基因的表達(dá)課件

1、基因的表達(dá)第四章 基因的表達(dá)第一節(jié) 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成基因的表達(dá)二、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄二、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄1 1、概念：在細(xì)胞核中，以、概念：在細(xì)胞核中，以DNADNA的一條鏈為模板合成的一條鏈為模板合成RNARNA的過(guò)程的過(guò)程2 2、場(chǎng)所：細(xì)胞核（主要）、場(chǎng)所：細(xì)胞核（主要）3 3、模板：、模板：DNADNA的一條鏈的一條鏈4 4、原料：、原料：4 4種游離的核糖核苷酸種游離的核糖核苷酸5 5、產(chǎn)物：、產(chǎn)物：RNARNA（主要是（主要是mRNA)mRNA)6 6、配對(duì)原則：、配對(duì)原則：A-UA-U，C-GC-G，G-CG-C，T-AT-A7 7、過(guò)程、過(guò)程基因的表達(dá)一、一、DNADNA與與RNA

2、RNA的比較的比較比較項(xiàng)目比較項(xiàng)目DNADNARNARNA全稱全稱脫氧核糖核酸脫氧核糖核酸核糖核酸核糖核酸分布分布主要存在于細(xì)胞核中主要存在于細(xì)胞核中主要存在于細(xì)胞質(zhì)中主要存在于細(xì)胞質(zhì)中化學(xué)組成化學(xué)組成基本組成單位基本組成單位堿基堿基五碳糖五碳糖無(wú)機(jī)酸無(wú)機(jī)酸嘌呤嘌呤脫氧核糖核苷酸脫氧核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸腺嘌呤腺嘌呤A A、鳥嘌呤、鳥嘌呤G G腺嘌呤腺嘌呤A A、鳥嘌呤、鳥嘌呤G G胞嘧啶胞嘧啶C C、胸腺嘧啶、胸腺嘧啶T T胞嘧啶胞嘧啶C C、尿嘧啶、尿嘧啶U U脫氧核糖脫氧核糖核糖核糖磷酸磷酸磷酸磷酸空間結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)通常呈單鏈結(jié)構(gòu)通常呈單鏈結(jié)構(gòu)分類分

3、類通常只有一類通常只有一類mRNAmRNA、tRNAtRNA、rRNArRNA三類三類功能功能主要的遺傳物質(zhì)，只要主要的遺傳物質(zhì)，只要生物體內(nèi)存在生物體內(nèi)存在DNADNA，DNADNA就是遺傳物質(zhì)就是遺傳物質(zhì)嘧啶嘧啶生物體內(nèi)若無(wú)生物體內(nèi)若無(wú)DNADNA時(shí)，時(shí)，RNARNA是遺傳物質(zhì)；是遺傳物質(zhì)；若存在若存在DNADNA時(shí)，時(shí)，RNARNA輔助輔助DNADNA完成功能完成功能少數(shù)少數(shù)RNARNA具有催化作用具有催化作用相同點(diǎn)相同點(diǎn)： 化學(xué)組成成分中都有磷酸及堿基化學(xué)組成成分中都有磷酸及堿基A A、C C、G G 二者都是核酸，核酸中的堿基序列就是遺傳信息二者都是核酸，核酸中的堿基序列就是遺傳信息

4、聯(lián)系：聯(lián)系：RNARNA是以是以DNADNA的一條鏈為模板轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的，即的一條鏈為模板轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的，即RNARNA的遺傳信息來(lái)自的遺傳信息來(lái)自DNADNA基因的表達(dá)三、三種三、三種RNARNA的比較的比較mRNAmRNAtRNAtRNArRNArRNA分布部位分布部位常與核糖體結(jié)合常與核糖體結(jié)合細(xì)胞質(zhì)中細(xì)胞質(zhì)中與蛋白質(zhì)結(jié)合與蛋白質(zhì)結(jié)合形成核糖體形成核糖體功能功能翻譯時(shí)作模板翻譯時(shí)作模板翻譯時(shí)作搬運(yùn)氨翻譯時(shí)作搬運(yùn)氨基酸的工具基酸的工具翻譯時(shí)核糖翻譯時(shí)核糖體為場(chǎng)所體為場(chǎng)所結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)單鏈單鏈單鏈，常有部分單鏈，常有部分堿基配對(duì)形成三堿基配對(duì)形成三葉草結(jié)構(gòu)葉草結(jié)構(gòu)單鏈單鏈共同點(diǎn)共同點(diǎn)都是轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物基本單位相

5、同都與翻譯過(guò)程有關(guān)都是轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物基本單位相同都與翻譯過(guò)程有關(guān)基因的表達(dá)四、遺傳信息的翻譯四、遺傳信息的翻譯1 1、概念：游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸，以、概念：游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸，以 mRNAmRNA為為 模板，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過(guò)程模板，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過(guò)程 2 2、場(chǎng)所：核糖體、場(chǎng)所：核糖體3 3、模板：、模板： mRNAmRNA4 4、原料：、原料：2020種游離的氨基酸種游離的氨基酸5 5、產(chǎn)物：蛋白質(zhì)（或多肽鏈）、產(chǎn)物：蛋白質(zhì)（或多肽鏈）7 7、配對(duì)原則：、配對(duì)原則：A-UA-U，U-AU-A，C-GC-G，G-CG-C6 6、運(yùn)載工具：、運(yùn)載工具：

6、 tRNAtRNA基因的表達(dá)8 8、密碼子與反密碼子、密碼子與反密碼子（1 1）密碼子）密碼子概念：概念：mRNAmRNA上決定一個(gè)氨基酸的上決定一個(gè)氨基酸的3 3個(gè)相鄰堿基個(gè)相鄰堿基特點(diǎn)特點(diǎn)簡(jiǎn)并性：一種氨基酸可以有多個(gè)密碼子簡(jiǎn)并性：一種氨基酸可以有多個(gè)密碼子通用性：說(shuō)明所有生物可能有共同的起源或在通用性：說(shuō)明所有生物可能有共同的起源或在若一個(gè)基因在復(fù)制過(guò)程中發(fā)生堿若一個(gè)基因在復(fù)制過(guò)程中發(fā)生堿基對(duì)的替換，這種變化是否一定基對(duì)的替換，這種變化是否一定能反映到蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)上？能反映到蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)上？思考：思考：生命本質(zhì)上是統(tǒng)一的生命本質(zhì)上是統(tǒng)一的不一定。因?yàn)槊艽a子有簡(jiǎn)并性。不一定。因?yàn)槊艽a子有簡(jiǎn)并性。

7、基因的表達(dá)種類種類起始密碼子：起始密碼子：2 2種，種，AUGAUG、GUGGUG，也編碼氨基酸，也編碼氨基酸普通密碼子：普通密碼子：5959種，只編碼氨基酸種，只編碼氨基酸終止密碼子：終止密碼子：3 3種，種，UAAUAA、UGAUGA、UAGUAG，不編碼氨基酸，只是終止信號(hào)不編碼氨基酸，只是終止信號(hào)基因的表達(dá)（2 2）反密碼子）反密碼子概念：與概念：與mRNAmRNA分子中密碼子互補(bǔ)配對(duì)的分子中密碼子互補(bǔ)配對(duì)的tRNAtRNA上的上的3 3個(gè)堿基個(gè)堿基特點(diǎn)：反密碼子的三個(gè)堿基與相應(yīng)的特點(diǎn)：反密碼子的三個(gè)堿基與相應(yīng)的DNADNA模板鏈上對(duì)應(yīng)的堿基模板鏈上對(duì)應(yīng)的堿基相同，只是相同，只是DNA

8、DNA鏈上堿基鏈上堿基T T的位置在的位置在tRNAtRNA上為上為U U種類：種類：6161種，反密碼子種，反密碼子與與6161種決定氨基酸的密種決定氨基酸的密碼子對(duì)應(yīng)碼子對(duì)應(yīng)基因的表達(dá)9 9、過(guò)程、過(guò)程基因的表達(dá)拓展：拓展：蛋白質(zhì)合成過(guò)程中涉及到的細(xì)胞結(jié)構(gòu)（以分泌蛋白的合成蛋白質(zhì)合成過(guò)程中涉及到的細(xì)胞結(jié)構(gòu)（以分泌蛋白的合成為例）為例）DNADNA mRNAmRNA轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯多肽多肽初加工初加工較成熟的較成熟的蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)再加工再加工成熟的成熟的蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)細(xì)胞核細(xì)胞核核糖體核糖體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體高爾基體細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)線粒體線粒體供能供能供能供能供能供能供能供能基因的表達(dá)時(shí)間時(shí)間場(chǎng)所

9、場(chǎng)所模板模板原料原料條件條件產(chǎn)物產(chǎn)物模板去向模板去向特點(diǎn)特點(diǎn)堿基配對(duì)堿基配對(duì)遺傳信息傳遞遺傳信息傳遞意義意義復(fù)制復(fù)制轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯個(gè)體生長(zhǎng)發(fā)育的整個(gè)過(guò)程個(gè)體生長(zhǎng)發(fā)育的整個(gè)過(guò)程細(xì)胞質(zhì)的核糖體細(xì)胞質(zhì)的核糖體DNADNA的一條鏈的一條鏈 mRNAmRNA4 4種脫氧核苷酸種脫氧核苷酸2020種氨基酸種氨基酸多肽鏈多肽鏈細(xì)胞分裂（有絲分裂和減細(xì)胞分裂（有絲分裂和減數(shù)第一次分裂）的間期數(shù)第一次分裂）的間期主要在細(xì)胞核主要在細(xì)胞核主要在細(xì)胞核主要在細(xì)胞核DNADNA的兩條鏈的兩條鏈4 4種核糖核苷酸種核糖核苷酸酶（酶（DNADNA解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶等）、聚合酶等）、ATPATP酶（酶（R

10、NARNA聚合酶等）、聚合酶等）、ATPATP酶、酶、ATPATP、tRNAtRNA2 2 個(gè)雙鏈個(gè)雙鏈DNADNA一個(gè)單鏈一個(gè)單鏈RNARNA（3 3種）種）分別進(jìn)入分別進(jìn)入2 2個(gè)子代個(gè)子代DNADNA分子分子恢復(fù)原樣，與非模板鏈恢復(fù)原樣，與非模板鏈重新繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)重新繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)分解成單個(gè)核苷酸分解成單個(gè)核苷酸半保留，邊解旋邊復(fù)制半保留，邊解旋邊復(fù)制邊解旋邊轉(zhuǎn)錄邊解旋邊轉(zhuǎn)錄一個(gè)一個(gè) mRNA mRNA 上結(jié)合多個(gè)上結(jié)合多個(gè)核糖體，順次合成核糖體，順次合成 多多條肽鏈條肽鏈A-TA-T、T-AT-A、C-GC-G、G-CG-CA-UA-U、U-AU-A、C-GC-G、G-CG-CA-U

11、A-U、T-AT-A、C-GC-G、G-CG-CDANDAN mRNAmRNADANDANDANDAN mRNAmRNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)使遺傳信息從使遺傳信息從親代傳給子代親代傳給子代表達(dá)遺傳信息，使生物表現(xiàn)出各種性狀表達(dá)遺傳信息，使生物表現(xiàn)出各種性狀五、五、DNADNA分子的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯的比較分子的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯的比較基因的表達(dá)六、基因表達(dá)中相關(guān)數(shù)量計(jì)算六、基因表達(dá)中相關(guān)數(shù)量計(jì)算1 1、轉(zhuǎn)錄時(shí)，組成基因的兩條鏈只有一條鏈能轉(zhuǎn)錄，另、轉(zhuǎn)錄時(shí)，組成基因的兩條鏈只有一條鏈能轉(zhuǎn)錄，另 一條鏈則不能轉(zhuǎn)錄。因此，轉(zhuǎn)錄形成的一條鏈則不能轉(zhuǎn)錄。因此，轉(zhuǎn)錄形成的RNARNA分子中堿分子中堿 基數(shù)目是基因中堿

12、基數(shù)目的基數(shù)目是基因中堿基數(shù)目的1/21/2。2 2、翻譯過(guò)程中，信使、翻譯過(guò)程中，信使RNARNA中每中每3 3個(gè)堿基決定一個(gè)氨基酸，個(gè)堿基決定一個(gè)氨基酸， 所以經(jīng)翻譯合成的蛋白質(zhì)分子中的氨基酸數(shù)目是信所以經(jīng)翻譯合成的蛋白質(zhì)分子中的氨基酸數(shù)目是信 使使RNARNA堿基數(shù)目的堿基數(shù)目的1/31/3。綜上可知，綜上可知，蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目=tRNA=tRNA數(shù)目數(shù)目=1/3mRNA=1/3mRNA堿基堿基數(shù)目數(shù)目=1/6DNA=1/6DNA堿基數(shù)目。堿基數(shù)目?；虻谋磉_(dá)3 3、計(jì)算中、計(jì)算中“最多最多”和和“最少最少”的分析的分析（1 1）翻譯時(shí)，）翻譯時(shí)，mRNAmRNA上的

13、終止密碼子不決定氨基酸，上的終止密碼子不決定氨基酸， 因此準(zhǔn)確地說(shuō)，因此準(zhǔn)確地說(shuō)，mRNAmRNA上的堿基數(shù)目比蛋白質(zhì)上的堿基數(shù)目比蛋白質(zhì) 中氨基酸數(shù)目的中氨基酸數(shù)目的3 3倍還要多一些。倍還要多一些。（2 2）基因或）基因或DNADNA上的堿基數(shù)目比對(duì)應(yīng)的蛋白質(zhì)中氨上的堿基數(shù)目比對(duì)應(yīng)的蛋白質(zhì)中氨 基酸數(shù)目的基酸數(shù)目的6 6倍還要多一些。倍還要多一些。（3 3）在回答有關(guān)問(wèn)題時(shí)，應(yīng)加上）在回答有關(guān)問(wèn)題時(shí)，應(yīng)加上“最多最多”或或“最少最少”等字。等字。如：如：mRNAmRNA上有上有n n個(gè)堿基，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生它的基因中至少有個(gè)堿基，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生它的基因中至少有2n 2n 個(gè)個(gè)堿基，該堿基，該mRNAmR

14、NA指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)中最多有指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)中最多有1/3n1/3n個(gè)氨基酸。個(gè)氨基酸?；虻谋磉_(dá)七、相關(guān)高考題分析七、相關(guān)高考題分析1 1、由、由n n個(gè)堿基組成的基因，控制合成由個(gè)堿基組成的基因，控制合成由1 1條多肽鏈組成的條多肽鏈組成的 蛋白質(zhì)。氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量為蛋白質(zhì)。氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量為a ,a ,則該蛋白質(zhì)則該蛋白質(zhì) 的相對(duì)分子質(zhì)量最大為（的相對(duì)分子質(zhì)量最大為（ ） A.na/6 B.na/3-18(n/3-1) A.na/6 B.na/3-18(n/3-1) C.na-18(n-1) D.na/6-18(n/6-1) C.na-18(n-1) D.na/6-18(

15、n/6-1)D D基因的表達(dá)2 2、在一個(gè)、在一個(gè)DNADNA分子中，腺嘌呤與胸腺嘧啶之和占全部分子中，腺嘌呤與胸腺嘧啶之和占全部 堿基數(shù)目的堿基數(shù)目的54%54%，其中一條鏈中鳥嘌呤與胸腺嘧啶，其中一條鏈中鳥嘌呤與胸腺嘧啶 分別占該鏈堿基總數(shù)的分別占該鏈堿基總數(shù)的22%22%和和28%28%，則由該鏈轉(zhuǎn)錄的，則由該鏈轉(zhuǎn)錄的 信使信使RNARNA中鳥嘌呤與胞嘧啶分別占?jí)A基總數(shù)的（中鳥嘌呤與胞嘧啶分別占?jí)A基總數(shù)的（ ） A A24%24%，22% B.22%, 28% 22% B.22%, 28% C. 26%, 24% D.23%, 27% C. 26%, 24% D.23%, 27%A A基

16、因的表達(dá)3 3、人體神經(jīng)細(xì)胞與肝細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能不同，其根本、人體神經(jīng)細(xì)胞與肝細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能不同，其根本 原因是這兩種細(xì)胞的（原因是這兩種細(xì)胞的（ ） A.DNAA.DNA堿基排列順序不同堿基排列順序不同 B.B.核糖體不同核糖體不同 C.C.轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)RNARNA不同不同 D.D.信使信使RNARNA不同不同D D基因的表達(dá)4 4、科學(xué)家將含人的、科學(xué)家將含人的a-a-抗體胰蛋白酶基因的抗體胰蛋白酶基因的DNADNA片段，注射片段，注射 到羊的受精卵中，該受精卵發(fā)育的羊能分泌含到羊的受精卵中，該受精卵發(fā)育的羊能分泌含a-a-抗體胰蛋抗體胰蛋白酶的奶。這一過(guò)程涉及（白酶的奶。這一過(guò)程涉

17、及（ ） A. DNAA. DNA按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則自我復(fù)制按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則自我復(fù)制 B. DNAB. DNA以其一條鏈為模板合成以其一條鏈為模板合成RNARNA C. RNA C. RNA以自身為模板自我復(fù)制以自身為模板自我復(fù)制 D. D. 按照按照RNARNA密碼子的排列順序合成蛋白質(zhì)密碼子的排列順序合成蛋白質(zhì)ABDABD基因的表達(dá)5 5、回答有關(guān)真核細(xì)胞中遺傳信息及其表達(dá)的問(wèn)題、回答有關(guān)真核細(xì)胞中遺傳信息及其表達(dá)的問(wèn)題（1 1）將同位素標(biāo)記的尿核苷（尿嘧啶和核糖的結(jié)合物）加）將同位素標(biāo)記的尿核苷（尿嘧啶和核糖的結(jié)合物）加入細(xì)胞培養(yǎng)液中，不久在細(xì)胞核中發(fā)現(xiàn)被標(biāo)記入細(xì)胞培養(yǎng)液中，不久在

18、細(xì)胞核中發(fā)現(xiàn)被標(biāo)記的的 、 、 。（2 2）將從）將從A A細(xì)胞中提取的核酸，通過(guò)基因工程的方法，轉(zhuǎn)移細(xì)胞中提取的核酸，通過(guò)基因工程的方法，轉(zhuǎn)移到另一種細(xì)胞到另一種細(xì)胞B B中；當(dāng)轉(zhuǎn)入中；當(dāng)轉(zhuǎn)入 時(shí)，其遺傳信息在時(shí)，其遺傳信息在B B細(xì)細(xì)胞中得到表達(dá)并能夠復(fù)制傳給下一代，當(dāng)轉(zhuǎn)入胞中得到表達(dá)并能夠復(fù)制傳給下一代，當(dāng)轉(zhuǎn)入 時(shí)，時(shí)，在在B B細(xì)胞中雖能合成相應(yīng)的蛋白質(zhì)，但性狀不會(huì)遺傳。細(xì)胞中雖能合成相應(yīng)的蛋白質(zhì)，但性狀不會(huì)遺傳。mRNAmRNAtRNAtRNArRNArRNADNADNARNARNA基因的表達(dá)（3 3）已知某基因片段堿基排列如下圖。由它控制合成的多肽中）已知某基因片段堿基排列如下圖。由它控制合成的多肽中含含 有有“- -脯氨酸脯氨酸- -谷氨酸谷氨酸- -谷氨酸谷氨酸- -賴氨酸賴氨酸-”-”的氨基酸序列。（脯的氨基酸序列。（脯氨酸的密碼子是氨酸的密碼子是CCUCCU、C