2013年高考生物一轮复习课件基因的表达.ppt

基因的表达基因的表达考点一考点一 DNA与与RNA的比较的比较 DNA RNA结结 构（构（常为常为）基本单位基本单位成分（碱基）成分（碱基）成分（五碳糖）成分（五碳糖）成分（无机酸）成分（无机酸）分分 布布主要功能主要功能产生途径产生途径种种类类信使信使RNA（mRNA)转运转运RNA(tRNA)核糖核糖RNA(rRNA)特特点点携带从携带从DNADNA链上转链上转录下来的遗传信息录下来的遗传信息一端能与氨基酸结一端能与氨基酸结合，另一端有三个合，另一端有三个碱基与碱基与mRNAmRNA碱基互碱基互补配对补配对功功能能携带着规定氨基酸携带着规定氨基酸序列的信息，在蛋序列的信息，在蛋白质合成中起着模白质合成中起着模板作用板作用转运特定的氨基酸，转运特定的氨基酸，识别识别mRNAmRNA上的遗传上的遗传密码密码是核糖体的组成是核糖体的组成物质物质结结构构单链结构单链结构呈三叶草型（单链）呈三叶草型（单链）不止三个碱基不止三个碱基单链结构单链结构考点考点1.2 三种三种RNA的比较的比较场所：场所：产物：产物：模板：模板：原料：原料：能量：能量：碱基互补配对：碱基互补配对：细胞核（主要细胞核（主要)核糖核苷酸核糖核苷酸DNA的一条链的一条链 RNA （mRNA、tRNA、rRNA）ATPGC、CG、TA、A AU U遗传信息流动：遗传信息流动：DNAmRNA转录转录酶：酶：解旋酶、解旋酶、RNA聚合酶聚合酶原则：原则：特点：特点：碱基互补配对的原则碱基互补配对的原则边解旋边转录边解旋边转录思考思考3：一个：一个DNA分子上有许多个基因，则分子上有许多个基因，则一个一个DNA分子可以转录出分子可以转录出几种几种mRNA？几个几个mRNA？因为因为DNA上有许多个基因，基因指导蛋白质上有许多个基因，基因指导蛋白质合成，所以一个合成，所以一个DNA可以转录出许多种，许可以转录出许多种，许多个多个mRNA。2 2 2 2、翻、翻、翻、翻译译：是指以：是指以：是指以：是指以mRNAmRNAmRNAmRNA为为模板，按照碱基互模板，按照碱基互模板，按照碱基互模板，按照碱基互补补配配配配对对原原原原则则，合成特定蛋白，合成特定蛋白，合成特定蛋白，合成特定蛋白质质的的的的过过程。程。程。程。（1 1 1 1）密）密）密）密码码子：子：子：子：遗传遗传学上把学上把学上把学上把mRNAmRNAmRNAmRNA上决定一个氨上决定一个氨上决定一个氨上决定一个氨基酸的三个相基酸的三个相基酸的三个相基酸的三个相邻邻的碱基，叫做一个密的碱基，叫做一个密的碱基，叫做一个密的碱基，叫做一个密码码子。子。子。子。（含起始（含起始（含起始（含起始码码、终终止密止密止密止密码码）。如下）。如下）。如下）。如下图图：UCAUG A UUAmRNA 密码子密码子 密码子密码子 密码子密码子 要点提醒要点提醒a a、一个一个密码子只和密码子只和一种一种氨氨基酸相对应基酸相对应 b b、一种一种氨基酸可以和氨基酸可以和一一种或种或多种多种密码子相对应。密码子相对应。c c、编码氨基酸的密码子编码氨基酸的密码子共共6161个，其中含有两个起始个，其中含有两个起始密码子。分别是密码子。分别是AUGAUG、GUGGUG。d d、另外还有三个终止密码另外还有三个终止密码子子UAAUAA、UAGUAG、UGAUGA特点：通用性特点：通用性 简并性简并性课本课本P65密密码子的子的通用性通用性与与简并性并性1.1.地球上几乎所有的生物体都共用上述密地球上几乎所有的生物体都共用上述密码子表。根据子表。根据这一事一事实，你能想到什么？，你能想到什么？生物都具有相同的遗传语言；生物都具有相同的遗传语言；所有生物可能有共同的起源或生命在本质上是统所有生物可能有共同的起源或生命在本质上是统一的一的 密密码子的子的通用性通用性与与简并性并性2.一种氨基酸可能有几个密码子，这一现象称做密码的简并，你认为密码的简并对生物体的生存与发展有什么意义？增强密码容错性：当密码子中有一个碱基改变时，增强密码容错性：当密码子中有一个碱基改变时，由于密码的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸；由于密码的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸；密码子使用频率：当某种氨基酸使用频率高时，几密码子使用频率：当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸可以保证翻译的速种不同的密码子都编码一种氨基酸可以保证翻译的速度。度。（2 2）tRNAtRNA（转运运RNARNA）：）：可以将氨基酸可以将氨基酸可以将氨基酸可以将氨基酸转转运到核糖体中运到核糖体中运到核糖体中运到核糖体中。注意：注意：注意：注意：tRNAtRNAtRNAtRNA不止三个碱基不止三个碱基不止三个碱基不止三个碱基氨基酸的结合部位氨基酸的结合部位(氨基氨基酸种类由密码子直接决酸种类由密码子直接决定最终由定最终由DNA决定）决定）反密码子（识别密码子）反密码子（识别密码子）3 3、翻译、翻译场所：场所：场所：场所：产物：产物：产物：产物：模板：模板：模板：模板：原料：原料：原料：原料：条件：条件：条件：条件：细胞质（核糖体）细胞质（核糖体）mRNA蛋白质蛋白质氨基酸氨基酸ATP、酶、酶转运转运RNARNA（tRNAtRNA）碱基互碱基互碱基互碱基互补配对：补配对：补配对：补配对：GC、CG、U UA A、A AU U特点：特点：一个一个mRNA分子上可分子上可以相继结合多个核糖以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽体，同时进行多条肽链的合成链的合成基基因因指指导导蛋蛋白白质质合合成成的的过过程程 比较项目比较项目 遗传信息遗传信息 密码子密码子 反密码子反密码子 位位 置置 定定 义义 种种 类类 作作 用用 特点或特点或数量对应数量对应关系关系DNAmRNAtRNADNA上特定的脱上特定的脱氧核苷酸排列顺序氧核苷酸排列顺序mRNA上决定一种氨基上决定一种氨基酸的三个相邻的碱基酸的三个相邻的碱基tRNA上与上与mRNA上的密码子互补配上的密码子互补配对的对的3个碱基个碱基4n64种（决定氨种（决定氨基酸的有基酸的有61种）种）61种种(理论上）理论上）间接决定蛋白质中间接决定蛋白质中氨基酸的排列顺序氨基酸的排列顺序直接决定蛋白质中直接决定蛋白质中氨基酸的排列顺序氨基酸的排列顺序识别密码子识别密码子多样性、多样性、特异性特异性1、所有生物共用一套遗、所有生物共用一套遗传密码传密码 2、一种密码子只、一种密码子只能决定一种氨基酸，但一能决定一种氨基酸，但一种氨基酸可能由一种或几种氨基酸可能由一种或几种密码子决定种密码子决定一种一种tRNA只能识别和只能识别和转运一种氨基酸，但转运一种氨基酸，但一种氨基酸可以由一一种氨基酸可以由一种或几种种或几种tRNA转运转运（是种类不是数量）（是种类不是数量）n对碱基对对碱基对考点考点1.3 遗传信息、密码子和反密码子的比较遗传信息、密码子和反密码子的比较蛋白质蛋白质RNA子代子代DNA产物产物分裂（间期）分裂（间期）时时 间间RNA 蛋白质蛋白质DNA RNADNA DNA遗传信息传递遗传信息传递G-C C-GA-U U-AT-A G-C C-G A-UC-G T-A G-C A-T碱基配对方式碱基配对方式氨基酸氨基酸核糖核苷酸核糖核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸原原 料料mRNADNADNA一条链一条链DNA两条链两条链模模 板板细胞质的核糖细胞质的核糖体体细胞核（主）细胞核（主）细胞核细胞核(主）主）场场 所所翻翻 译译转转 录录复复 制制生长发育的全过程生长发育的全过程（分裂、分化）（分裂、分化）考点考点1.4 复制、转录和翻译的比较（真核生物）复制、转录和翻译的比较（真核生物）和代表过程AD代表物质名称l考点考点3 中心法则的提出和发展中心法则的提出和发展中心法则的应用：中心法则的应用：1.哪些过程会发生碱基互补配对？哪些过程会发生碱基互补配对？2.哪些场所会发生碱基互补配对？哪些场所会发生碱基互补配对？（洋葱根尖细胞？蓝藻？哺乳动物成熟的红细胞？）（洋葱根尖细胞？蓝藻？哺乳动物成熟的红细胞？）可能，可能，一般不写一般不写DNADNARNARNA蛋白质蛋白质转录转录翻译翻译复复制制DNADNA转录转录复复制制逆转录逆转录RNARNA蛋白质蛋白质翻译翻译RNARNA蛋白质蛋白质翻译翻译RNARNA复制复制以以DNA为遗传物质的生物为遗传物质的生物(细胞、噬菌体等）细胞、噬菌体等）以以RNA为遗传物质（逆转录）的病毒，为遗传物质（逆转录）的病毒，如：如：HIV和和ROSE肉瘤病毒肉瘤病毒以以RNA为遗传物质（非逆转录）病毒生物为遗传物质（非逆转录）病毒生物 如：烟草花叶病毒如：烟草花叶病毒考点考点4 4 基因、蛋白质与性状的关系基因、蛋白质与性状的关系.基因基因通过控制通过控制酶的合成酶的合成来控制来控制代谢代谢的过程，的过程，进而控制生物体的进而控制生物体的性状性状。（如：白化病人的酷氨酸酶不能合成、（如：白化病人的酷氨酸酶不能合成、皱粒豌豆的淀粉分支酶不能合成）皱粒豌豆的淀粉分支酶不能合成）.基因基因通过控制通过控制蛋白质的结构蛋白质的结构直接控制生物体的直接控制生物体的性状性状。（如：囊性纤维病人的（如：囊性纤维病人的CFTR蛋白结构异常蛋白结构异常 镰刀型细胞贫血症的血红蛋白分子结构异常镰刀型细胞贫血症的血红蛋白分子结构异常）规范表述：规范表述：“控制控制”DNADNA中插入了一段外来的中插入了一段外来的DNADNA序列序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因，打乱了编码淀粉分支酶的基因淀粉分支酶淀粉分支酶不能正常合成不能正常合成蔗糖不合成为淀粉，蔗糖含量升高蔗糖不合成为淀粉，蔗糖含量升高淀粉含量低的豌豆由于失水而显得淀粉含量低的豌豆由于失水而显得皱缩（性状：皱缩（性状：皱粒皱粒）编码淀粉分支酶的基因正常编码淀粉分支酶的基因正常淀粉分支酶淀粉分支酶正常合成正常合成蔗糖合成为淀粉，淀粉含量升高蔗糖合成为淀粉，淀粉含量升高淀粉含量高，有效保留水分，豌豆显淀粉含量高，有效保留水分，豌豆显得圆鼓鼓（性状：得圆鼓鼓（性状：圆粒圆粒）控制酪氨酸酶的控制酪氨酸酶的基因异常基因异常酪氨酸酶不能酪氨酸酶不能正常合成正常合成酪氨酸不能正常酪氨酸不能正常转化为黑色素转化为黑色素缺乏黑色素表现缺乏黑色素表现为白化病为白化病 基因通过控制基因通过控制 来控制代谢过程，进而来控制代谢过程，进而 .控制生物体的控制生物体的_酶的合成酶的合成性状性状间接间接基因基因对性状的控制性状的控制 基因还能通过控制蛋白质的基因还能通过控制蛋白质的_而而_ 控制生物体的控制生物体的_编码血红蛋白的编码血红蛋白的 基因中一个碱基对变化基因中一个碱基对变化血红蛋白的结构发生变化血红蛋白的结构发生变化红细胞成镰刀型红细胞成镰刀型容易破裂，患溶血性贫血容易破裂，患溶血性贫血性状性状结构结构直接直接镰刀型细胞贫血症镰刀型细胞贫血症CFTRCFTR基因缺失了基因缺失了3 3个碱基个碱基CFTRCFTR蛋白结构蛋白结构异常，导致功能异常异常，导致功能异常患者支气管内黏液增多患者支气管内黏液增多黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染 1.当某当某DNA碱基发生改变，是否一定会导碱基发生改变，是否一定会导致生物性状发生改变？致生物性状发生改变？不一定。不一定。该碱基位于该碱基位于DNADNA无效片段上（内含子、非编码无效片段上（内含子、非编码区、基因间的片段区、基因间的片段)；该碱基改变后形成的密码子与原来的密码子该碱基改变后形成的密码子与原来的密码子决定同一种氨基酸（密码子的简并性）决定同一种氨基酸（密码子的简并性）隐性突变（隐性突变（AAAAAaAa）“某某DNA”换成换成“某基因某基因”呢？呢？2.生物的性状只是由基因控制吗？生物的性状只是由基因控制吗？3.基因与性状之间是一一对应关系吗？基因与性状之间是一一对应关系吗？不一定不一定 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。基因与基因、基因与环境、基因与基因产物之基因与基因、基因与环境、基因与基因产物之间存在复杂的相互关系，精细的调控着生物性状。间存在复杂的相互关系，精细的调控着生物性状。细胞质中的叶绿体、线粒体内含有少量的细胞质中的叶绿体、线粒体内含有少量的DNADNA，其，其上的基因，叫做细胞质基因。上的基因，叫做细胞质基因。细胞质基因能进行半自主自我复制，并通过转细胞质基因能进行半自主自我复制，并通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成。录和翻译控制某些蛋白质的合成。细胞质遗传不符合孟德尔遗传定律，细胞质基因细胞质遗传不符合孟德尔遗传定律，细胞质基因只能通过母亲遗传给后代（母系遗传现象）。只能通过母亲遗传给后代（母系遗传现象）。产生母系遗传现象的原因是：产生母系遗传现象的原因是：_ 受精卵中的细胞质基因几乎全部来自卵细胞受精卵中的细胞质基因几乎全部来自卵细胞考点考点5 细胞质基因细胞质基因5 5细细胞胞质质基因与基因与细细胞核基因的比胞核基因的比较较细细胞胞质质基因基因细细胞核基因胞核基因存在部位存在部位叶叶绿绿体、体、线线粒体粒体细细胞核胞核是否与蛋是否与蛋白白质结质结合合否，否，DNADNA分子裸露分子裸露与蛋白与蛋白质结质结合合为为染色染色体体结结构构双双环环DNADNA双双链链DNADNA功能功能复制、复制、转录转录、翻、翻译译复制、复制、转录转录、翻、翻译译基因数量基因数量少少多多遗传遗传方式方式母系母系遗传遗传遵循孟德遵循孟德尔尔遗传规遗传规律律联联系系线线粒体和叶粒体和叶绿绿体是半自主体是半自主细细胞器，胞器，这这些部位的基因些部位的基因的活的活动还动还要受到核基因的控制、制要受到核基因的控制、制约约核基因的复制、核基因的复制、转录转录在在细细胞核内胞核内进进行，翻行，翻译译在在细细胞胞质质的核糖体上的核糖体上进进行；行；质质基因的复制、基因的复制、转录转录、翻、翻译译均在均在细细胞胞质质的的线线粒体、叶粒体、叶绿绿体内完成，因体内完成，因为这为这两两类细类细胞器胞器中有自己的核糖体中有自己的核糖体