基因的表达 (2)精选PPT.ppt
关于基因的表达(2)第1页，讲稿共66张，创作于星期日基因基因是什么物质？是什么物质？位于哪里？位于哪里？对基因还对基因还了解什么？了解什么？什么作用？什么作用？第2页，讲稿共66张，创作于星期日v基因是遗传的一个基因是遗传的一个基本功能基本功能单位，在适当单位，在适当的环境条件下的环境条件下控制生物的性状控制生物的性状。v一段包含一个完整的一段包含一个完整的遗传信息单位的有功遗传信息单位的有功能能（有遗传效应）的（有遗传效应）的核酸核酸分子片段。分子片段。v在大多数生物中是在大多数生物中是一段一段DNADNA，而在，而在RNARNA病毒病毒中则是中则是一段一段RNARNA。v不同基因中不同基因中核苷酸的排列顺序核苷酸的排列顺序不同，因此不同，因此不同的基因含有不同的不同的基因含有不同的遗传信息。遗传信息。一、基因一、基因1、概念、概念(P70)第3页，讲稿共66张，创作于星期日v科学家将深海水母的荧光蛋白基因转移到小科学家将深海水母的荧光蛋白基因转移到小鼠的受精卵内，由此发育出能发荧光的小鼠。鼠的受精卵内，由此发育出能发荧光的小鼠。第5页，讲稿共66张，创作于星期日基因的表达基因的表达 基因基因(DNA)蛋白质蛋白质第6页，讲稿共66张，创作于星期日资料一：资料一：科学家在细胞溶胶中没有检测到科学家在细胞溶胶中没有检测到DNADNA，相反却发，相反却发现有大量现有大量RNARNA的存在。的存在。资料二：资料二：19551955年，有人用洋葱根尖做实验：如果加入年，有人用洋葱根尖做实验：如果加入 RNARNA酶分解细胞溶胶中的酶分解细胞溶胶中的 RNARNA，蛋白质合成就停止，蛋白质合成就停止,如果再加入从如果再加入从酵母中提取的酵母中提取的RNARNA，则又可重新合成一定数量的蛋白质。，则又可重新合成一定数量的蛋白质。二、基因的表达（遗传信息的表达）二、基因的表达（遗传信息的表达）资料三：资料三：美国加州理工学院的梅塞尔森通过实验发现，这个美国加州理工学院的梅塞尔森通过实验发现，这个RNARNA是与核糖体缠绕在一起的。是与核糖体缠绕在一起的。第10页，讲稿共66张，创作于星期日RNA的结构的结构GPAPAPUPUPCPoooooo磷酸二酯键磷酸二酯键第11页，讲稿共66张，创作于星期日资料四：资料四：拉斯特等人将变形虫分为两组：拉斯特等人将变形虫分为两组：A A组变组变形虫用同位素标记的形虫用同位素标记的尿嘧啶核苷尿嘧啶核苷培养液培养，培养液培养，发现有标记的发现有标记的RNARNA分子首先在细胞核中合成。将分子首先在细胞核中合成。将该细胞核移植到未标记的去核变形虫中，发现该细胞核移植到未标记的去核变形虫中，发现大部分标记的大部分标记的RNARNA从细胞核进入细胞质之中。从细胞核进入细胞质之中。第12页，讲稿共66张，创作于星期日资料五：资料五：19611961年科学家发现了依赖年科学家发现了依赖DNADNA的的RNARNA聚聚合酶合酶。只要给予模板。只要给予模板DNADNA分子和合成分子和合成RNARNA所需的所需的四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸(A(A、G G、C C、U)U)，这种酶就能，这种酶就能催催化合成化合成RNARNA，并且合成的，并且合成的RNARNA的碱基排列顺序能的碱基排列顺序能充分反映作为模板的充分反映作为模板的DNADNA分子的碱基排列顺序。分子的碱基排列顺序。遗传信息：遗传信息：DNA RNA 蛋白质蛋白质第13页，讲稿共66张，创作于星期日 主要在细胞核内主要在细胞核内,以以DNA(DNA(基因基因)的一条链的一条链为为模板模板,按照碱基互补配对的原则按照碱基互补配对的原则合成合成RNARNA的过的过程。程。1、转录、转录第15页，讲稿共66张，创作于星期日 1 1、指出各部分的名称。、指出各部分的名称。2 2、指出、指出RNARNA聚合酶沿聚合酶沿RNARNA的移动方向。的移动方向。RNA聚合酶聚合酶模板链模板链编码链编码链DNARNA核糖核苷酸核糖核苷酸酶移动方向酶移动方向第16页，讲稿共66张，创作于星期日思考：思考：1 1、RNARNA聚合酶是否将整个聚合酶是否将整个DNADNA进行转录？进行转录？RNA-DNARNA-DNA杂交区域杂交区域游离核苷酸游离核苷酸RNARNA聚合酶移动方向聚合酶移动方向RNARNA聚合酶聚合酶DNADNA双螺旋解开双螺旋解开DNADNA双螺旋双螺旋重新形成重新形成编码链编码链模板链模板链核苷酸加到核苷酸加到RNARNA末端末端RNARNA解开双螺旋的解开双螺旋的DNADNA片段包括片段包括一个或几个一个或几个基因。基因。2 2、转录合成的、转录合成的RNARNA可以直接作为合成相应蛋白质的可以直接作为合成相应蛋白质的 模板吗模板吗？真核细胞中，细胞核内转录合成的真核细胞中，细胞核内转录合成的RNARNA必须经过加工必须经过加工成为成熟的成为成熟的mRNAmRNA后，才能转移到细胞质中。后，才能转移到细胞质中。第17页，讲稿共66张，创作于星期日AG T AC A A A T UCAUG A UUAmRNA 细胞质细胞质 细胞核细胞核 核孔核孔DNA第18页，讲稿共66张，创作于星期日AG T AC A A A T UCAUG A UUAmRNA 细胞质细胞质 细胞核细胞核加工后的加工后的mRNAmRNA通过核孔进入细胞质通过核孔进入细胞质第19页，讲稿共66张，创作于星期日2、翻译、翻译UCAUGAUUAmRNA RNA 蛋白质蛋白质翻译翻译蛋白质蛋白质氨基酸氨基酸核核糖糖体体tRNA第20页，讲稿共66张，创作于星期日UCAUGAUUAmRNA第21页，讲稿共66张，创作于星期日v 资料六：资料六：19611961年，克里克和他的同事通过诱导年，克里克和他的同事通过诱导T T4 4噬噬菌体突变的实验发现，若在菌体突变的实验发现，若在T T4 4噬菌体噬菌体DNADNA的模的模板链中插入一个碱基，其后面的氨基酸序列板链中插入一个碱基，其后面的氨基酸序列完全发生变化，若插入连续的三个碱基，则完全发生变化，若插入连续的三个碱基，则其后面的氨基酸序列就不发生变化。其后面的氨基酸序列就不发生变化。UCAUG A UUAmRNA（模板）（模板）插入碱基插入碱基第23页，讲稿共66张，创作于星期日UCAUG A UUAmRNA 密码子密码子 密码子密码子 密码子密码子密码子：密码子：mRNAmRNA上决定一种氨基酸的三个相邻碱基排列而成的上决定一种氨基酸的三个相邻碱基排列而成的三联体。三联体。第24页，讲稿共66张，创作于星期日资料五：资料五：尼伦伯格把尿嘧啶核苷酸聚合成一个长链，即尼伦伯格把尿嘧啶核苷酸聚合成一个长链，即UUUUUUUU UUUUUUUU ，将此长链作为，将此长链作为mRNAmRNA模板进行细胞外蛋白质模板进行细胞外蛋白质合成，结果只能合成苯丙氨酸多肽链，从而知道苯丙氨酸的密合成，结果只能合成苯丙氨酸多肽链，从而知道苯丙氨酸的密码子是码子是UUUUUU。不久，尼伦伯格等人用同样方法又鉴定出。不久，尼伦伯格等人用同样方法又鉴定出AAAAAA是赖氨酸的密码子，是赖氨酸的密码子，CCCCCC是脯氨酸的密码子等等。是脯氨酸的密码子等等。第25页，讲稿共66张，创作于星期日除少数密码子外，生物界的遗传密码是统一的。除少数密码子外，生物界的遗传密码是统一的。大多数氨基酸有两个以上的遗传密码。大多数氨基酸有两个以上的遗传密码。第26页，讲稿共66张，创作于星期日 已知一段已知一段mRNAmRNA的碱基序列如下：的碱基序列如下：AUG AUG GAA GAA GCA GCA UAG UAG CCC 请写出对应的多肽的氨基酸序列，并请写出对应的多肽的氨基酸序列，并 推推测出测出DNADNA分子相应的碱基序列。分子相应的碱基序列。第27页，讲稿共66张，创作于星期日UCAUGAUUAmRNA第28页，讲稿共66张，创作于星期日tRNA tRNAtRNA作作为为转运转运氨基酸氨基酸的的工具工具，必须必须能能识别识别两两种种信息信息，即即密码密码子子信息信息和和氨基酸氨基酸信息信息。每每种种tRNAtRNA只能只能识别识别转运转运一一种种氨基酸氨基酸。反密码子反密码子A A U亮氨酸亮氨酸第29页，讲稿共66张，创作于星期日U A C甲硫氨甲硫氨酸酸AC U天冬氨天冬氨酸酸细胞质中细胞质中tRNA tRNA上的上的反密码子反密码子与与 mRNA上的上的密码子密码子互补配对互补配对 ACGUG A UUAU A A第31页，讲稿共66张，创作于星期日ACGUG A UUAU A C甲硫氨酸甲硫氨酸AC U天冬氨天冬氨酸酸细胞质中细胞质中AUG异亮氨异亮氨酸酸形成肽键形成肽键U A A第32页，讲稿共66张，创作于星期日ACGUG A UUA甲硫氨酸甲硫氨酸AC U天冬氨天冬氨酸酸细胞质中细胞质中AUG异亮氨异亮氨酸酸U A A第33页，讲稿共66张，创作于星期日AC U细胞质中细胞质中AUG甲硫氨甲硫氨酸酸天冬氨天冬氨酸酸异亮氨异亮氨酸酸ACGUG A UUAU A A第34页，讲稿共66张，创作于星期日 多肽链合成时，在一个多肽链合成时，在一个mRNAmRNA分子上可以分子上可以有若干个核糖有若干个核糖体同时工作体同时工作，增加了翻译的效率。，增加了翻译的效率。思考：思考：已知已知 B B基因可编码瘦素蛋白。翻译时，一个核糖基因可编码瘦素蛋白。翻译时，一个核糖体从起始密码子到达终止密码子约需体从起始密码子到达终止密码子约需4 4秒钟，实际上合成秒钟，实际上合成100100个瘦素蛋白分子所需的时间约为个瘦素蛋白分子所需的时间约为1 1分钟，其原因是什么？分钟，其原因是什么？AB第37页，讲稿共66张，创作于星期日转录转录翻译翻译DNA模板模板链链mRNA多肽链多肽链 多肽链形成以后，与核糖体分离，再发生一定的盘曲折多肽链形成以后，与核糖体分离，再发生一定的盘曲折叠。蛋白质就是由多肽链或多肽链结合其他物质形成的高分叠。蛋白质就是由多肽链或多肽链结合其他物质形成的高分子化合物。子化合物。基因形成基因形成RNARNA产物，以及产物，以及mRNAmRNA被翻译为基因的蛋白质产被翻译为基因的蛋白质产物的过程，都称为物的过程，都称为基因表达基因表达。第38页，讲稿共66张，创作于星期日DNA(DNA(基因基因)蛋白质蛋白质RNARNA转录转录翻译翻译基基因因指指导导蛋蛋白白质质合合成成的的过过程程第39页，讲稿共66张，创作于星期日过程过程转转 录录DNA复制复制模板模板场所场所产物产物原料原料酶酶是否需能是否需能量量DNA的一条链的一条链DNA的两条链的两条链主要在细胞核内主要在细胞核内主要在细胞核内主要在细胞核内RNADNA核糖核苷酸核糖核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸RNA聚合酶等聚合酶等解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶等聚合酶等三、转录和复制的比较三、转录和复制的比较需需需需第40页，讲稿共66张，创作于星期日过程过程转转 录录翻翻 译译模板模板场所场所产物产物原料原料其他条件其他条件DNA的一条链的一条链mRNA主要在细胞核内主要在细胞核内细胞质的核糖体上细胞质的核糖体上RNA具有一定氨基酸顺序的具有一定氨基酸顺序的多肽多肽核糖核苷酸核糖核苷酸氨基酸氨基酸能量能量 酶酶 等等能量能量 酶酶 tRNA等等基因控制蛋白质的合成过程基因控制蛋白质的合成过程 原核细胞转录和翻译的场所、时间与真核细原核细胞转录和翻译的场所、时间与真核细胞相比，有什么不同？胞相比，有什么不同？第41页，讲稿共66张，创作于星期日原核细胞基因表达的过程原核细胞基因表达的过程 原核细胞转录和翻译的场所、时间与真核细胞相比，原核细胞转录和翻译的场所、时间与真核细胞相比，有什么不同？有什么不同？第42页，讲稿共66张，创作于星期日下图为原核细胞内某一区域的基因指导蛋下图为原核细胞内某一区域的基因指导蛋白质合成的示意图。据图分析正确的是白质合成的示意图。据图分析正确的是多肽多肽RNARNADNADNAA.A.两处都有大分子的生物合成，图中两处都有大分子的生物合成，图中DNADNA可以与有关蛋可以与有关蛋白质结合成染色体白质结合成染色体B.B.两处都发生碱基互补配对，配对方式均为两处都发生碱基互补配对，配对方式均为A A和和U U、G G和和C CC.C.处有处有DNADNA聚合酶参与，聚合酶参与，处没有处没有DNADNA聚合酶参与聚合酶参与D.D.处有处有DNA-RNADNA-RNA杂合双链片段，杂合双链片段，处没有处没有DNA-RNADNA-RNA杂合双链杂合双链片段片段第43页，讲稿共66张，创作于星期日基因如何控制性状基因如何控制性状?白化病白化病镰刀型细胞贫血症镰刀型细胞贫血症第45页，讲稿共66张，创作于星期日编码血红蛋白的编码血红蛋白的 基因基因中一个碱基变化中一个碱基变化血红蛋白的结构血红蛋白的结构发生变化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_结构结构直接直接性状性状第47页，讲稿共66张，创作于星期日控制酪氨酸酶的控制酪氨酸酶的基基因因异常异常酪氨酸酶酪氨酸酶不能正不能正常合成常合成酪氨酸不能正常转酪氨酸不能正常转化为黑色素化为黑色素缺乏黑色素表现为缺乏黑色素表现为白化病白化病基因通过控制基因通过控制_合成来控制代谢过程，进而控合成来控制代谢过程，进而控 制生物体的制生物体的_酶的酶的性状性状第48页，讲稿共66张，创作于星期日v说出自身体内遗传信息的传递方向说出自身体内遗传信息的传递方向第49页，讲稿共66张，创作于星期日生物种类生物种类遗传信息流动方向遗传信息流动方向以以DNA为为遗传物质遗传物质的生物的生物以以RNA为为遗传物质遗传物质的生物的生物RNARNA蛋白质蛋白质复复制制翻译翻译DNADNA复复制制转录转录RNARNA蛋白质蛋白质翻译翻译DNADNA复复制制转录转录RNARNA蛋白质蛋白质翻译翻译RNARNA逆转录逆转录第50页，讲稿共66张，创作于星期日四、中心法则及其发展四、中心法则及其发展DNARNA蛋白质蛋白质复复制制转录转录翻译翻译逆转录逆转录复制复制DNADNA脱氧核苷酸脱氧核苷酸排列顺序排列顺序RNARNA核糖核苷酸核糖核苷酸排列顺序排列顺序氨基酸氨基酸排列顺序排列顺序蛋白质蛋白质结构和功能结构和功能特异性特异性烟草花叶病毒、烟草花叶病毒、烟草花叶病毒、烟草花叶病毒、HIVHIV分别发生哪些过程？分别发生哪些过程？分别发生哪些过程？分别发生哪些过程？第51页，讲稿共66张，创作于星期日完成下表完成下表DNA A C GmRNA U CtRNA C A密码子密码子氨基酸氨基酸CCGAGTGCTGGGUCACGGGUGCU甘氨酸甘氨酸丙氨酸丙氨酸模板链模板链第59页，讲稿共66张，创作于星期日多肽中多肽中氨基酸数氨基酸数与与 mRNAmRNA、DNADNA中碱基数的关系中碱基数的关系 如果某细菌多肽中有如果某细菌多肽中有 n n 个氨基酸，则指导该个氨基酸，则指导该多肽链合成的多肽链合成的 mRNAmRNA的碱基数目的碱基数目至少至少为为 ，控制该多肽合成的控制该多肽合成的DNA(DNA(基因基因)中的碱基数目中的碱基数目至少至少为为 。3n3n6n6n第60页，讲稿共66张，创作于星期日5 5、水蛭素是由、水蛭素是由6565个氨基酸组成的蛋白质，控制该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应是蛋白质合成的基因的碱基数至少应是()()A A390390 B B195195 C C6565 D D26026014已知某蛋白质分子由已知某蛋白质分子由2条肽链组成，连接蛋白质条肽链组成，连接蛋白质分子中氨基酸的肽键共有分子中氨基酸的肽键共有198个，翻译成这个蛋白质个，翻译成这个蛋白质的的mRNA中有碱基中有碱基 个，基因中有碱基个，基因中有碱基 对。对。A600600第61页，讲稿共66张，创作于星期日课堂练习课堂练习1.对一个基因的正确描述是（对一个基因的正确描述是（）A.是有遗传效应的染色体片段是有遗传效应的染色体片段 B.其化学成分是碱基、核糖和磷酸其化学成分是碱基、核糖和磷酸 C.每个基因含有一个每个基因含有一个DNA分子分子 D.是决定生物性状的基本单位是决定生物性状的基本单位2.对大多数生物来说对大多数生物来说,“遗传信息遗传信息”是指（是指（）A.基因的脱氧核苷酸排列顺序基因的脱氧核苷酸排列顺序 B.RNA的碱基对排列顺序的碱基对排列顺序 C.信使信使RNA的核苷酸排列顺序的核苷酸排列顺序 D.蛋白质的氨基酸排列顺序蛋白质的氨基酸排列顺序DA第63页，讲稿共66张，创作于星期日3.3.一个转运一个转运RNARNA的一端碱基为的一端碱基为CGACGA，此，此转运转运RNARNA运载的氨基酸是运载的氨基酸是 ()()A.A.精氨酸精氨酸(CGA)B.(CGA)B.丝氨酸丝氨酸(AGU)(AGU)C.C.谷氨酸谷氨酸(GAG)D.(GAG)D.丙氨酸丙氨酸(GCU)(GCU)4.4.一段信使一段信使RNARNA分子共有分子共有6060个碱基，其中个碱基，其中A A有有1515个，个，C C有有2525个，那么转录该信个，那么转录该信RNARNA分子的分子的DNADNA分分子中有子中有C C和和T T的多少个？的多少个？D第64页，讲稿共66张，创作于星期日6 6、在同一生物体不同组织的体细胞（、在同一生物体不同组织的体细胞（）A A、DNADNA相同，蛋白质和相同，蛋白质和RNARNA有不同有不同B B、DNADNA不相同，蛋白质和不相同，蛋白质和RNARNA相同相同C C、DNADNA、蛋白质和、蛋白质和RNARNA都相同都相同D D、DNADNA和蛋白质相同，和蛋白质相同，RNARNA有不同有不同A在同一生物体不同组织的体细胞中，在同一生物体不同组织的体细胞中，核核DNADNA ,RNA,RNA ,蛋白质蛋白质 。第65页，讲稿共66张，创作于星期日感谢大家观看第66页，讲稿共66张，创作于星期日
