNARNA(mRNA) )原料原料：氨基酸：氨基酸能量能量：ATP 酶酶：特定的酶：特定的酶工具：转移工具：转移RNARNA（tRNAtRNA）产物：蛋白质产物：蛋白质信使信使RNARNA上决定一个氨基酸的上决定一个氨基酸的
5、3 3个相邻的个相邻的碱基。碱基。密码子密码子: :U UC CA AU UG G A A U UU UA AmRNAmRNA密码子密码子密码子密码子密码子密码子3、游离在细胞质中的氨基酸，是怎样运到合成蛋白质的“生产线”上的呢？ 需要“搬运工”-_ 反密码子：tRNA呈_形，其一端有三个碱基可以与mRNA上的三个碱基配对，称为反密码子,另一端可以携带_。tRNA三叶草三叶草氨基酸氨基酸 U A U每种每种tRNAtRNA只能识别并转运一种特定的氨基酸只能识别并转运一种特定的氨基酸! !作用：识别并转运氨基酸作用：识别并转运氨基酸 种类：种类：6161种种基因控制蛋白质合成的过程基因控制蛋白质
6、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n3n6n翻译翻译蛋白质蛋白质RNADNARNA转录转录逆转录逆转录项目项目复制复制转录转录翻译翻译原料原料四种脱氧核四种脱氧核苷酸苷酸四种核糖核苷四种核糖核苷酸酸2020种氨基酸种氨基酸场所场所模板模板产物产物信息传信息传递递碱基配碱基配对对mRNAmRNAmRNAmRNADNADNAmRNAmRNAmRNAmRNA蛋白质蛋白质细胞核细胞核细胞核细胞核细胞质细胞质DNADNA的的2 2条链条链DNADNA的的1 1条链条链子代子代DNADNA蛋白质蛋白质DNADNADNADNA
7、U UU UU UT T 控制控制酶的合成酶的合成来来控制代谢控制代谢 生物性状生物性状基因基因 控制控制蛋白质结构蛋白质结构直接控制直接控制 生物性状生物性状 上述涉及的性状都是由上述涉及的性状都是由单个基因单个基因控制控制的，生物体的的，生物体的很多性状很多性状都是由都是由多个基因多个基因共同决定的，如共同决定的，如人的身高人的身高等。等。 基因与性状之间基因与性状之间并不是并不是简单的简单的一一对一一对应应关系，关系，有些性状是由多个基因决定的，有些性状是由多个基因决定的，有的基因可决定或影响多个性状。有的基因可决定或影响多个性状。三、基因与性状的数量关系三、基因与性状的数量关系 一对基
8、因控制一对性状（一对基因控制一对性状（一因一效一因一效） 一对基因影响多对性状（一对基因影响多对性状（一因多效一因多效） 多对基因共同控制一种性状（多对基因共同控制一种性状（多因一效多因一效）基因与基因基因与基因、基因与环境基因与环境、基因与基因产物基因与基因产物之间存之间存在复杂的相互关系，精细的调控着生物性状。在复杂的相互关系，精细的调控着生物性状。表现型是基因型与环境相互作用的结果。表现型是基因型与环境相互作用的结果。基因是基因是决定性状的主要因素。决定性状的主要因素。细胞质基因细胞质基因细胞核基因细胞核基因存在部存在部位位是否与是否与蛋白质蛋白质结合结合基因数基因数量量遗传方遗传方式式
9、五、细胞质基因与细胞核基因的区别五、细胞质基因与细胞核基因的区别叶绿体、线粒体叶绿体、线粒体细胞核中细胞核中否，否，DNA分子裸露分子裸露与蛋白质合成与蛋白质合成为染色体为染色体少少多多母系遗传母系遗传遵循孟德尔遗传规律遵循孟德尔遗传规律某人的某人的胰岛细胰岛细胞胞此人的此人的神经细神经细胞胞基因的种类基因的种类和数量和数量mRNA的的种类和数量种类和数量蛋白质的种蛋白质的种类和数量类和数量细胞的形态细胞的形态和功能和功能相同相同不完全相同不完全相同不完全相同不完全相同不同不同由同一个受精由同一个受精卵经过有丝分卵经过有丝分裂产生的裂产生的基因的选择基因的选择性表达性表达 都含有此都含有此人全套的基因人全套的基因
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