第六章第一节三基因的表达精选文档.ppt

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1、第六章第一节三基因的表达本讲稿第一页，共四十三页2011 学海引航学海引航本讲稿第二页，共四十三页课课标标定定位位1.理解基因的概念、理解基因的概念、DNA的功能以及的功能以及DNA与与RNA的异同。的异同。2掌握基因控制蛋白质合成过程中的掌握基因控制蛋白质合成过程中的“转录转录”和和“翻译翻译”。3掌握基因、掌握基因、DNA和染色体的关系。和染色体的关系。本讲稿第三页，共四十三页情景导引情景导引 美国科幻电影美国科幻电影侏罗纪公园侏罗纪公园曾轰曾轰动一时。在侏罗纪公园中，生活着各种各动一时。在侏罗纪公园中，生活着各种各样的恐龙，它们在原野中跳跃飞奔、相互样的恐龙，它们在原野中跳跃飞奔、相互争

2、斗，给观众留下了极为深刻的印象。影争斗，给观众留下了极为深刻的印象。影片说，复活的恐龙是科学家利用提取出的片说，复活的恐龙是科学家利用提取出的恐龙的恐龙的DNA分子培育繁殖而来的。分子培育繁殖而来的。利用已灭绝的生物的利用已灭绝的生物的DNA分子，真分子，真的能够使灭绝的生物复活吗？的能够使灭绝的生物复活吗？本讲稿第四页，共四十三页【我的思考我的思考】一种生物的整套一种生物的整套DNA分子中贮存着该种生分子中贮存着该种生物生长、发育等生命活动所需的全部遗传信息，也可以物生长、发育等生命活动所需的全部遗传信息，也可以说是构建生物体的蓝图。但是，从说是构建生物体的蓝图。但是，从DNA分子到具有各种

3、分子到具有各种性状的生物体，需要通过极其复杂的基因表达及其调控过性状的生物体，需要通过极其复杂的基因表达及其调控过程才能实现，因此，在可预见的将来，利用程才能实现，因此，在可预见的将来，利用DNA分子来使分子来使灭绝的生物复活仍是难以做到的。灭绝的生物复活仍是难以做到的。本讲稿第五页，共四十三页基础知识梳理基础知识梳理一、基因一、基因1本质：有本质：有_的的DNA片段。片段。2载体：主要是载体：主要是_，并在其上呈，并在其上呈_排列。排列。3与染色体、与染色体、DNA的数量关系的数量关系一般情况：一条染色体一般情况：一条染色体一个一个_很多个很多个_。4功能功能(1)通过通过_把遗传信息传递给

4、下一代。把遗传信息传递给下一代。(2)通过控制蛋白质的合成来表达遗传信息。通过控制蛋白质的合成来表达遗传信息。遗传效应遗传效应染色体染色体线性线性DNA分子分子基因基因复制复制本讲稿第六页，共四十三页二、基因控制蛋白质的合成二、基因控制蛋白质的合成1过程：转录和翻译过程：转录和翻译过过程程转录转录翻译翻译场场所所细胞核细胞核细胞质细胞质模模板板DNA中的一条链中的一条链mRNA本讲稿第七页，共四十三页原原则则_原则原则原原料料4种种_20种种_结结果果合成合成_合成合成_碱基互补配对碱基互补配对核糖核酸核糖核酸氨基酸氨基酸RNA蛋白质蛋白质本讲稿第八页，共四十三页2.中心法则的提出及发展中心法

5、则的提出及发展(1)提出者：提出者：_。(2)中心法则图解中心法则图解(3)遗传信息的传递方向遗传信息的传递方向DNA复制：复制：DNA_。DNA转录：转录：DNA_。RNA翻译：翻译：RNA_。克里克克里克DNARNA蛋白质蛋白质本讲稿第九页，共四十三页(4)发展发展RNA的自我复制：遗传信息：的自我复制：遗传信息：RNA_。RNA的逆转录：遗传信息：的逆转录：遗传信息：RNA_。三、基因对性状的控制三、基因对性状的控制1间接控制间接控制(1)实质：基因通过控制实质：基因通过控制_来控制来控制_，从而控制生物性状。，从而控制生物性状。(2)实例：人的白化症状是由于控制实例：人的白化症状是由于

6、控制_合成的基合成的基因异常而引起的。因异常而引起的。RNADNA酶的合成酶的合成代谢过程代谢过程酪氨酸酶酪氨酸酶本讲稿第十页，共四十三页2直接控制直接控制(1)实质：基因通过控制实质：基因通过控制_来直接影响来直接影响性状。性状。(2)实例：人的镰刀型细胞贫血症是由于控制血红蛋白分子实例：人的镰刀型细胞贫血症是由于控制血红蛋白分子结构的基因异常而引起的。结构的基因异常而引起的。蛋白质分子的结构蛋白质分子的结构本讲稿第十一页，共四十三页核心要点突破核心要点突破一、有关概念的理解及其相互关系一、有关概念的理解及其相互关系1染色体、染色体、DNA、基因与脱氧核苷酸的关系、基因与脱氧核苷酸的关系本讲

7、稿第十二页，共四十三页【特别提醒】【特别提醒】遗传效应指具备某种性状的信息，遗传效应指具备某种性状的信息，能够控制这种性状的表现和遗传。能够控制这种性状的表现和遗传。除染色体上存在基因外，细胞质中的线粒体、叶绿体除染色体上存在基因外，细胞质中的线粒体、叶绿体及原核细胞和病毒中也具有基因。及原核细胞和病毒中也具有基因。基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNA片段，但片段，但DNA上的每一片段上的每一片段不一定都是基因。不一定都是基因。脱氧核苷酸不具有个体的特异性，而基因具有个体的特异性。脱氧核苷酸不具有个体的特异性，而基因具有个体的特异性。本讲稿第十三页，共四十三页2基因、染色体、蛋白质和性状

8、的关系基因、染色体、蛋白质和性状的关系本讲稿第十四页，共四十三页1分析图示，回答有关问题：分析图示，回答有关问题：即时突破即时突破本讲稿第十五页，共四十三页(1)图中图中B是是_，C是是_，D是是_，F是是_，G是是_。(2)F的基本组成单位是图中的的基本组成单位是图中的_，共有，共有_种。种。F与与H的关系是的关系是_。(3)图中图中E和和F的关系是的关系是_。决定决定F结构多样性的是结构多样性的是_的排列顺序多种多样。的排列顺序多种多样。(4)通常情况下，通常情况下，1个个H中含有中含有_个个F,1个个F中含有中含有_个个E,1个个E中含有中含有_个个D。本讲稿第十六页，共四十三页答案：答

9、案：(1)脱氧核糖含氮碱基脱氧核苷酸脱氧核糖含氮碱基脱氧核苷酸DNA蛋白质蛋白质(2)D4H是是F的主要载体的主要载体(3)E是有遗传效应的是有遗传效应的F片段片段D(4)1许多成百上千许多成百上千本讲稿第十七页，共四十三页二、二、DNA与与RNA的比较的比较1DNA与与RNA的区别与联系的区别与联系比较项目比较项目DNARNA全称全称脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸核糖核酸核糖核酸分布分布主要存在于细胞主要存在于细胞核中核中主要存在于细胞主要存在于细胞质中质中本讲稿第十八页，共四十三页化化学学组组成成基本组成单位基本组成单位脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸碱基碱基嘌呤嘌呤腺嘌呤腺嘌呤

10、(A)鸟嘌呤鸟嘌呤(G)嘧啶嘧啶胞嘧啶胞嘧啶(C)胸腺嘧啶胸腺嘧啶(T)尿嘧啶尿嘧啶(U)五碳糖五碳糖脱氧核糖脱氧核糖(C5H10O4)核糖核糖(C5H10O5)无机酸无机酸磷酸磷酸本讲稿第十九页，共四十三页分类分类通常只有一类通常只有一类mRNA、tRNA、rRNA三类三类功能功能主要的遗传物主要的遗传物质，只要生物质，只要生物体内存在体内存在DNA，DNA就是遗就是遗传物质传物质生物体内若无生物体内若无DNA时，时，RNA是遗传物质；若存在是遗传物质；若存在DNA时，时，RNA辅助辅助DNA完成其功能；完成其功能；少数少数RNA有催化作用有催化作用相同点相同点化学组成成分中都有磷酸及碱基化

11、学组成成分中都有磷酸及碱基A、C、G联系联系RNA是以是以DNA的一条链为模板转录产生的，的一条链为模板转录产生的，即即RNA的遗传信息来自的遗传信息来自DNA本讲稿第二十页，共四十三页【特别提醒特别提醒】极少数病毒的极少数病毒的DNA为单链，极少数为单链，极少数病毒的病毒的RNA为双链。为双链。少数少数RNA具有催化功能，属于酶。具有催化功能，属于酶。2DNA和和RNA上不同结构的比较上不同结构的比较本讲稿第二十一页，共四十三页本讲稿第二十二页，共四十三页(1)对于以对于以RNA为遗传物质的病毒来说，遗传信息储存在为遗传物质的病毒来说，遗传信息储存在RNA上。上。(2)密码子共有密码子共有6

12、4种，但有种，但有3种为终止密码子；对应氨基种为终止密码子；对应氨基酸的密码子有酸的密码子有61种，所有生物共用一套遗传密码。种，所有生物共用一套遗传密码。(3)tRNA上能与上能与mRNA配对的碱基有配对的碱基有3个，但个，但tRNA上远不上远不止止3个碱基。如图：个碱基。如图：本讲稿第二十三页，共四十三页即时突破即时突破2(2010年济南模拟年济南模拟)对于下列式子，正确的说法对于下列式子，正确的说法有有()表示表示DNA复制过程复制过程表示表示DNA转录过程转录过程式中共有式中共有5种碱基种碱基 式中共有式中共有8种核苷酸种核苷酸式中共有式中共有5种核苷酸种核苷酸 式中的式中的A均代表同

13、一种均代表同一种核苷酸核苷酸ABC D本讲稿第二十四页，共四十三页解析：解析：选选C。此题中表示。此题中表示DNA控制控制RNA合成过程，为转录合成过程，为转录的过程。式中一共有的过程。式中一共有4种脱氧核苷酸，种脱氧核苷酸，4种核糖核苷酸，所以种核糖核苷酸，所以一共一共8种核苷酸，但只有种核苷酸，但只有5种碱基，分别为种碱基，分别为A、T、C、G、U。式中的式中的A在在DNA中表示腺嘌呤脱氧核苷酸，在中表示腺嘌呤脱氧核苷酸，在RNA中表示中表示腺嘌呤核糖核苷酸，故正确说法为腺嘌呤核糖核苷酸，故正确说法为。本讲稿第二十五页，共四十三页三、中心法则的过程分析三、中心法则的过程分析1生物界遗传信息

14、的传递图解如下生物界遗传信息的传递图解如下2不同生物的中心法则书写方式不同生物的中心法则书写方式(1)适用于以适用于以DNA为遗传物质的生物为遗传物质的生物本讲稿第二十六页，共四十三页(2)适用于以适用于以RNA为遗传物质的生物为遗传物质的生物不具有逆转录能力的不具有逆转录能力的RNA病毒：如流感病毒病毒：如流感病毒具有逆转录能力的具有逆转录能力的RNA病毒：如艾滋病病毒病毒：如艾滋病病毒本讲稿第二十七页，共四十三页【特别提醒特别提醒】DNA复制、转录和翻译是所有具有复制、转录和翻译是所有具有细胞结构的生物所遵循的法则。细胞结构的生物所遵循的法则。RNA复制和逆转录只发生在被复制和逆转录只发生

15、在被RNA病毒寄生的细胞中。病毒寄生的细胞中。本讲稿第二十八页，共四十三页3(2010年高考上海综合卷年高考上海综合卷)1983年科学家证实，引起艾滋年科学家证实，引起艾滋病的人类免疫缺陷病毒病的人类免疫缺陷病毒(HIV)是一种逆转录病毒。下列正是一种逆转录病毒。下列正确表示确表示HIV感染人体过程的感染人体过程的“遗传信息流遗传信息流”示意图是示意图是()即时突破即时突破本讲稿第二十九页，共四十三页本讲稿第三十页，共四十三页解析：选解析：选D。逆转录病毒的遗传信息传递方式为。逆转录病毒的遗传信息传递方式为RNA逆转逆转录传递至录传递至DNA，而没有，而没有RNARNA的的RNA复制过程，复制

16、过程，故可排除故可排除A、B、C三项。三项。本讲稿第三十一页，共四十三页四、基因表达中相关数量计算四、基因表达中相关数量计算1转录时，组成转录时，组成DNA的两条链只有一条链能转录。的两条链只有一条链能转录。另一条链则不能转录。因此，转录形成的另一条链则不能转录。因此，转录形成的RNA分子分子中碱基数目是基因中碱基数目的中碱基数目是基因中碱基数目的1/2。2翻译过程中，信使翻译过程中，信使RNA中每中每3个碱基决定一个氨个碱基决定一个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中的氨基酸数基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中的氨基酸数目是信使目是信使RNA碱基数目的碱基数目的1/3。本讲稿第三十二页，共四

17、十三页本讲稿第三十三页，共四十三页即时突破即时突破4(2009年高考上海卷年高考上海卷)某条多肽的相对分子质量为某条多肽的相对分子质量为2778，若氨基酸的平均相对分子质量为若氨基酸的平均相对分子质量为110，如考虑终止密码子，如考虑终止密码子，则编码该多肽的基因长度至少是则编码该多肽的基因长度至少是()A75对碱基对碱基 B78对碱基对碱基C90对碱基对碱基 D93对碱基对碱基解析：选解析：选D。设该多肽由。设该多肽由n个氨基酸组成，则个氨基酸组成，则110n(n1)182778，得，得n30，则编码该多肽的基因的长度至少，则编码该多肽的基因的长度至少为为(3n3)个碱基对，即个碱基对，即9

18、3对碱基对。对碱基对。本讲稿第三十四页，共四十三页例例例例1 1经典例题透析经典例题透析类型一类型一基因与基因与DNA的关系的关系 如图为果蝇的某一条染色体上的几个基因示意如图为果蝇的某一条染色体上的几个基因示意图，下列对图示叙述正确的是图，下列对图示叙述正确的是()本讲稿第三十五页，共四十三页AR、S、N、O中的脱氧核苷酸序列能控制蛋白质的合中的脱氧核苷酸序列能控制蛋白质的合成成B每个基因均由成百上千个核糖核苷酸组成每个基因均由成百上千个核糖核苷酸组成C基因基因R、S、N、O上的遗传密码是不同的上的遗传密码是不同的D由图可知，基因在染色体上呈线性排列，因此染色体是由图可知，基因在染色体上呈线

19、性排列，因此染色体是生物体内基因的共同载体生物体内基因的共同载体【解析解析】由题干可获取的主要信息有：由题干可获取的主要信息有：R、S、N、O分别是控制果蝇黄身、白眼、截翅和棒眼的基因；分别是控制果蝇黄身、白眼、截翅和棒眼的基因；果蝇是真核生物，其基因应具真核细胞基因结构的特果蝇是真核生物，其基因应具真核细胞基因结构的特点。解答本题应从基因的组成、结构及基因与染色体点。解答本题应从基因的组成、结构及基因与染色体和和DNA的关系角度分析。的关系角度分析。【答案答案】A本讲稿第三十六页，共四十三页 (2010年高考天津卷年高考天津卷)根据下表中的已知条件，判根据下表中的已知条件，判断苏氨酸的密码子

20、是断苏氨酸的密码子是()例例例例2 2类型二类型二密码子的概念和碱基互补配对原则的密码子的概念和碱基互补配对原则的理解理解DNA双链双链TGmRNAtRNA反密码子反密码子A氨基酸氨基酸苏氨酸苏氨酸本讲稿第三十七页，共四十三页A.TGU BUGACACU DUCU【解析解析】密码子是指密码子是指mRNA上决定一个氨基酸的三上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。根据碱基互补配对原则和个相邻的碱基。根据碱基互补配对原则和DNA上的碱基上的碱基序列可知，苏氨酸的密码子前两个碱基分别是序列可知，苏氨酸的密码子前两个碱基分别是AC或或UG，根据反密码子的碱基序列可知第三个碱基是，根据反密码子的碱基序列可知第

21、三个碱基是U，结合，结合选项可知，只有选项可知，只有C项正确。解题过程中要注意项正确。解题过程中要注意mRNA上与反密码子中的碱基上与反密码子中的碱基A配对的碱基是配对的碱基是U。【答案答案】C本讲稿第三十八页，共四十三页例例例例3 3类型三类型三基因控制蛋白质的合成计算基因控制蛋白质的合成计算 已知某多肽链的相对分子质量为已知某多肽链的相对分子质量为1.032104，该多肽彻底，该多肽彻底水解所得氨基酸的平均相对分子质量为水解所得氨基酸的平均相对分子质量为120；又测得控制该；又测得控制该多肽的基因中脱氧核苷酸的平均相对分子质量为多肽的基因中脱氧核苷酸的平均相对分子质量为300，那么，那么控

22、制合成该多肽的基因的相对分子质量约为控制合成该多肽的基因的相对分子质量约为()A12120 B90900C181800 D170928本讲稿第三十九页，共四十三页【解析解析】设此肽链中氨基酸个数为设此肽链中氨基酸个数为x，则：，则：120 x18(x1)10320，得，得x101，氨基酸，氨基酸101个，对应的基因中脱个，对应的基因中脱氧核苷酸为氧核苷酸为606个。基因的相对分子质量至少为：个。基因的相对分子质量至少为：30060618(6062)170928。【答案答案】D本讲稿第四十页，共四十三页【题后反思题后反思】基因相对分子质量与蛋白质相对分子质量基因相对分子质量与蛋白质相对分子质量的

23、计算：的计算：蛋白质是在基因控制下，通过转录和翻译等过程合成的，蛋白质是在基因控制下，通过转录和翻译等过程合成的，基因中的碱基数量和蛋白质中的氨基酸数量有一定的关基因中的碱基数量和蛋白质中的氨基酸数量有一定的关系。系。设基因的相对分子质量为设基因的相对分子质量为a，基因中脱氧核苷酸的相对分子，基因中脱氧核苷酸的相对分子质量为质量为b，基因中脱氧核苷酸的数目为，基因中脱氧核苷酸的数目为c，氨基酸的数目为，氨基酸的数目为d，氨基酸的平均相对分子质量为，氨基酸的平均相对分子质量为e，蛋白质中的多肽链的，蛋白质中的多肽链的数目为数目为f，蛋白质的相对分子质量为，蛋白质的相对分子质量为g，则存在下列关系式：，则存在下列关系式：bca18(c2)c6ddeg18(df)。本讲稿第四十一页，共四十三页随堂即时巩固随堂即时巩固本讲稿第四十二页，共四十三页课时活页训练课时活页训练本讲稿第四十三页，共四十三页