必修二第三单元第三讲基因的本质与基因的表达.ppt
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1、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2基因、染色体、蛋白质、性状的关系基因、染色体、蛋白质、性状的关系3基因的基本功能基因的基本功能(1)遗传信息的传递:发生在传种接代过程中,通过复制实遗传信息的传递:发生在传种接代过程中,通过复制实 现遗传信息由亲代到子代的传递。现遗传信息由亲代到子代的传递。(2)遗传信息的表达:发生在生物个体发育过程中,是通过遗传信息的表达:发生在生物个体发育过程中,是通过 转录和翻译控制蛋白质合成的过程,通过遗传信息的表转录和翻译控制蛋白质合成的过程,通过遗传信息的表 达控制个体发育过程。达控制个体发育过程。亲代遗传信息亲代遗传信息
2、 子代遗传信息子代遗传信息 mRNA 蛋白质蛋白质 (子代性状子代性状)|生殖过程生殖过程|个体发育个体发育|表达表达DNA上有很多片段,其中有遗传效应的片段才叫基因,上有很多片段,其中有遗传效应的片段才叫基因,没没 有遗传效应的片段不叫基因。有遗传效应的片段不叫基因。对于真核细胞来说,染色体是基因的主要载体;线粒体对于真核细胞来说,染色体是基因的主要载体;线粒体和和 叶绿体是基因的次要载体。叶绿体是基因的次要载体。对于原核细胞来说,基因在拟核中的对于原核细胞来说,基因在拟核中的DNA分子或质粒上,分子或质粒上,DNA是裸露的,并没有与蛋白质一起构成染色体,因此,是裸露的,并没有与蛋白质一起构
3、成染色体,因此,没有染色体这一载体。没有染色体这一载体。位于染色体上的基因随染色体传递给子代,其遗传遵位于染色体上的基因随染色体传递给子代,其遗传遵 循孟德尔遗传定律。循孟德尔遗传定律。位于线粒体和叶绿体中的基因随线粒体和叶绿体传给位于线粒体和叶绿体中的基因随线粒体和叶绿体传给 后代,是细胞质遗传的基础。后代,是细胞质遗传的基础。1对染色体、对染色体、DNA、基因三者关系的叙述中,错误的是、基因三者关系的叙述中,错误的是 ()A每条染色体上含有一个或两个每条染色体上含有一个或两个DNA,DNA分子上含有分子上含有 多个基因多个基因B都能复制、分离和传递,且三者行为一致都能复制、分离和传递,且三
4、者行为一致C三者都是生物细胞内的遗传物质三者都是生物细胞内的遗传物质D生物的传种接代中,染色体的行为决定着生物的传种接代中,染色体的行为决定着DNA和基和基因的行为因的行为解析:解析:遗传物质是遗传物质是DNA或基因,而不是染色体,染色或基因,而不是染色体,染色体上还含有蛋白质,蛋白质不是遗传物质。体上还含有蛋白质,蛋白质不是遗传物质。答案:答案:C1.DNA的基本功能的基本功能功能功能遗传遗传信息的信息的传递传递遗传遗传信息的表达信息的表达复制复制转转录录翻翻译译时间时间有有丝丝分裂分裂间间期和减期和减数第一次分裂数第一次分裂间间期期个体个体发发育育过过程中程中场场所所主要在主要在细细胞核,
5、少胞核,少部分在部分在线线粒体和叶粒体和叶绿绿体体细细胞核胞核核糖体核糖体原料原料4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸种核糖核苷酸20种氨基酸种氨基酸模板模板DNA的两条的两条链链DNA中的一条中的一条链链mRNA功能功能遗传遗传信息的信息的传递传递遗传遗传信息的表达信息的表达复制复制转转录录翻翻译译条件条件特定的特定的酶酶和和ATP特定的特定的酶酶、ATP和和tRNA碱基碱基配配对对AT、CG、TA、GCAU、GC、TA、CG AU、GC、UA、CG模板模板去向去向分分别进别进入两个入两个子代子代DNA分子分子中中恢复原恢复原样样,与非,与非模板模板链链重新重新绕绕成成双螺旋双螺旋结结构
6、构分解成分解成单单个核个核苷酸苷酸特点特点边边解旋解旋边边复制,复制,半保留复制半保留复制边边解旋解旋边转录边转录,DNA双双链链全保留全保留一个一个mRNA上上可可连续结连续结合多合多个核糖体,个核糖体,顺顺次合成多次合成多肽链肽链功能功能遗传遗传信息的信息的传递传递遗传遗传信息的表达信息的表达复制复制转转录录翻翻译译产产物物两个双两个双链链DNA分子分子三种三种单链单链RNA蛋白蛋白质质(多多肽链肽链)意意义义复制复制遗传遗传信息,使信息,使遗传遗传信息从信息从亲亲代代传传给给子代子代表达表达遗传遗传信息,使生物体表信息,使生物体表现现出各种出各种遗传遗传性状性状mRNAtRNArRNA(
7、1)DNA功能间的关系:功能间的关系:(2)在核糖体上合成的只是多肽链,多肽链折叠、加工在核糖体上合成的只是多肽链,多肽链折叠、加工 成具有复杂空间结构的蛋白质是在内质网、高尔基成具有复杂空间结构的蛋白质是在内质网、高尔基 体中进行的,即蛋白质多样性原因中氨基酸的种类、体中进行的,即蛋白质多样性原因中氨基酸的种类、数目和排列顺序是在核糖体上完成的。数目和排列顺序是在核糖体上完成的。(3)遗传信息、密码子、反密码子遗传信息、密码子、反密码子 遗传信息是指遗传信息是指DNA上特定的脱氧核苷酸排列顺序。上特定的脱氧核苷酸排列顺序。密码子是密码子是mRNA上决定一种氨基酸的三个相邻的碱上决定一种氨基酸
8、的三个相邻的碱基。密码子共基。密码子共64种,但决定氨基酸的只有种,但决定氨基酸的只有61种。种。反密码子是反密码子是tRNA的反密码环上能与的反密码环上能与mRNA的密码子的密码子互补配对的三个相邻碱基,因此互补配对的三个相邻碱基,因此tRNA有有61种。种。每种氨基酸对应一种或几种密码子,可由一种或几种每种氨基酸对应一种或几种密码子,可由一种或几种tRNA转运;但一种密码子只能决定一种氨基酸,且一转运;但一种密码子只能决定一种氨基酸,且一种种tRNA只能转运一种氨基酸。只能转运一种氨基酸。2DNA与与RNA(1)DNA分子与分子与RNA分子的区别分子的区别区区别别DNARNA结结构构通常是
9、双螺旋通常是双螺旋结结构,极构,极少数病毒是少数病毒是单链结单链结构构通常是通常是单链结单链结构,极构,极少数病毒是双少数病毒是双链结链结构构基本基本单单位位脱氧核苷酸脱氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸五碳糖五碳糖脱氧核糖脱氧核糖核糖核糖含氮碱基含氮碱基A、G、C、TA、G、C、U产产生途径生途径DNA复制、逆复制、逆转录转录转录转录、RNA复制复制区区别别1DNARNA存在部位存在部位主要位于主要位于细细胞核中的胞核中的染色体上,极少数位染色体上,极少数位于于细细胞胞质质中的中的线线粒体粒体和叶和叶绿绿体中体中主要位于主要位于细细胞胞质质中中功能功能主要的主要的遗传遗传物物质质,传传递递和表达和
10、表达遗传遗传信息信息生物体内若无生物体内若无DNA时时,RNA是是遗传遗传物物质质,若存在若存在DNA时时,RNA辅辅助助DNA完成功能完成功能少数少数RNA有催化作用有催化作用(2)三种三种RNA的比较的比较mRNAtRNArRNA分布分布部位部位常与核糖体常与核糖体结结合合细细胞胞质质中中与蛋白与蛋白质结质结合合形成核糖体形成核糖体特点特点带带有从有从DNA上上转录转录下来下来的的遗传遗传信息信息一端能与氨基酸一端能与氨基酸结结合,另一端有反密合,另一端有反密码码子与子与mRNA上的上的遗遗传传密密码码子配子配对对由核仁由核仁组织组织区区的的DNA转录转录而而来,是核糖体来,是核糖体的的组
11、组成物成物质质mRNAtRNArRNA功能功能翻翻译时译时作模板作模板翻翻译时译时作搬运作搬运氨基酸的工具氨基酸的工具合成蛋白合成蛋白质质的的场场所所结结构构单链单链单链单链,常有部,常有部分碱基分碱基对对形成形成三叶草三叶草结结构构单链单链共同共同点点都是都是转录产转录产生;生;基本基本单单位相同;位相同;都与都与翻翻译过译过程有关程有关2(2010潍坊质检潍坊质检)观察下面的某生理过程示意图观察下面的某生理过程示意图(甲甲 表示甲硫氨酸,丙表示丙氨酸表示甲硫氨酸,丙表示丙氨酸),回答问题:,回答问题:(1)丙氨酸的密码子是丙氨酸的密码子是_,连接甲和丙的化学键的结,连接甲和丙的化学键的结构
12、简式是构简式是_。(2)若若中尿嘧啶和腺嘌呤之和占中尿嘧啶和腺嘌呤之和占42%,则相应的,则相应的分子片分子片段中胞嘧啶占段中胞嘧啶占_。(3)若该过程合成的物质是抗利尿激素,若该过程合成的物质是抗利尿激素,中合成的物质首中合成的物质首先进入先进入_中进行加工,这种激素作用的靶部位是中进行加工,这种激素作用的靶部位是_。(4)在该生理过程中,遗传信息的流动途径是在该生理过程中,遗传信息的流动途径是_,细胞中,细胞中tRNA共有共有_种。种。(5)一种氨基酸可以由多个密码子决定,这对生物生存和发一种氨基酸可以由多个密码子决定,这对生物生存和发展的重要意义是展的重要意义是_。解析:解析:从转运丙氨
13、酸的从转运丙氨酸的tRNA的反密码子可以推知其密码子的反密码子可以推知其密码子为为GCU。若。若mRNA中,中,UA42%,则对应的,则对应的DNA片段片段中中AT42%,又,又AT且且TC50%,则,则C为为29%。抗利尿。抗利尿激素在核糖体合成后首先进入内质网进行初加工,作用部激素在核糖体合成后首先进入内质网进行初加工,作用部位为肾小管和集合管,作用是促进其对原尿中水的重吸收。位为肾小管和集合管,作用是促进其对原尿中水的重吸收。图示过程为基因表达过程:图示过程为基因表达过程:DNA mRNA 蛋白质,蛋白质,对应氨基酸的密码子共有对应氨基酸的密码子共有61种,因此种,因此tRNA也有也有6
14、1种。种。答案:答案:(1)GCUNHCO(2)29%(3)内质网肾小内质网肾小管和集合管管和集合管(4)DNA RNA 蛋白质蛋白质61(5)在在一定程度上防止由于碱基的改变而导致生物性状的改变一定程度上防止由于碱基的改变而导致生物性状的改变(或:当某种氨基酸使用频率高时,几种密码子决定同一或:当某种氨基酸使用频率高时,几种密码子决定同一种氨基酸,可以保证翻译速度种氨基酸,可以保证翻译速度)下表有关基因表达的选项中,不可能的是下表有关基因表达的选项中,不可能的是 ()基因基因表达的表达的细细胞胞表达表达产产物物A.细细菌抗虫蛋白基因菌抗虫蛋白基因抗虫棉叶肉抗虫棉叶肉细细胞胞 细细菌抗虫蛋白菌
15、抗虫蛋白B.人酪氨酸人酪氨酸酶酶基因基因正常人皮肤正常人皮肤细细胞胞人酪氨酸人酪氨酸酶酶C.动动物胰物胰岛岛素基因素基因大大肠肠杆菌工程菌杆菌工程菌细细胞胞动动物胰物胰岛岛素素D.兔血兔血红红蛋白基因蛋白基因兔成熟兔成熟红细红细胞胞兔血兔血红红蛋白蛋白 解析解析哺乳动物成熟红细胞无细胞核及细胞器,其哺乳动物成熟红细胞无细胞核及细胞器,其内的血红蛋白是在其成熟之前合成的。通过基因工程可将内的血红蛋白是在其成熟之前合成的。通过基因工程可将细菌抗虫蛋白基因导入抗虫棉叶肉细胞而后表达生成细菌细菌抗虫蛋白基因导入抗虫棉叶肉细胞而后表达生成细菌抗虫蛋白;也可将动物胰岛素基因导入大肠杆菌使其在大抗虫蛋白;也
16、可将动物胰岛素基因导入大肠杆菌使其在大肠杆菌内表达生成动物胰岛素。正常人皮肤细胞中的酪氨肠杆菌内表达生成动物胰岛素。正常人皮肤细胞中的酪氨酸酶基因表达,可生成酪氨酸酶,在该酶的作用下产生黑酸酶基因表达,可生成酪氨酸酶,在该酶的作用下产生黑色素使其肤色正常。色素使其肤色正常。答案答案D已知已知a、b、c、d是某细菌是某细菌DNA片段片段上的上的4个基因,下图中个基因,下图中W表示野生表示野生型,型,、分别表示三种缺分别表示三种缺失不同基因的突变体,虚线表示所缺失的基因。若分别检失不同基因的突变体,虚线表示所缺失的基因。若分别检测野生型和各种突变体中某种酶的活性,发现仅在野生型测野生型和各种突变体
17、中某种酶的活性,发现仅在野生型和突变体和突变体中该酶有活性,则编码该酶的基因是中该酶有活性,则编码该酶的基因是 ()A基因基因aB基因基因b C基因基因c D基因基因d 解析解析本题着重考查学生的识图能力,由题图可知本题着重考查学生的识图能力,由题图可知野生型野生型(W)中包括四个基因中包括四个基因a、b、c、d,突变体,突变体中包括中包括基因基因a、b、c三个,突变体三个,突变体中包括基因中包括基因a一个,突变体一个,突变体中包括基因中包括基因c、d,又从题干中,又从题干中“仅在野生型和突变体仅在野生型和突变体中中该酶有活性该酶有活性”,可知该酶具有活性必须含有,可知该酶具有活性必须含有a、
18、b、c基因中基因中的一个或多个。根据突变体的一个或多个。根据突变体可排除可排除a基因对该酶的作用,基因对该酶的作用,由突变体由突变体可排除可排除c、d基因对该酶的作用,故答案为基因对该酶的作用,故答案为B。答案答案B 下图为某种真菌线粒体中蛋白质的生物合成示意图,下图为某种真菌线粒体中蛋白质的生物合成示意图,请据图回答下列问题。请据图回答下列问题。(1)完成过程完成过程需要需要_等物质从细胞质进入细胞核。等物质从细胞质进入细胞核。(2)从图中分析,核糖体的分布场所有从图中分析,核糖体的分布场所有_。(3)已知溴化乙啶、氯霉素分别抑制图中过程已知溴化乙啶、氯霉素分别抑制图中过程、,将该真菌分别接
19、种到含溴化乙啶、氯霉素的培养基上培养,将该真菌分别接种到含溴化乙啶、氯霉素的培养基上培养,发现线粒体中发现线粒体中RNA聚合酶均保持很高活性。由此可推测该聚合酶均保持很高活性。由此可推测该RNA聚合酶由聚合酶由_中的基因指导合成。中的基因指导合成。(4)用用鹅膏蕈碱处理细胞后发现,细胞溶胶中鹅膏蕈碱处理细胞后发现,细胞溶胶中RNA含量含量显著减少,那么推测显著减少,那么推测鹅膏蕈碱抑制的过程是鹅膏蕈碱抑制的过程是_(填序填序号号),线粒体功能,线粒体功能_(填填“会会”或或“不会不会”)受到影响。受到影响。解析解析(1)转录需要模板、能量、酶、原料等。转录需要模板、能量、酶、原料等。(2)核核
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