基因的表達(dá)講課

1、基因的表達(dá)講課基因的表達(dá)講課第1頁/共34頁復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)什么是生物的性狀？什么是生物的性狀？ 性狀是指生物體所表現(xiàn)出來的性狀是指生物體所表現(xiàn)出來的形態(tài)特征、生理特征和行為方式的形態(tài)特征、生理特征和行為方式的特征。比如：高矮胖瘦、血型、卷特征。比如：高矮胖瘦、血型、卷發(fā)等等發(fā)等等。第1頁/共34頁第2頁/共34頁生物的生物的性狀性狀是通過是通過蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能來體現(xiàn)的結(jié)構(gòu)和功能來體現(xiàn)的。的。例如、子女像父母，例如、子女像父母，從現(xiàn)象上從現(xiàn)象上看是性狀的看是性狀的相似，而性狀的相似說明子女與父母之間在蛋相似，而性狀的相似說明子女與父母之間在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能上相似或相同；白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能上相似或相

2、同；從本質(zhì)上從本質(zhì)上看，看，是由于父母把自己的是由于父母把自己的DNA傳給子女。傳給子女。因此可總結(jié)為子女獲得父母的因此可總結(jié)為子女獲得父母的DNA，DNA控制控制合成蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)體現(xiàn)性狀。合成蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)體現(xiàn)性狀。第2頁/共34頁第3頁/共34頁據(jù)科學(xué)家推算，人體內(nèi)約含有據(jù)科學(xué)家推算，人體內(nèi)約含有10萬種以上的蛋萬種以上的蛋白質(zhì)白質(zhì)，而人體的細(xì)胞中只含有，而人體的細(xì)胞中只含有46個個DNA分子分子，那么那么46個個DNA分子如何控制合成分子如何控制合成10萬種蛋白質(zhì)萬種蛋白質(zhì)的？的？人們推測：人們推測：1個個DNA分子分子應(yīng)該可以控制合成應(yīng)該可以控制合成多多種蛋白質(zhì)種蛋白質(zhì)，進(jìn)而控制，進(jìn)

3、而控制多種性狀多種性狀?，F(xiàn)代遺傳學(xué)的研究認(rèn)為：現(xiàn)代遺傳學(xué)的研究認(rèn)為：生物的生物的性狀是由基因性狀是由基因控制控制的，每個的，每個DNA分子上有很多個基因，這些分子上有很多個基因，這些基因分別控制不同的性狀?；蚍謩e控制不同的性狀。(第3頁/共34頁第4頁/共34頁膚色膚色眼皮單雙眼皮單雙血型血型有有遺傳效應(yīng)遺傳效應(yīng)的的DNA片段片段控制生物性狀控制生物性狀在染色體上呈在染色體上呈線性排線性排列列基因基因基因存在于染色體上，每條染色基因存在于染色體上，每條染色體含有一個體含有一個DNA分子，每個分子，每個DNA分子上有很多個基因。分子上有很多個基因。第4頁/共34頁第5頁/共34頁基因基因控制生

4、物控制生物性狀性狀蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)體現(xiàn)者體現(xiàn)者問題：基因是怎樣指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成呢？問題：基因是怎樣指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成呢？第5頁/共34頁第6頁/共34頁DNA主要在主要在細(xì)胞核細(xì)胞核蛋白質(zhì)的合成蛋白質(zhì)的合成在細(xì)胞質(zhì)在細(xì)胞質(zhì)進(jìn)行進(jìn)行指導(dǎo)指導(dǎo)通過通過mRNA大量的科學(xué)實驗表明：遺傳信息的傳遞不是由大量的科學(xué)實驗表明：遺傳信息的傳遞不是由DNA直接傳遞給蛋白質(zhì)的，而是在細(xì)胞核中先把直接傳遞給蛋白質(zhì)的，而是在細(xì)胞核中先把DNA的的遺傳信息傳遞給遺傳信息傳遞給RNA，然后，然后RNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中，在中，在蛋白質(zhì)的合成中起模板作用。我們把這種蛋白質(zhì)的合成中起模板作用。我們把這種RNA形象形象的叫做的叫

5、做信使信使RNA。第6頁/共34頁第7頁/共34頁RNA有三種：有三種：信使信使RNA，簡寫為，簡寫為m；轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)運RNA，簡寫為簡寫為t；核糖體核糖體RNA，簡寫為簡寫為r。第7頁/共34頁第8頁/共34頁RNA和和DNA的比較的比較DNARNA基本單位基本單位五碳糖五碳糖含含N堿基堿基單雙鏈？單雙鏈？分子大小分子大小脫氧核苷酸脫氧核苷酸脫氧核糖脫氧核糖A、T、G、C雙鏈雙鏈核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核糖A、U、G、C單鏈單鏈很大很大比較小比較小U尿嘧啶尿嘧啶第8頁/共34頁第9頁/共34頁TCATG A TT AAG T AC A A A T DNADNA分分子子UCAUGA UUAmRNA第

6、9頁/共34頁第10頁/共34頁含含N堿基堿基脫氧脫氧核糖核糖磷酸磷酸磷酸磷酸核糖核糖含含N堿基堿基D基因控制蛋白質(zhì)合成的過程包括基因控制蛋白質(zhì)合成的過程包括“轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄”和和“翻譯翻譯”兩個階段。兩個階段。第10頁/共34頁第11頁/共34頁AG T AC T A A T DNADNA的的一條鏈一條鏈U U AGAUAU C思考：與思考：與DNA復(fù)制的異同點？復(fù)制的異同點？mRNA1 1、遺傳信息的、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄：在細(xì)胞核中，以在細(xì)胞核中，以DNADNA的一條鏈為模板的一條鏈為模板，按照堿基，按照堿基互補配對的原則合成互補配對的原則合成RNARNA的過程，叫做的過程，叫做轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄。第11

7、頁/共34頁第12頁/共34頁二二.基因控制蛋白質(zhì)的合成基因控制蛋白質(zhì)的合成（一）（一）DNA的轉(zhuǎn)錄和翻譯的轉(zhuǎn)錄和翻譯第12頁/共34頁第13頁/共34頁1. DNA的轉(zhuǎn)錄的轉(zhuǎn)錄a a. DNA 解旋，以一條鏈為模板合成解旋，以一條鏈為模板合成RNAb b. . DNA DNA與與RNARNA的堿基互補配對的堿基互補配對：AAUU ；TTA A CCGG； GGC Cc. 組成組成 RNA 的的核糖核苷酸核糖核苷酸一個個連接起來一個個連接起來場所：場所：主要在細(xì)胞核主要在細(xì)胞核過程過程：條件：條件：模板模板：DNA的一條鏈的一條鏈酶酶： 解旋酶、解旋酶、RNA聚合酶聚合酶原料原料：四種核糖核苷

8、酸：四種核糖核苷酸能量能量： ATP結(jié)果結(jié)果： 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上上第13頁/共34頁第14頁/共34頁1、 mRNA上有上有25的腺嘌呤，的腺嘌呤，35的尿嘧啶，的尿嘧啶，則轉(zhuǎn)錄該則轉(zhuǎn)錄該mRNA的的DNA分子上腺嘌呤占堿基分子上腺嘌呤占堿基總數(shù)的（總數(shù)的（ ）A 50 B 25 C 30 D 35C2 2、煙草、煙草花葉病毒中，所含的核苷酸種、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？類和堿基種類各有多少？煙草中的核苷酸種類有煙草中的核苷酸種類有8 8種，堿基種類有種，堿基種類有5 5種

9、。種。煙草花葉病毒中所含的核苷酸種類有煙草花葉病毒中所含的核苷酸種類有4 4種，堿種，堿基種類有基種類有4 4種。種。練習(xí)練習(xí) 第14頁/共34頁第15頁/共34頁2、遺傳信息的、遺傳信息的翻譯翻譯 指以指以mRNA為模板為模板，以細(xì)胞質(zhì)中的各種，以細(xì)胞質(zhì)中的各種氨氨基酸為原料基酸為原料，合成具有一定氨基酸順序的，合成具有一定氨基酸順序的蛋白蛋白質(zhì)質(zhì)的過程。的過程。 由由DNA轉(zhuǎn)錄出轉(zhuǎn)錄出mRNA之后，之后，mRNA就通過核孔就通過核孔到達(dá)細(xì)胞質(zhì)中的核糖體上，直接指導(dǎo)蛋白質(zhì)的到達(dá)細(xì)胞質(zhì)中的核糖體上，直接指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，這個過程我們把它叫做合成，這個過程我們把它叫做翻譯翻譯。第15頁/共34頁

10、第16頁/共34頁mRNA：蛋白質(zhì)：蛋白質(zhì)：決定決定決定決定決定決定?種種?種種4種種20種種討論：討論：4種堿基種堿基如何決定如何決定20種氨基酸種氨基酸？ 就像就像10個數(shù)字個數(shù)字如何決定如何決定無數(shù)種手機(jī)號碼無數(shù)種手機(jī)號碼？科學(xué)家們在科學(xué)家們在20世紀(jì)世紀(jì)60年代初開始了對遺傳密年代初開始了對遺傳密碼的研究工作，幾年后終于弄清楚了：碼的研究工作，幾年后終于弄清楚了： 3 3個個堿基決定堿基決定1 1個氨基酸，四個堿基可以決定個氨基酸，四個堿基可以決定4 43 3=64=64種氨基酸；種氨基酸；以及哪以及哪3 3個堿基決定哪種氨基酸個堿基決定哪種氨基酸. .第16頁/共34頁第17頁/共3

11、4頁密碼子：密碼子：mRNA上決定一個氨基酸的三上決定一個氨基酸的三個相鄰的堿基。個相鄰的堿基。UCAUG A UUAmRNA（模板）模板） 密碼子密碼子 密碼子密碼子 密碼子密碼子第17頁/共34頁第18頁/共34頁密碼子表密碼子表U U A G AUA U C第18頁/共34頁第19頁/共34頁1、把氨基酸合成蛋白質(zhì)的場所在哪里？、把氨基酸合成蛋白質(zhì)的場所在哪里？提問核糖體核糖體而原料氨基酸大量分散在細(xì)胞質(zhì)中，那么而原料氨基酸大量分散在細(xì)胞質(zhì)中，那么氨氨基酸是怎樣被運送到核糖體上的呢？基酸是怎樣被運送到核糖體上的呢？運載工具：運載工具：轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)運 RNARNA（tRNA)tRNA)第19頁/

12、共34頁第20頁/共34頁運載工具：運載工具：轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)運 RNARNA（tRNA)tRNA)ACU天冬氨天冬氨酸酸AUG 異亮異亮氨酸氨酸 反密碼子反密碼子注意：一種注意：一種tRNA只能攜帶一種氨基酸只能攜帶一種氨基酸第20頁/共34頁第21頁/共34頁二二.基因控制蛋白質(zhì)的合成基因控制蛋白質(zhì)的合成（一）（一）DNA的轉(zhuǎn)錄和翻譯的轉(zhuǎn)錄和翻譯第21頁/共34頁第22頁/共34頁場所：場所： 細(xì)胞質(zhì)的核糖體細(xì)胞質(zhì)的核糖體上上條件：條件：模板：模板：mRNA原料：原料：20種氨基酸種氨基酸能量：能量： ATP結(jié)果：結(jié)果： 多肽多肽2、翻譯、翻譯第22頁/共34頁第23頁/共34頁信息傳遞：信息傳遞：

13、DNA上的遺傳上的遺傳信息（脫氧核苷信息（脫氧核苷酸的排列順序）酸的排列順序）轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄細(xì)胞核細(xì)胞核mRNA(核糖核糖核苷酸的排核苷酸的排列順序列順序)翻譯翻譯細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)蛋白質(zhì)（特蛋白質(zhì)（特定的氨基酸定的氨基酸順序）順序）第23頁/共34頁第24頁/共34頁遺傳信息的傳遞只有這種模式嗎？遺傳信息的傳遞只有這種模式嗎？中心法則中心法則DNA轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄RNA翻譯翻譯蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)逆轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄基因?qū)π誀畹目刂苹驅(qū)π誀畹目刂瓶刂泼傅暮铣蓙黹g接控制代謝過程而控制性狀控制酶的合成來間接控制代謝過程而控制性狀控制蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)而直接影響性狀控制蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)而直接影響性狀第24頁/共34頁第25頁/共34

14、頁練習(xí)練習(xí)1、“遺傳信息遺傳信息”是指：（是指：（ ） A、 基因的脫氧核苷酸排列順序基因的脫氧核苷酸排列順序 B、DNA的堿基對排列順序的堿基對排列順序 C、信使、信使RNA的核苷酸排列順序的核苷酸排列順序 D、蛋白質(zhì)的氨基酸排列順序、蛋白質(zhì)的氨基酸排列順序2、“密碼子密碼子”是指：（是指：（ ） A、核酸上特定排列順序的堿基、核酸上特定排列順序的堿基 B、DNA特定排列順序的堿基特定排列順序的堿基 C、信使、信使RNA上決定一個氨基酸的三個相鄰的堿基上決定一個氨基酸的三個相鄰的堿基 D、轉(zhuǎn)運、轉(zhuǎn)運RNA上決定一個氨基酸的三個相鄰的堿基上決定一個氨基酸的三個相鄰的堿基AC第25頁/共34頁第

15、26頁/共34頁3.某基因中含有某基因中含有1200個堿基對，則由它控個堿基對，則由它控制合成的含有兩條肽鏈的蛋白質(zhì)分子中制合成的含有兩條肽鏈的蛋白質(zhì)分子中最最多多含有肽健的個數(shù)是含有肽健的個數(shù)是 ( ) A198個個 B398個個 C400個個 D798個個B總結(jié)：總結(jié)：蛋白質(zhì)中氨基酸的數(shù)目蛋白質(zhì)中氨基酸的數(shù)目=tRNA數(shù)目數(shù)目=1/3mRNA中中堿基的數(shù)目堿基的數(shù)目=1/6DNA(基因基因)中堿基的數(shù)目中堿基的數(shù)目第26頁/共34頁第27頁/共34頁第27頁/共34頁第28頁/共34頁生物的生物的性狀性狀是通過是通過蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能來體現(xiàn)的結(jié)構(gòu)和功能來體現(xiàn)的。的。例如、子女像父母，

16、例如、子女像父母，從現(xiàn)象上從現(xiàn)象上看是性狀的看是性狀的相似，而性狀的相似說明子女與父母之間在蛋相似，而性狀的相似說明子女與父母之間在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能上相似或相同；白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能上相似或相同；從本質(zhì)上從本質(zhì)上看，看，是由于父母把自己的是由于父母把自己的DNA傳給子女。傳給子女。因此可總結(jié)為子女獲得父母的因此可總結(jié)為子女獲得父母的DNA，DNA控制控制合成蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)體現(xiàn)性狀。合成蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)體現(xiàn)性狀。第28頁/共34頁第29頁/共34頁生物的生物的性狀性狀是通過是通過蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能來體現(xiàn)的結(jié)構(gòu)和功能來體現(xiàn)的。的。例如、子女像父母，例如、子女像父母，從現(xiàn)象上從現(xiàn)象上看是性狀的看是性狀

17、的相似，而性狀的相似說明子女與父母之間在蛋相似，而性狀的相似說明子女與父母之間在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能上相似或相同；白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能上相似或相同；從本質(zhì)上從本質(zhì)上看，看，是由于父母把自己的是由于父母把自己的DNA傳給子女。傳給子女。因此可總結(jié)為子女獲得父母的因此可總結(jié)為子女獲得父母的DNA，DNA控制控制合成蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)體現(xiàn)性狀。合成蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)體現(xiàn)性狀。第29頁/共34頁第30頁/共34頁AG T AC T A A T DNADNA的的一條鏈一條鏈U U AGAUAU C思考：與思考：與DNA復(fù)制的異同點？復(fù)制的異同點？mRNA1 1、遺傳信息的、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄：在細(xì)胞核中，以在細(xì)胞核中，以DNADNA的一條鏈為模板的一條鏈為模板，按照堿基，按照堿基互補配對的原則合成互補配對的原則合成RNARNA的過程，叫做的過程，叫做轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄。第30頁/共34頁第31頁/共34頁1、 mRNA上有上有25的腺嘌呤，的腺嘌呤，35的尿嘧啶，的尿嘧啶，則轉(zhuǎn)錄該則轉(zhuǎn)錄該mRNA的的DNA分子上腺嘌呤占堿基分子上腺嘌呤占堿基總數(shù)的（總數(shù)的（ ）A 50 B 25 C 30 D 35C2 2、煙草、煙草花葉病毒中，所含的核苷酸種、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？類和堿基種類各有多少？煙草中的核苷酸種類有煙草中的核苷酸種類有8 8種，堿基種類有種，堿基種類有5 5種