第三章第二节基因的结构PPT讲稿.ppt

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1、第三章第二节基因的结构第1页，共26页，编辑于2022年，星期二2011 学海引航学海引航第2页，共26页，编辑于2022年，星期二课课标标定定位位1.识记原核细胞与真核细胞基因结构的异同。识记原核细胞与真核细胞基因结构的异同。2了解人类基因组研究的内容及意义。了解人类基因组研究的内容及意义。第3页，共26页，编辑于2022年，星期二情景导引情景导引 我国遗传学科学家率先我国遗传学科学家率先绘制了世界上第一张水稻基因绘制了世界上第一张水稻基因遗传图，为水稻基因组计划做遗传图，为水稻基因组计划做出了重要贡献。二倍体水稻体出了重要贡献。二倍体水稻体细胞中有细胞中有24条染色体。条染色体。(1)水稻

2、水稻基因组计划要研究的基因组计划要研究的DNA分子分子数为多少条？数为多少条？(2)要研究果蝇的要研究果蝇的DNA分子分子数应为多少？数应为多少？第4页，共26页，编辑于2022年，星期二【我的思考我的思考】(1)12条，因水稻无性染色体。条，因水稻无性染色体。(2)3条常染色体加条常染色体加2条性染色体上的条性染色体上的DNA，共，共5条条DNA分子。分子。第5页，共26页，编辑于2022年，星期二一、原核细胞的基因结构一、原核细胞的基因结构1原核细胞的基因结构：包括原核细胞的基因结构：包括a_和和b_。2特点：特点：_是连续的。是连续的。基础知识梳理基础知识梳理非编码区非编码区编码区编码区

3、编码区编码区第6页，共26页，编辑于2022年，星期二3功能功能(1)b的功能：的功能：_。(2)a的功能的功能位于编码区的上游和下游，有调控遗传信息表达的核位于编码区的上游和下游，有调控遗传信息表达的核苷酸序列。苷酸序列。最重要的是位于编码区上游的最重要的是位于编码区上游的_结合位点。结合位点。不能转录为不能转录为_，即不能编码，即不能编码_。4RNA聚合酶的作用聚合酶的作用(1)识别调控序列中的结合位点，并与其结合。识别调控序列中的结合位点，并与其结合。(2)催化催化_。编码蛋白质编码蛋白质蛋白质蛋白质RNA聚合酶聚合酶DNA转录为转录为RNA信使信使RNA第7页，共26页，编辑于2022

4、年，星期二1真核细胞的基因结构：包括真核细胞的基因结构：包括a_和和b_。2特点特点(1)编码区是编码区是_、_。(2)编码区都含有若干个编码区都含有若干个c_和和d_。二、真核细胞的基因结构二、真核细胞的基因结构非编码区非编码区编码区编码区间隔的间隔的不连续的不连续的外显子外显子内含子内含子第8页，共26页，编辑于2022年，星期二(3)不同的基因所含的不同的基因所含的c外显子与外显子与d内含子数目不同。内含子数目不同。思考思考 大肠杆菌和酵母菌基因结构有何相同点？大肠杆菌和酵母菌基因结构有何相同点？3功能：与原核细胞基因的功能相同。功能：与原核细胞基因的功能相同。【提示提示】都有编码区和非

5、编码区。都有编码区和非编码区。第9页，共26页，编辑于2022年，星期二三、人类基因组研究三、人类基因组研究1研究对象：人体研究对象：人体DNA分子所携带的全部分子所携带的全部_。2单倍体基因组：由单倍体基因组：由24条双链条双链DNA分子组成，包括分子组成，包括122号染色体号染色体DNA与与_染色体染色体DNA，上边有，上边有30亿个碱亿个碱基对，估计有基对，估计有33.5万个基因。万个基因。3研究目的：分析测定人类基因组的研究目的：分析测定人类基因组的_。4主要内容：绘制人类基因组的四张图：遗传图、主要内容：绘制人类基因组的四张图：遗传图、_、_和和_。遗传信息遗传信息X、Y核苷酸序列核

6、苷酸序列物理图物理图序列图序列图转录图转录图第10页，共26页，编辑于2022年，星期二5研究意义研究意义(1)_遗传病。遗传病。(2)研究生物的进化。研究生物的进化。(3)推动生物高新技术的发展，产生巨大的经济效益。推动生物高新技术的发展，产生巨大的经济效益。(4)了解基因表达的调控机制及细胞的生长、了解基因表达的调控机制及细胞的生长、_和和_的机制。的机制。诊断、治疗诊断、治疗分化分化个体发育个体发育第11页，共26页，编辑于2022年，星期二核心要点突破核心要点突破一、真核细胞和原核细胞基因结构的比较一、真核细胞和原核细胞基因结构的比较第12页，共26页，编辑于2022年，星期二编码区组

7、编码区组成、作用成、作用不间断、编码蛋不间断、编码蛋白质合成白质合成间断，分为外显子与间断，分为外显子与内含子。外显子编码内含子。外显子编码蛋白质的合成蛋白质的合成转录产物转录产物成熟的成熟的RNA初级转录产物、经加初级转录产物、经加工后才能成为成熟的工后才能成为成熟的RNA基因作用基因作用储存、传递和表储存、传递和表达遗传信息，可达遗传信息，可发生突变，决定发生突变，决定生物性状生物性状同左同左第13页，共26页，编辑于2022年，星期二1下列对基因结构的认识中，正确的是下列对基因结构的认识中，正确的是()A小麦细胞基因的编码区中存在非编码序列小麦细胞基因的编码区中存在非编码序列B花生细胞基

8、因结构中内含子存在于编码区，是能编码花生细胞基因结构中内含子存在于编码区，是能编码蛋白质的序列蛋白质的序列C金黄色葡萄球菌的基因与金黄色葡萄球菌的基因与RNA聚合酶结合位点位于编码聚合酶结合位点位于编码区的下游区的下游D乳酸菌与酵母菌基因结构中，都存在外显子和内含子乳酸菌与酵母菌基因结构中，都存在外显子和内含子解析：选解析：选A。小麦、花生、酵母菌为真核生物，其基因编。小麦、花生、酵母菌为真核生物，其基因编码区是间隔，不连续的，金黄色葡萄球菌、乳酸菌是原核码区是间隔，不连续的，金黄色葡萄球菌、乳酸菌是原核生物，其基因编码区是连续的。生物，其基因编码区是连续的。即时突破即时突破第14页，共26页

9、，编辑于2022年，星期二二、二、DNA、基因、基因的表达及其之间的数目关系、基因、基因的表达及其之间的数目关系1DNA、基因、基因的表达、基因、基因的表达(以原核细胞的基因为例以原核细胞的基因为例)第15页，共26页，编辑于2022年，星期二2数目关系数目关系氨基酸数目氨基酸数目 mRNA的碱基数目的碱基数目 基因基因(DNA)的碱基数目的碱基数目1 3 6(至少至少)。3真核生物中氨基酸数目基因中碱基数真核生物中氨基酸数目基因中碱基数/6的原因分的原因分析析(1)基因结构中存在不能编码蛋白质的非编码区。基因结构中存在不能编码蛋白质的非编码区。(2)编码区中内含子部分不能编码蛋白质。编码区中

10、内含子部分不能编码蛋白质。(3)外显子中含有与终止密码子相对应的脱氧核苷酸序外显子中含有与终止密码子相对应的脱氧核苷酸序列，而终止密码子不编码氨基酸。列，而终止密码子不编码氨基酸。4在数量上外显子数量比内含子数量多在数量上外显子数量比内含子数量多1个。个。5编码区在整个基因所占比例较小，而具调控作用的非编码区在整个基因所占比例较小，而具调控作用的非编码区所占比例较大，说明了真核细胞基因结构及其功编码区所占比例较大，说明了真核细胞基因结构及其功能的复杂性。能的复杂性。第16页，共26页，编辑于2022年，星期二即时突破即时突破2真核细胞的基因中碱基数目大于氨基酸数目真核细胞的基因中碱基数目大于氨

11、基酸数目6倍的不可能倍的不可能原因是原因是()A非编码区不编码蛋白质非编码区不编码蛋白质B内含子不编码蛋白质内含子不编码蛋白质C终止密码子不编码氨基酸终止密码子不编码氨基酸D起始密码子不编码氨基酸起始密码子不编码氨基酸第17页，共26页，编辑于2022年，星期二解析：选解析：选D。真核基因包括编码区和非编码区，非编码区。真核基因包括编码区和非编码区，非编码区和编码区的内含子都不编码蛋白质；编码区的外显子编码和编码区的内含子都不编码蛋白质；编码区的外显子编码蛋白质，其转录的蛋白质，其转录的mRNA中的终止密码子也不编码氨基酸，中的终止密码子也不编码氨基酸，但起始密码子编码氨基酸，所以基因的碱基数

12、除以但起始密码子编码氨基酸，所以基因的碱基数除以6并不并不等于翻译蛋白质分子的氨基酸数目，而是大于氨基酸等于翻译蛋白质分子的氨基酸数目，而是大于氨基酸数。数。第18页，共26页，编辑于2022年，星期二例例例例1 1经典例题透析经典例题透析类型一类型一基因的结构与功能基因的结构与功能 下图为真核细胞基因结构的示意图，属于编码序下图为真核细胞基因结构的示意图，属于编码序列的部分和变异后会导致该基因关闭的部分分别是列的部分和变异后会导致该基因关闭的部分分别是()第19页，共26页，编辑于2022年，星期二Adf，cBcdefg，bCceg，a Dceg，h【解析解析】属于编码序列的部分是：编码区的

13、外显属于编码序列的部分是：编码区的外显子，就是图中所示子，就是图中所示ceg。控制该基因表达的是非编。控制该基因表达的是非编码区的码区的RNA聚合酶结合位点，它一旦发生变异，就聚合酶结合位点，它一旦发生变异，就会导致基因不表达，对照图中所给结构，应是会导致基因不表达，对照图中所给结构，应是a。【答案答案】C第20页，共26页，编辑于2022年，星期二 在一个真核细胞基因的编码区中，有两个外显子和一在一个真核细胞基因的编码区中，有两个外显子和一个内含子，测得一个外显子有个内含子，测得一个外显子有126个碱基，另一个外显子有个碱基，另一个外显子有180个碱基，内含子有个碱基，内含子有36个碱基，那

14、么这个编码区的碱个碱基，那么这个编码区的碱基序列最多能编码的氨基酸个数是基序列最多能编码的氨基酸个数是()A114个个B57个个C171个个 D50个个类型二类型二基因结构中的有关计算基因结构中的有关计算例例例例2 2第21页，共26页，编辑于2022年，星期二【解析解析】在真核细胞基因中，能编码蛋白质的仅是外显子，在真核细胞基因中，能编码蛋白质的仅是外显子，内含子不参与编码蛋白质，因此有：内含子不参与编码蛋白质，因此有：(126180)/651。但。但由于至少有一个终止密码子，所以编码的氨基酸最多有由于至少有一个终止密码子，所以编码的氨基酸最多有50个。个。【答案答案】D【题后反思题后反思】

15、解答本类题目应明确真核细胞基因结构中解答本类题目应明确真核细胞基因结构中编码区并非都编码，即只有外显子参与编码蛋白质，因此，编码区并非都编码，即只有外显子参与编码蛋白质，因此，据蛋白质中氨基酸数所推出的脱氧核苷酸数应为外显子中据蛋白质中氨基酸数所推出的脱氧核苷酸数应为外显子中碱基数而不含内含子碱基数，更不含非编码区脱氧核苷酸碱基数而不含内含子碱基数，更不含非编码区脱氧核苷酸序列，这也是为什么基因中编码序列所占比例很小的原因。序列，这也是为什么基因中编码序列所占比例很小的原因。第22页，共26页，编辑于2022年，星期二类型三类型三人类基因组计划人类基因组计划例例例例3 3 据测定，人类基因组共

16、约有据测定，人类基因组共约有32亿个碱基对，约亿个碱基对，约3.2万万个基因。估计测定的个基因。估计测定的24条染色体中基因的碱基对数目不超过条染色体中基因的碱基对数目不超过全部碱基对的全部碱基对的10%。则平均每个基因最多含碱基对的数目。则平均每个基因最多含碱基对的数目是是()A1000 B3200C10000 D32000第23页，共26页，编辑于2022年，星期二【解析解析】依据题意，全部基因中碱基对的数目最依据题意，全部基因中碱基对的数目最多为多为3.210910%3.2108(个个)，则平均每个基因最，则平均每个基因最多为多为3.21083.2104104(个个)。【答案答案】C【题

17、后反思题后反思】通过本题可以了解人类基因组中，构成通过本题可以了解人类基因组中，构成基因的碱基对数目非常少，大多数的区域是无基因的基因的碱基对数目非常少，大多数的区域是无基因的DNA片段。此外，通过研究还发现，人类基因数量少得片段。此外，通过研究还发现，人类基因数量少得惊人，一些研究人员曾预测人类约有惊人，一些研究人员曾预测人类约有14万个基因，但最万个基因，但最新研究成果把基因总数确定在新研究成果把基因总数确定在3万个左右。万个左右。第24页，共26页，编辑于2022年，星期二随堂即时巩固随堂即时巩固第25页，共26页，编辑于2022年，星期二课时活页训练课时活页训练第26页，共26页，编辑于2022年，星期二