2023學年完整版基因的表達4

第四章基因的表達第一節(jié)基因指導蛋白質(zhì)的合成-1-基因蛋白質(zhì)？DNA（基因）細胞核蛋白質(zhì)（性狀）細胞質(zhì)核糖體上

DNA分子是怎樣控制遺傳性狀的？生物的性狀是由

控制的；是由

（物質(zhì)）體現(xiàn)的。現(xiàn)代遺傳學認為：mRNA比較項目

DNA

RNA全稱基本單位組成五碳糖堿基種類及空間結(jié)構(gòu)存在場所-1-一、RNA和DNA的區(qū)別脫氧核糖核酸核糖核酸脫氧核苷酸核糖核苷酸核糖脫氧核糖A、U、C、GA、T、C、G細胞核細胞質(zhì)雙螺旋信使RNA（mRNA）：單鏈轉(zhuǎn)移RNA（tRNA）核糖體RNA（rRNA）-1--1-二、轉(zhuǎn)錄場所:模板:原料:條件:產(chǎn)物:特點:原則:細胞核DNA分子的一條鏈四種核糖核苷酸(A、G、C、U）模板、原料、酶、能量單鏈的mRNA邊解旋邊轉(zhuǎn)錄堿基互補配對原則（A--U,T--A;G--C,C--G）-1-為什么RNA適于作為DNA的信使？①RNA也是由基本單位－－核苷酸組成，由核糖、磷酸、含氮堿基：A、G、C、U共同組成，也能儲存遺傳信息。②在RNA和DNA的關(guān)系中，也遵循“堿基互補配對原則”A--U，G--C。③RNA一般是單鏈，而且比DNA短，因此能夠通過核孔，從細胞核轉(zhuǎn)移到細胞質(zhì)中。轉(zhuǎn)錄和DNA復制都是以DNA為模板并按堿基互補配對原則進行的，堿基互補配對原則能夠保證遺傳信息準確無誤地傳遞下去，從而保證了遺傳地穩(wěn)定性。-1-1、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單鏈的堿基序列有那些異同？與該DNA的另一條鏈的堿基序列有那些異同？轉(zhuǎn)錄的RNA堿基序列堿基序列和模板DNA單鏈的建基序列互補配對，與DNA的另一條鏈的堿基序列相同（但DNA單鏈上的T換成U）。思考和討論三、遺傳信息的翻譯-1-

1、定義：在細胞質(zhì)的核糖體上,以游離在細胞質(zhì)中的各種氨基酸原料，以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。

-1-堿基與氨基酸之間的對應關(guān)系是怎樣的？一個堿基決定一個氨基酸只能決定4種：41＝1，不行二個堿基決定一個氨基酸只能決定16種：42＝16，不行三個堿基決定一個氨基酸只能決定64種：43＝64，足足有余-1-

密碼子UCAUGAUUAmRNA

密碼子

密碼子

2、遺傳密碼和密碼子：

遺傳學上把mRNA中決定氨基酸的不同堿基排列順序，叫做“遺傳密碼”。把其中決定一個氨基酸的相鄰的三個堿基稱為密碼子。-1-

a、一種氨基酸可以

與一個或多個密碼子相對應

b、一個密碼子只和一種氨基酸相對應（終止密碼子除外）

c、2個起始，3個終止密碼子

d、氨基酸：20種密碼子共有：64種能決定氨基酸的密

碼子：61種對應的氨基酸序列為：甲硫氨酸－谷氨酸－丙氨酸－半胱氨酸－脯氨酸－絲氨酸－賴氨酸－脯氨酸-1-1、已知一段mRNA的堿基序列是AUGGAAGCAUGCCGCAAGCCG,你能寫出對應的氨基酸序列嗎？2、地球上幾乎所有的生物體都共用上述密碼子表。根據(jù)這一事實說明什么？說明地球上所有的生物都有著或遠或近的親緣關(guān)系，或者生物都具有共同的遺傳語言，或者生命在本質(zhì)上是統(tǒng)一的。思考和討論：-1-3、勤勞的“搬運工”——轉(zhuǎn)運RNA（tRNA）-1-ACU

天冬

酰氨反密碼子AUG異亮

氨酸反密碼子3、轉(zhuǎn)運RNA(tRNA)：61種-1-4、翻譯過程：-1-翻譯小結(jié)場所:模板:原料:條件:產(chǎn)物:原則:細胞質(zhì)的核糖體上信使RNA20種氨基酸模板、原料、酶、能量蛋白質(zhì)密碼子與反密碼子配對,堿基互補配對原則（A=U，G=C）-1-①信使RNA（mRNA)功能：將DNA的遺傳信息轉(zhuǎn)錄下來，傳遞至細胞質(zhì)中的核糖體上，控制蛋白質(zhì)的合成。②轉(zhuǎn)運RNA（tRNA)種類：多種功能：專一識別一種氨基酸的密碼子并轉(zhuǎn)運一種氨基酸③核糖體rRNA；構(gòu)成核糖體的成分。RNA的種類及功能小結(jié)：蛋白質(zhì)是生物性狀的體現(xiàn)者，基因通過控制蛋白質(zhì)的合成從而控制了生物的性狀。-1-1、基因控制蛋白質(zhì)合成的最終結(jié)果是什么？2、生物表現(xiàn)出多樣性的根本原因和直接原因是什么？直接原因：蛋白質(zhì)的種類及其多樣，體現(xiàn)了

不同的性狀。根本原因：DNA分子上的脫氧核苷酸（堿基）

的排列順序不同。思考和討論DNA復制轉(zhuǎn)錄翻譯時間場所模板原料酶能量原則特點產(chǎn)物遺傳信息遺傳密碼生物性狀-1-3真核細胞中復制、轉(zhuǎn)錄、翻譯的比較細胞分裂間期細胞核DNA的兩條鏈均為模板四種脫氧核苷酸DNA聚合酶等ATPA-T、G-C半保留復制邊解旋邊復制2個子代DNA分子生長發(fā)育過程細胞核基因的一條鏈為模板四種核糖核苷酸RNA聚合酶等ATPA-U、T-AG-C，C-G邊解旋邊轉(zhuǎn)錄1個信使RNA生長發(fā)育過程細胞質(zhì)mRNA為模板二十種氨基酸特定的酶等ATPmRNA與tRNA配對

A-U,G-C蛋白質(zhì)DNA的堿基數(shù)：mRNA的堿基數(shù)：蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)＝6：3：1。-1-4、DNA的堿基數(shù)、mRNA的堿基數(shù)、蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)三者之間有何數(shù)量關(guān)系？說明：因為基因中存在又終止密碼子等片段，實際上基因（DNA）上所含有的堿基數(shù)要大于6n,或氨基酸數(shù)目小于n。因此一般題目中帶有“至少”或“最多”字樣。nDNA3n3n3n轉(zhuǎn)錄翻譯-1-1、組成人的核酸的堿基和核苷酸各共有（）A、5、5B、5、8C、8、5D、4、42、組成噬菌體的核酸的堿基和核苷酸各共有（）A、5、5B、5、8C、8、5D、4、4鞏固練習-1-3、已知一段信使RNA上有12個A和G，該信使RNA上共有30個堿基，那么轉(zhuǎn)錄成信使RNA的這一段DNA分子中應有C和T（）A、12B、18C、24D、304、一個雙鏈DNA分子中堿基A占30%，其轉(zhuǎn)錄成的信使RNA上的U為35%，則信使RNA上的堿基A為（）A、30%B、35%C、40%D、25%-1-5、某一多肽鏈共有100個氨基酸，則控制合成該肽鏈的基因中的堿基數(shù)至少有A、600B、300C、297D、594基因堿基：信使RNA堿基：氨基酸數(shù)目===（雙鏈）（單鏈）

1個密碼子1個氨基酸63：1-1-6、根據(jù)蛋白質(zhì)中遺傳信息傳遞規(guī)律，填寫表中空白并回答問題DNA雙鏈CAG信使RNAA轉(zhuǎn)運RNAGAG氨基酸丙氨酸A鏈B鏈C鏈D鏈1、丙氨酸的密碼子是

，決定合成該氨基酸的DNA上的堿基是

。2、第二個氨基酸是

，（查密碼表）3、

鏈為轉(zhuǎn)錄的模板鏈，遺傳密碼子存在于

鏈上。TUGCACGTUGC半胱氨酸AC-1-

以DNA自身為模板合成子代DNA，以DNA的一條鏈為模板合成RNA，以信使RNA為模板合成蛋白質(zhì)從而決定生物的性狀表現(xiàn)，叫中心法則。人和動植物及絕大多數(shù)微生物的遺傳信息傳遞都遵循這一法則。一、中心法則的提出及其發(fā)展DNA轉(zhuǎn)錄復制逆轉(zhuǎn)錄蛋白質(zhì)翻譯RNA復制RNA-1-資料分析:1、豌豆的圓粒和皺粒這一對相對性狀。編碼淀粉分支酶的基因正常。淀粉分支酶正常合成。蔗糖合成淀粉，淀粉含量升高。淀粉含量高，有效保留水分，豌豆顯得圓鼓鼓（性狀：圓粒）。

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(基因增添)淀粉分支酶不能正常合成。蔗糖不能合成淀粉，蔗糖含量升高。淀粉含量低的豌豆由于失水而顯得皺縮（性狀：皺粒）。-1-控制酶形成的基因異常。酪氨酸酶不能正常合成。酪氨酸不能轉(zhuǎn)化成黑色素。缺乏黑色素而表現(xiàn)為白化病。2、白化病?？刂泼感纬傻幕蛘！＠野彼崦刚：铣?。酪氨酸正常轉(zhuǎn)化成黑色素。表現(xiàn)正常。這兩個例子來看，大家可以總結(jié)出基因是如何控制生物的性狀的？基因通過控制酶的結(jié)構(gòu)來控制代謝過程，從而控制生物性狀。-1-CFTR基因缺失了三個堿基(堿基缺失)CFTR蛋白缺少一個丙苯氨酸，結(jié)構(gòu)異常，導致功能異常?；颊咧夤軆?nèi)黏液增多。黏液清除困難，細菌繁殖，肺部感染。3、囊性纖維病?？刂蒲t蛋白形成基因的一個堿基發(fā)生變化。（堿基替換）血紅蛋白的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。紅細胞呈鐮刀狀。紅細胞容易破裂，患溶血性貧血這兩個例子來看，大家可以總結(jié)出基因是如何控制生物的性狀的？4、鐮刀型貧血癥。基因通過控制蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)來直接控制生物的性狀?；?、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系總結(jié)：-1-基因酶或激素(功能蛋白)結(jié)構(gòu)蛋白細胞代謝細胞結(jié)構(gòu)生物性狀生物性狀三、基因型和表現(xiàn)型的關(guān)系-1-表現(xiàn)型=基因型+環(huán)境條件遺傳學家曾經(jīng)做過這樣的實驗：長翅果蠅幼蟲正常的培養(yǎng)環(huán)境溫度為25℃，將孵化后4～7d的長翅果蠅幼蟲放在35～37℃的環(huán)境中處理6～24h后，得到了一些殘翅果蠅，這些殘翅果蠅在正常溫度下繁殖的后代仍然是長翅果蠅。問：請針對出現(xiàn)殘翅果蠅的原因提出假說，進行解釋。（環(huán)境如何影響基因的對性狀的控制的）環(huán)境(如溫度和pH值)通過影響酶的活性，來影響基因?qū)π誀畹目刂?。四、生物體性狀的多基因因素-1-基因與性狀并不是都是一一對應的簡單的線性關(guān)系，一種性狀由多個基因控制。而還受到環(huán)境因素的影響?；蚺c基因、基因與基因產(chǎn)物，基因和環(huán)境之間存在這復雜的相互作用，共同精細地調(diào)控生物的性狀。

所以要用系統(tǒng)的觀點來看待生物體。五、細胞質(zhì)基因（細胞質(zhì)遺傳）-1-細胞質(zhì)基因：指存在于細胞質(zhì)結(jié)構(gòu)中的遺傳物質(zhì)。與核基因一樣具有穩(wěn)定性、連續(xù)性和變異性。功能：控制一些蛋白質(zhì)的合成，線粒體DNA缺陷會引起遺傳病。特點：1、DNA分子半自主性復制；

2、母系遺傳：只能通過母親遺傳給后代。１２３４５６７８９1011-1-1、RNA和DNA的區(qū)別-1-基因?qū)π誀畹目刂?1-此信息流能代表所有生物中遺傳信息的流向嗎？蛋白質(zhì)DNAmRNA轉(zhuǎn)錄翻譯復制遺傳信息的信息流主方向一、中心法則的提出及其發(fā)展-1-P68資料分析：中心法則的發(fā)展蛋白質(zhì)DNAmRNA轉(zhuǎn)錄翻譯復制遺傳信息的信息流主方向一、中心法則的提出及其發(fā)展-1-蛋白質(zhì)DNARNARNA病毒（如煙草花葉病毒）逆轉(zhuǎn)錄病毒（如HIV）中心法則中心法則的重要補充逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯復制中心法則實質(zhì)蘊涵著______和________這兩類生物大分子之間的相互______和相互作用。核酸蛋白質(zhì)聯(lián)系-1-蛋白質(zhì)DNARNA中心法則逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯復制理一理：1、遺傳信息有哪幾種流向？①DNA→DNA②DNA→RNA③RNA→蛋白質(zhì)⑤RNA→DNA④RNA→RNA-1-中心法則包括下列遺傳信息的轉(zhuǎn)變過程，其中能揭示生物遺傳實質(zhì)的是：A、從DNA→DNA的復制過程；B、從DNA→RNA的轉(zhuǎn)錄過程；C、從RNA→蛋白質(zhì)的翻譯過程；D、從RNA→DNA的逆轉(zhuǎn)錄過程。-1-傳種接代親代個體發(fā)育子代蛋白質(zhì)DNARNA轉(zhuǎn)錄翻譯堿基互補配對原則密碼子理一理：2、遺傳信息的傳遞和表達發(fā)生在什么過程中？由誰來完成？-1-二、基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系基因通過指導____的合成從而控制生物體的____蛋白質(zhì)性狀蛋白質(zhì)是生命活動的______者和______者體現(xiàn)承擔問題1：蛋白質(zhì)與生命性狀特征有何關(guān)系?問題2：蛋白質(zhì)如何承擔生命活動？運動(如肌纖維中的肌球蛋白和肌動蛋白，助肌肉收縮)運輸(如血紅蛋白、協(xié)助擴散和主動運輸時的載體蛋白)調(diào)節(jié)(如生長激素、胰島素)防御(如抗體)催化（各種酶）-1-例1：從基因的角度解釋孟德爾的圓粒與皺粒豌豆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淀粉分支酶不能正常合成蔗糖不能合成為淀粉，蔗糖含量升高淀粉含量低的豌豆由于失水而顯得皺縮編碼淀粉分支酶的基因正常淀粉分支酶正常合成蔗糖合成為淀粉，淀粉含量升高淀粉含量高，有效保持水分，豌豆顯得圓圓胖胖-1-控制酪氨酸酶的基因異常酪氨酸酶不能正常合成酪氨酸不能正常轉(zhuǎn)化為黑色素缺乏黑色素表現(xiàn)為白化病例2：白化病-1-1、基因通過控制______合成來控制代謝過程，進而控制生物體的_____CFTR蛋白基因缺失3個堿基CFTR蛋白結(jié)構(gòu)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，肺部感染酶的性狀間接控制例3：囊性纖維病-1-1、基因通過控制______合成來控制代謝過程，進而控制生物體的_____2、基因還能通過控制蛋白質(zhì)的______而_____

控制生物體的_______編碼血紅蛋白的基因中一個堿基變化血紅蛋白的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化紅細胞成鐮刀型容易破裂，患溶血性貧血酶的性狀結(jié)構(gòu)直接性狀直接控制間接控制例4鐮刀型細胞貧血癥-1-單基因控制某性狀多人的身高、血壓、智力、長相、記憶力、性格、自尊、對社會的態(tài)度等結(jié)論：基因與性狀的關(guān)系并不都是簡單的線性關(guān)系遺傳控制+后天環(huán)境的影響-1-單基因控制某性狀遺傳控制+后天環(huán)境的影響表現(xiàn)型=基因型+環(huán)境基因與基因、基因與基因產(chǎn)物、基因與環(huán)境之間存在著復雜的相互作用，這種相互作用形成了一個錯綜復雜而又繁而有序的網(wǎng)絡(luò)，精細地調(diào)控著生物體的性狀多基因控制某性狀-1-P70：批判性思維：如何評價基因決定生物體的性狀這一觀點？性狀的形成往往是內(nèi)因（基因）與外因（環(huán)境因素等）相互作用的結(jié)果-1-小結(jié)：基因?qū)π誀畹目刂?.通過控制酶的合成來控制代謝過程，從而間接控制生物性狀。2.通過控制蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)直接控制性狀。-1-小結(jié)：基因?qū)π誀畹目刂?.通過控制酶的合成來控制代謝過程，從而間接控制生物性狀。2.通過控制蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)直接控制性狀。DNA—蛋白質(zhì)—性狀的關(guān)系DNA的多樣性蛋白質(zhì)的多樣性生物界的多樣性決定導致根本原因直接原因表現(xiàn)形式-1-分析：1962年，科學家用電子顯微鏡觀察衣藻、玉米等植物葉綠體的超薄切片，發(fā)現(xiàn)在葉綠體的基質(zhì)