基因的表达复习课_课件4.ppt

基因的表达基因的表达 （一）基因的概念（一）基因的概念 基因是决定生物性状的基本单位，是有遗传基因是决定生物性状的基本单位，是有遗传效应的效应的DNADNA片段。片段。1、染色体、染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的关系：、基因、脱氧核苷酸的关系：1 1条条染色体染色体 1 1个个DNADNA分子分子 多个多个基因基因 许多许多脱氧核苷酸脱氧核苷酸通常通常含有含有含有含有含有含有（1 1）染色体复制后，）染色体复制后，1 1条染色体含有条染色体含有2 2个个DNADNA分子。分子。（2 2）基因在染色体上呈线性排列。）基因在染色体上呈线性排列。 （3 3）每个基因特定的脱氧核苷酸的排列顺序）每个基因特定的脱氧核苷酸的排列顺序（碱基顺序）代表着基因所携带的遗传信息。（碱基顺序）代表着基因所携带的遗传信息。基因的表达是一个什么过程？基因的表达是一个什么过程？ 基因表达是一个把遗传信息反映到蛋白质分子基因表达是一个把遗传信息反映到蛋白质分子结构上的控制蛋白质合成的过程。结构上的控制蛋白质合成的过程。 问题：基因主要位于细胞的问题：基因主要位于细胞的_ 中，细中，细胞中蛋白质合成的场所是胞中蛋白质合成的场所是_，在细胞质，在细胞质中。中。 细胞核细胞核核糖体核糖体遗传信息是通过什么传递到细胞质的？遗传信息是通过什么传递到细胞质的？ （二）基因控制蛋白质的合成（二）基因控制蛋白质的合成1、RNA分子结构与分子结构与DNA的比较：的比较：碱碱 基基五碳糖五碳糖组成单位组成单位结结 构构RNA DNA 分分 布布 双链结构双链结构 单链结构单链结构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核核 糖糖A A、 、C C、G GA A、 、C C、G G 主要在细胞核主要在细胞核 其余在线粒体其余在线粒体 叶绿体、质粒叶绿体、质粒主要在细胞质主要在细胞质2 2、RNARNA的种类的种类信使信使 RNA(mRNA)RNA(mRNA)核糖体核糖体 RNA(rRNA)RNA(rRNA)转运转运 RNA(tRNA)RNA(tRNA)三叶草形三叶草形有臂有臂一端可携带氨基酸一端可携带氨基酸有环有环另一端有三个碱基另一端有三个碱基 2、蛋白质的合成包括转录和翻译两个阶段：、蛋白质的合成包括转录和翻译两个阶段： （1） “转录转录”是一个是一个_的过程，的过程，进行的场所是进行的场所是_ 。 “转录转录”过程的进行条件：过程的进行条件：_。合成合成mRNA细胞核细胞核DNA模板、模板、4种游离的核糖核苷酸、酶、种游离的核糖核苷酸、酶、ATP等等 如何保证如何保证“转录转录”的准确性？的准确性？碱基互补配对原则：碱基互补配对原则：、CG （2 2）“翻译翻译”是是一个一个_的过程，的过程，进行的场所是进行的场所是_。合成蛋白质合成蛋白质核糖体核糖体 “翻译翻译”过程的进行条件：过程的进行条件：_。mRNA和转运和转运RNA 、氨基酸、酶、氨基酸、酶、ATP等等 mRNA如何决定蛋白质中的氨基酸？如何决定蛋白质中的氨基酸？ 现代遗传学研究认为，现代遗传学研究认为，mRNA通过通过密码子密码子决决定蛋白质中的氨基酸。定蛋白质中的氨基酸。 密码子：密码子：信使信使RNA上决定一个氨基酸的上决定一个氨基酸的3个个相邻相邻的碱基叫做的碱基叫做1个个“密码子密码子”（即遗传密码）。（即遗传密码）。 信使信使RNARNA上决定一个氨基酸的上决定一个氨基酸的3 3个相邻的碱基个相邻的碱基UCAUG A UUAmRNAmRNA密码子密码子密码子密码子密码子密码子P P6565思考与讨论思考与讨论2020种氨基酸的密码子种氨基酸的密码子密码子共有多少种？密码子共有多少种？决定氨基酸的密码子共有多少种决定氨基酸的密码子共有多少种？64613 3密码子与反密码子密码子与反密码子A A U亮氨酸亮氨酸AC U天冬氨酸天冬氨酸一种一种tRNAtRNA只能携带一种氨基酸只能携带一种氨基酸? ?一种氨基酸只能由一种一种氨基酸只能由一种tRNAtRNA携带携带?tRNA?tRNA总共有多少种？总共有多少种？AUG异亮氨酸异亮氨酸蛋白质合成过程思考：思考： 1.关于遗传信息、遗传密码、反密码子存在关于遗传信息、遗传密码、反密码子存在的位置、作用、特点的不同。的位置、作用、特点的不同。 2.基因中碱基数、基因中碱基数、 mRNA中碱基数、肽链中中碱基数、肽链中氨基酸数的关系。氨基酸数的关系。 6n ： 3n ： n a、生物界遗传信息的流动：、生物界遗传信息的流动：DNADNA转录转录RNA翻译翻译蛋白质（性状）蛋白质（性状）逆转录逆转录“中心法则中心法则”基因、蛋白质、性状的关系：基因、蛋白质、性状的关系： 性状=基因+环境 多基因遗传 细胞质遗传 小小 结：结： 基因的表达基因的表达控制蛋白质的合成控制蛋白质的合成脱氧核苷酸序列脱氧核苷酸序列核糖核苷酸序列核糖核苷酸序列氨基酸序列氨基酸序列DNAmRNA蛋白质蛋白质复制复制转录转录翻译翻译（基因）（基因）遗传信息遗传信息遗传密码遗传密码细胞核内进行细胞核内进行细胞质内进行细胞质内进行 练一练：练一练： 1 1水蛭素是由水蛭素是由6565个氨基酸组成的蛋白质，控个氨基酸组成的蛋白质，控制该蛋白质合成的基因的碱基数至少为（制该蛋白质合成的基因的碱基数至少为（ ） A. 390 B. 195 C. 65 D. 260 2 2某真核生物体内有一种蛋白质分子，由一条某真核生物体内有一种蛋白质分子，由一条多肽链组成，共多肽链组成，共150150个氨基酸，控制这个蛋白质个氨基酸，控制这个蛋白质合成的基因中所含的碱基数为（合成的基因中所含的碱基数为（ ） A. 300 B. 600 C. 900 D. 多于多于900 3 3已知已知AUGAUG、GUGGUG为起始密码子，为起始密码子，UAAUAA、UGAUGA、UAG UAG 为终止密码子，某信使为终止密码子，某信使RNARNA能控制能控制5151个氨基个氨基酸合成肽链，其碱基排列顺序如下：酸合成肽链，其碱基排列顺序如下： AUUCGAUGACAUUCGAUGAC(40(40个碱基个碱基) ) CCAGAUCUCCAGAUCU，由于某种原因，在由于某种原因，在CCACCA后插入了一个碱基后插入了一个碱基U U，则，则突变后多肽链中氨基酸的数目为突变后多肽链中氨基酸的数目为 ，该，该多肽中的第多肽中的第9 9位氨基酸由脯氨酸变为组氨酸。已位氨基酸由脯氨酸变为组氨酸。已知脯氨酸的密码子为知脯氨酸的密码子为CCUCCU、CCCCCC、CCACCA、CCGCCG，组，组氨酸的密码子为氨酸的密码子为CAUCAU、CACCAC。突变后基因中决定。突变后基因中决定第第9 9位组氨酸的密码子的碱基对的组成是：位组氨酸的密码子的碱基对的组成是： 或或 ，原基因中发生突变的碱，原基因中发生突变的碱基对是基对是 。 16CAT GTA CAC GTG GCU U 4胸腺嘧啶脱氧核苷（简称胸苷）在细胞内胸腺嘧啶脱氧核苷（简称胸苷）在细胞内可以转化为胸腺嘧啶脱氧核苷酸，后者是合成可以转化为胸腺嘧啶脱氧核苷酸，后者是合成DNA的原料，用含有的原料，用含有3H胸苷的营养液，处理胸苷的营养液，处理活的小肠黏膜层，半小时后洗去游离的活的小肠黏膜层，半小时后洗去游离的3H胸苷。胸苷。连续连续48小时检测小肠绒毛的被标记部位，结果如小时检测小肠绒毛的被标记部位，结果如下图（黑点表示放射性部位）。下图（黑点表示放射性部位）。 请回答：（请回答：（1）处理后开始的几小时，发现只有）处理后开始的几小时，发现只有a处能够处能够检测到放射性，这说明什么？检测到放射性，这说明什么？ （2）处理后）处理后24小时左右，在小时左右，在b处可以检测到放射性，处可以检测到放射性，48小时左右，在小时左右，在c处检测到放射性，为什么？处检测到放射性，为什么？ （3）如果继续跟踪检测，小肠黏膜层上的放射性将）如果继续跟踪检测，小肠黏膜层上的放射性将发生怎样的变化？发生怎样的变化？ （4）上述实验假如选用含有）上述实验假如选用含有3H尿嘧啶核糖核苷尿嘧啶核糖核苷的营养液，请推测几小时内小肠黏膜层上放射性出现的的营养液，请推测几小时内小肠黏膜层上放射性出现的情况将会怎样？为什么？情况将会怎样？为什么？黑黑点点表表示示放放射射性性部部位位 答案：答案： （1）小肠黏膜层只有）小肠黏膜层只有a处的细胞能进行处的细胞能进行DNA复制和复制和细胞分裂。细胞分裂。 （2）a处的细胞连续分裂把带有放射性标记的细胞处的细胞连续分裂把带有放射性标记的细胞推向推向b处，直至处，直至c处。处。 （3）小肠黏膜细胞上的放射性将会因为细胞的衰）小肠黏膜细胞上的放射性将会因为细胞的衰老、死亡、脱落而消失。老、死亡、脱落而消失。 （4）在小肠黏膜层的各处都可以检测到放射性，）在小肠黏膜层的各处都可以检测到放射性，因为小肠黏膜层上的细胞不断进行因为小肠黏膜层上的细胞不断进行RNA的合成。的合成。 5.5.乳腺细胞和唾液腺细胞都来自外胚层。乳乳腺细胞和唾液腺细胞都来自外胚层。乳腺细胞能够合成乳蛋白腺细胞能够合成乳蛋白, ,不能合成唾液淀粉酶，不能合成唾液淀粉酶，而唾液腺细胞正相反。对这一现象的解释是而唾液腺细胞正相反。对这一现象的解释是: :（多选）（多选）A.A.唾液腺细胞没有合成乳蛋白的基因唾液腺细胞没有合成乳蛋白的基因B.B.乳腺细胞没有合成唾液淀粉酶的基因乳腺细胞没有合成唾液淀粉酶的基因C.C.两种细胞都有合成乳蛋白、唾液淀粉酶的基因两种细胞都有合成乳蛋白、唾液淀粉酶的基因D.D.两种细胞中相关基因选择性表达两种细胞中相关基因选择性表达 6狼体内有狼体内有a种蛋白质，兔体内有种蛋白质，兔体内有b种蛋白质，种蛋白质，狼捕食兔后，狼体内的一个细胞中含有的蛋白质狼捕食兔后，狼体内的一个细胞中含有的蛋白质种类最可能是（种类最可能是（ ） A少于少于a B. a+b C. a D. 多于多于a 7.下图表示下图表示DNA（基因）控制蛋白质合成的过程，（基因）控制蛋白质合成的过程，请分析后回答：请分析后回答： DNA 片段片段 T A G （基因）（基因） A T C 信使信使RNA U A G 转运转运RNA A U C 氨基酸氨基酸 （1）图中标出的碱基符号，包括了）图中标出的碱基符号，包括了 种核苷酸种核苷酸（2）在）在DNA双链中，双链中， 链为转录链，密码子存在链为转录链，密码子存在于于 链。链。（3）已知人的胰岛素含有）已知人的胰岛素含有51个氨基酸，控制合成胰岛个氨基酸，控制合成胰岛素的基因至少含有素的基因至少含有 个脱氧核苷酸，计算出的脱个脱氧核苷酸，计算出的脱氧核苷酸数值是氧核苷酸数值是 ，还有计算不出，还有计算不出的脱氧核苷酸部分是的脱氧核苷酸部分是 。 851X6编码区的外显子编码区的外显子内含子和非编码区内含子和非编码区