生物:基因的表达-优秀PPT.ppt
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1、 思索:为什么子女长的像自己的父母?思索:为什么子女长的像自己的父母?是因为子代获得了亲代复制的一是因为子代获得了亲代复制的一份份DNADNA的缘故的缘故 DNA的基本功能1 1、通过复制,在后代的传种接代中传、通过复制,在后代的传种接代中传递遗传信息递遗传信息2 2、在后代的个体发育过程中,使遗传、在后代的个体发育过程中,使遗传信息得以表达信息得以表达现代遗传学认为:生物的性状是有基现代遗传学认为:生物的性状是有基因控制的因控制的基因的概念基因的概念基因:是控制生物性状的遗传物质的功能基因:是控制生物性状的遗传物质的功能和结构单位是有遗传效应的和结构单位是有遗传效应的DNADNA片段。片段。
2、大肠杆菌是原核生物,拟核的一个大肠杆菌是原核生物,拟核的一个DNADNA分子长度约为分子长度约为47000004700000个碱基对,分布个碱基对,分布有有44004400个基因,人类的个基因,人类的2424个个DNADNA分子分子大约有大约有31.631.6亿个碱基对,有亿个碱基对,有4000040000个基个基因因每个基因有特定的脱氧核苷酸排列顺序,每个基因有特定的脱氧核苷酸排列顺序,它代表着遗传信息它代表着遗传信息 基基 因因 的的 含含 义义 功能上:控制生物性状的遗传物质结功能上:控制生物性状的遗传物质结构、功能的基本单位。构、功能的基本单位。本质上与本质上与DNA的关系):具有遗传
3、的关系):具有遗传效应的效应的DNA片段。片段。位置上与染色体的关系):在染色位置上与染色体的关系):在染色体上呈直线排列。体上呈直线排列。1.1.基因的化学组成:每个基因含有成基因的化学组成:每个基因含有成百上千个脱氧核苷酸。百上千个脱氧核苷酸。基因的脱氧核苷酸排列顺序代基因的脱氧核苷酸排列顺序代表遗传信息。例如:白花基因有特定表遗传信息。例如:白花基因有特定的脱氧核苷酸排列顺序,这样特定的的脱氧核苷酸排列顺序,这样特定的排列顺序就代表白花的遗传信息。上排列顺序就代表白花的遗传信息。上一代传给下一代的是遗传信息而不是一代传给下一代的是遗传信息而不是白花的本身,在下一代就可以将白花白花的本身,
4、在下一代就可以将白花遗传信息表达为白花。遗传信息表达为白花。2.2.基因不同的实质:不同的基因,四种脱基因不同的实质:不同的基因,四种脱氧核苷酸碱基的排列顺序不同氧核苷酸碱基的排列顺序不同DNADNA分分子的多样性),但是每个基因都有特定的子的多样性),但是每个基因都有特定的排列顺序排列顺序DNADNA分子的特异性)。分子的特异性)。3.3.基因的位置:染色体是基因的主要载体,基因的位置:染色体是基因的主要载体,每个染色体含有一个每个染色体含有一个DNADNA分子,每个分子,每个DNADNA分分子含有多个基因,基因在染色体上呈直线子含有多个基因,基因在染色体上呈直线排列果蝇某一条染色体上的几个
5、基因)。排列果蝇某一条染色体上的几个基因)。果蝇某染色体上的几个基因仔细观察基仔细观察基因在染色体因在染色体DNA上是如上是如何排列的。何排列的。4.4.基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNADNA片段片段 这就是说,基因是这就是说,基因是DNADNA的片段,但必须的片段,但必须具有遗传效应指具有复制、转录、翻译、具有遗传效应指具有复制、转录、翻译、重组突变及调控等功能)。有的重组突变及调控等功能)。有的DNADNA片段属间片段属间隔区段,没有控制性状的作用,这样的隔区段,没有控制性状的作用,这样的DNADNA片片段就不是基因。段就不是基因。控制某种性状的基因有特定的控制某种性状的基因有特
6、定的DNADNA片段,片段,蕴含特定的遗传信息,可以切除,可以拼接蕴含特定的遗传信息,可以切除,可以拼接到其他生物的到其他生物的DNADNA上,从而获得某种性状的表上,从而获得某种性状的表达。例如:把牛的胰岛素基因拼接到大肠杆达。例如:把牛的胰岛素基因拼接到大肠杆菌的菌的DNADNA上,大肠杆菌可以生产胰岛素。上,大肠杆菌可以生产胰岛素。小结:遗传信息蕴藏在小结:遗传信息蕴藏在4 4种碱基的排列顺序种碱基的排列顺序之中;碱基排列顺序的千变万化,构成之中;碱基排列顺序的千变万化,构成DNADNA分子多样性,而碱基的特定的排列顺序,分子多样性,而碱基的特定的排列顺序,又构成了每一个又构成了每一个D
7、NADNA分子的特异性;分子的特异性;DNADNA分分子的多样性和特异性是生物体多样性和特子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。异性的物质基础。DNADNA上分布着多个基因,上分布着多个基因,基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNADNA片段。片段。C可以直接调节生物体的新陈代谢;一个DNA上可能有很多个基因;2、在后代的个体发育过程中,使遗传信息得以表达科学家们同时还发现,在环境适宜的夏季只有RNA的烟草花叶病病毒到了环境严酷的冬季,它们体内又具有DNA了。例如:把牛的胰岛素基因拼接到大肠杆菌的DNA上,大肠杆菌可以生产胰岛素。控制酶的合成来间接控制代谢过程而控制性状四种游离
8、的脱氧核苷酸本质上与DNA的关系):具有遗传效应的DNA片段。mn-18(n-1)蛋白质中氨基酸数最多分别为()镰刀型贫血症B转运RNA上的三个碱基;DNA则为脱氧核苷酸。(脱氧核苷酸的排列顺序)基因在染色体上呈直线排列。基因在染色体上呈线性排列了解了解:“基因基因DNA-染色体三者之间的关系染色体三者之间的关系 a.基因在染色体上呈直线排列。基因在染色体上呈直线排列。b.每个染色体含一个每个染色体含一个DNA分子,染分子,染色体复制后在细胞分裂的间期、前期、色体复制后在细胞分裂的间期、前期、中期,每个染色体包含两个姐姐妹染中期,每个染色体包含两个姐姐妹染色单体,此时含有两个色单体,此时含有两
9、个DNA分子。分子。c.每个每个DNA分子有很多基因。分子有很多基因。d.每个基因有成百上千个脱氧核苷每个基因有成百上千个脱氧核苷酸。酸。e.基因的不同是由于脱氧核苷酸的基因的不同是由于脱氧核苷酸的排列顺序不同。排列顺序不同。染色体是染色体是DNA的载体的载体基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNA片断片断v一个一个DNA上可能有很多个基因;通过复制传给后代上可能有很多个基因;通过复制传给后代基因在染色体上呈线性排列基因在染色体上呈线性排列v基因在后代的个体发育过程中表达,控制后代基因在后代的个体发育过程中表达,控制后代 v 的性状,这就是基因的表达的性状,这就是基因的表达基因基因蛋白质的合
10、成蛋白质的合成控制控制以以RNA为媒介为媒介二二.基因控制蛋白质的合成基因控制蛋白质的合成(一(一DNA的转录的转录TCATG A TT AAG T AC T A A T DNADNA的平面结构图的平面结构图细细胞胞核核中中单击画面继续AG T AC T A A T DNA的的一条链一条链AGCUGACGGUUU游离的核糖核苷酸游离的核糖核苷酸 (原料)原料)DNA DNA 解旋,以一条链为模板合成解旋,以一条链为模板合成RNARNA细细胞胞核核中中单击画面继续AG T AC T A A T AGCUGACGGUUU DNA与与RNA的碱基互补配对:的碱基互补配对:AU;TA;CG;GCRNA
11、 RNA 聚合酶聚合酶细细胞胞核核中中单击画面继续AG T AC T A A T AGCGACGGUUU U 组成组成 RNA 的核糖核苷酸一个个连接起来的核糖核苷酸一个个连接起来细细胞胞核核中中单击画面继续AG T AC T A A T GCGACGGUUU UA细细胞胞核核中中单击画面继续AG T AC T A A T GCGACGUUGU UA细细胞胞核核中中单击画面继续AG T AC T A A T GCGACGUGU UAA细细胞胞核核中中单击画面继续AG T AC T A A T GCGACGGU UAA UA细细胞胞核核中中单击画面继续AG T AC T A A T GCGCGG
12、U UAA UA U细细胞胞核核中中单击画面继续AG T AC T A A T GGCGGU UAA UA U C细细胞胞核核中中单击画面继续AG T AC T A A T GGCGGU UAA UA U CDNADNA上的遗传信息就传递到上的遗传信息就传递到mRNAmRNA上上mRNADNA细细胞胞核核中中单击画面继续AG T AC T A A T UCAUG A UUAmRNA 细胞质细胞质 细胞核细胞核 核孔核孔DNAmRNAmRNA在细胞核中合成在细胞核中合成单击画面继续AG T AC T A A T UCAUG A UUAmRNA 细胞质细胞质 细胞核细胞核mRNAmRNA通过核孔进
13、入细胞质通过核孔进入细胞质UCAUG A UUAmRNA单击画面继续1.DNA的转录的转录a.DNA a.DNA 解旋,以一条链为模板合成解旋,以一条链为模板合成RNARNAb.DNA与与RNA的碱基互补配对:的碱基互补配对:AU;TA;CG;GCc.组成组成 RNA 的核糖核苷酸一个个连接起来的核糖核苷酸一个个连接起来场所:场所:主要在细胞核主要在细胞核过程:过程:条件:条件:模板:模板:DNA的一条链的一条链酶:酶:解旋酶、解旋酶、RNA聚合酶聚合酶原料:四种核糖核苷酸原料:四种核糖核苷酸能量:能量:ATP结果:结果:形成一条形成一条mRNA这样:这样:DNADNA上的遗传信息就传递到上的
14、遗传信息就传递到mRNAmRNA上上2.翻译翻译mRNA在细胞核中转录形成,通过核孔进入细胞质,在细胞核中转录形成,通过核孔进入细胞质,在细胞质中再进行翻译在细胞质中再进行翻译在细胞质中,以mRNA为模板,合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程叫做翻译思索:基因中的碱基如何控制氨基酸的种类?思索:基因中的碱基如何控制氨基酸的种类?信使上只有四种碱基,如何决定信使上只有四种碱基,如何决定20种氨基酸?种氨基酸?密码子:遗传学上把信使密码子:遗传学上把信使RNAmRNA上决定一个氨上决定一个氨 基酸的基酸的3个相邻的碱基叫做一个密码子个相邻的碱基叫做一个密码子UCAUG A UUAmRNA模板)模板
15、)密码子密码子 密码子密码子 密码子密码子转录和翻译类比发电报转录和翻译类比发电报 a、一种氨基酸可以和多个密码子相对应 b、一个密码子只和一种氨基酸相对应 c、三个终止密码:UAA、UAG、UGAA A UAC UAUG转运转运 RNA RNAtRNA)tRNA)(运载工具)(运载工具)亮氨酸 天冬氨酸 异亮氨酸 氨基酸原料)氨基酸原料)单击画面继续A A U 亮氨酸AC U天冬氨酸天冬氨酸AUG 异亮氨酸 tRNA的一端运载着氨基酸的一端运载着氨基酸 反密码子反密码子单击画面继续UCAUG A UUAA A U 亮氨酸AC U 天冬氨酸 核糖体核糖体细胞质中的细胞质中的mRNA 与核糖体与
16、核糖体结合结合.细细胞胞质质中中单击画面继续UCAUG A UUAA A U 亮氨酸AC U 天冬氨酸 tRNA 上的反密码子与上的反密码子与 mRNA上的密码子互补配对上的密码子互补配对.细细胞胞质质中中单击画面继续UCAUG A UUAA A U 亮氨酸AC U 天冬氨酸AUG 异亮氨酸细细胞胞质质中中 tRNA 将氨基酸转运到将氨基酸转运到 mRNA上的上的 相应位置相应位置.单击画面继续UCAUG A UUAA A U 亮氨酸AC U 天冬氨酸AUG 异亮氨酸缩合缩合细细胞胞质质中中 两个氨基酸分子缩合两个氨基酸分子缩合单击画面继续UCAUG A UUAA A U 亮氨酸AC U 天冬
17、氨酸AUG 异亮氨酸 核糖体随着核糖体随着 mRNA滑动滑动.另一个另一个 tRNA 上的碱基与上的碱基与mRNA上的上的 密码子配对密码子配对.细细胞胞质质中中单击画面继续UCAUG A UUAA A U 亮氨酸AC U 天冬氨酸AUG 异亮氨酸 一个个氨基酸分子缩合成链状结构一个个氨基酸分子缩合成链状结构细细胞胞质质中中单击画面继续UCAUG A UUAA A U 亮氨酸AC U 天冬氨酸AUG 异亮氨酸 tRNA离开,再去转运新的氨基酸离开,再去转运新的氨基酸细细胞胞质质中中单击画面继续UCAUG A UUAAUG 亮氨酸 天冬氨酸 异亮氨酸以以mRNAmRNA为模板形成了有一定氨基酸顺
18、序的蛋白质为模板形成了有一定氨基酸顺序的蛋白质 .细细胞胞质质中中动画演示动画演示单击画面继续思索:思索:当某DNA碱基发生改变,是否一定会导致生物性状发生改变?不一定。因为发生改变的碱基可能有以下两种情况:1、该碱基位于DNA无效片段上;2、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运载工具:转运运载工具:转运 RNA RNAtRNA)tRNA)ACU天冬氨天冬氨酸酸AUG 异亮氨酸 反密码子反密码子留意:一种留意:一种tRNA只能携带一种氨基酸只能携带一种氨基酸RNA与与DNA的比较的比较DNADNARNARNA结构结构双螺旋双螺旋双螺旋双螺旋一般一般一般一般单链单链单链单链
19、基本组成单位基本组成单位脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸碱基碱基A A、G G、C C、T TA A、G G、C C、U U五碳糖五碳糖脱氧核糖脱氧核糖核糖核糖无机酸无机酸磷酸磷酸磷酸磷酸RNA的类型的类型信使信使RNA(mRNA)转运转运RNA(tRNA)核糖体核糖体RNA(rRNA)(略)(略)场所:场所:细胞质的核糖体上细胞质的核糖体上过程:过程:条件:条件:模板:模板:mRNA原料:原料:20种氨基酸种氨基酸能量:能量:ATP结果:结果:多肽多肽翻译翻译翻译者:翻译者:转运转运RNA(tRNA)下面我们在看一下动画下面我们在看一下动画肽链
20、合成以后,从信使RNA上脱离,再经过一定的盘曲折叠,最终合成一个具有一定氨基酸顺序的、有一定功能的蛋白质分子。由上述过程可以看出:DNA分子的脱氧核苷酸的排列顺序决定了信使RNA中核糖核苷酸的排列顺序,信使RNA中核糖核苷酸的排列顺序又决定了氨基酸的排列顺序,氨基酸的排列顺序最终决定了蛋白质的结构和功能的特异性,从而使生物体表现出各种遗传性状。蛋白质合成的动画时期时期复制复制转录转录翻译翻译场所场所原材料原材料模板模板其它条件其它条件最后结果最后结果细胞分裂间期细胞分裂间期细胞核细胞核脱氧核苷酸脱氧核苷酸DNA酶、酶、ATP两个两个DNA分子分子蛋白质合成蛋白质合成细胞核细胞核核糖核苷酸核糖核
21、苷酸DNA酶、酶、ATP一个一个RNA分子分子蛋白质合成蛋白质合成核糖体核糖体氨基酸氨基酸信息信息RNA酶、酶、ATP一条多肽链一条多肽链填表并回答填表并回答(参照参照课课本密本密码码子表子表)DNA双双链链片段片段a链链Cb链链TCA信使信使RNAC AU转转运运RNA密密码码子子G C A氨基酸氨基酸色氨酸色氨酸(1)转录转录中的中的DNA模板模板链链是双是双链链中的中的 。(2)DNA复制复制过过程中,互程中,互补补配配对对的碱基的碱基对对是是 ,进进行的主要行的主要场场所是所是 。(3)转录时转录时互互补补配配对对的碱基的碱基对对是是 ,进进行的主要行的主要场场所是所是 。(4)翻翻译
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