课件：沪科版生命科学高二上第六章遗传信息的传递和表达课件.ppt

,第六章 遗传信息的传递和表达,枣庄第二中学生物组,知识点整理,DNA是遗传物质-噬菌体侵染细菌实验 DNA分子的双螺旋结构 认识基因 DNA复制 遗传信息的转录 遗传信息的翻译 中心法则及其发展,生物亲代与子代之间，在形态、结构和生理功能上常常相似，这就是遗传现象。生物的遗传，使生物界的物种能够保持相对稳定。,生物的各项生命活动都有它的物质基础。那么，生物遗传的物质基础是什么呢？是蛋白质还是DNA？,肺炎双球菌转化实验,作为遗传物质，必须具备的条件,3）能够自我复制，使前后代保持一定的连续性,1）能够存储大量的遗传信息,2）分子结构具有相对的稳定性,DNA是遗传物质的实验证明,病毒的一种，只有外壳（蛋白质）和DNA。,噬菌体简介,1）、吸附 2）、注入 3）、合成 4）、组装 5）、释放,噬菌体实验 过程,噬菌体侵染细菌实验,遗传物质除DNA外，还有RNA,如：烟草花叶病毒,是一种植物病毒,由RNA和蛋白质外壳组成。,DNA是遗传物质,根据现代细胞学和遗传学的研究得知，控制生物性状的主要遗传物质是脱氧核糖核酸（DNA）。,主要存在于哪里？,遗传物质的主要载体 染色体,染色体是由蛋白质和共同组成的，而担当遗传物质这一重要使命的是。,（1）DNA的化学结构,脱氧 核糖,碱基,磷酸,A,G,C,T,组成DNA的基本单位脱氧核苷酸,组成DNA的基本单位是脱氧核苷酸。脱氧核苷酸由脱氧核糖、磷酸和含氮碱基三部分组成的。DNA分子是由很多不同的脱氧核苷酸组成的多脱氧核苷酸链。,腺嘌呤脱氧核苷酸,鸟嘌呤脱氧核苷酸,胞嘧啶脱氧核苷酸,胸腺嘧啶脱氧核苷酸,DNA是由四种脱氧核苷酸组成的,四种脱氧核苷酸组成多脱氧核苷酸链,那么，DNA分子是由一条多脱氧核苷酸链组成的吗？,无论分子来自哪一种生物，其A和T、C和G的数目总是相等的。 那么，请你推测在什么情况下，最有可能使分子中A和T、C和G的数目相等？, DNA是由两条多脱氧核苷酸链组成的,（2）DNA的空间结构,DNA具有规则的双螺旋结构,脱氧核糖与磷酸间隔排列在外侧，形成两条主链，构成DNA的基本骨架。两条主链之间的横档是碱基对，排列在内侧。对应的两个碱基间通过氢键连结，形成碱基对，把两条主链连接起来。,脱氧,DNA上的碱基对（脱氧核苷酸）的排列顺序遗传信息,碱基互补配对原则,A与T配对 G与C配对,分子中碱基互补配对有什么规律可循？,人类有多少个碱基对？,亿,2005年10月，遗传学家在自然杂志上发表了黑猩猩基因组草图。科学家们得知，组成人类和黑猩猩的基因组的碱基对序列，仅有的差异，并且它们之间最大的差异发生在染色体上。,课堂练习,某生物细胞DNA分子的碱基中，腺嘌呤的分子数占22，那么，胞嘧啶的分子数占 A11 B22 C28 D44,（3）DNA的特性携带遗传信息,稳定性 遗传信息的复制与传递,了解了的特异性，同学们又能想到我们医学上、刑事侦察上的什么技术？,多样性 存储大量的遗传信息,特异性 各种生物之间、同种生物不同个体之间的差异性,了解了的多样性，同学们能想到什么？,案例聚焦,DNA指纹技术常用于刑侦，下表分别表示从三个不同的犯罪现场和相关嫌犯身上提取的三条相同染色体的同一区段DNA单链的碱基序列，根据碱基配对情况，A、B、C三组DNA中不相符（排除犯罪可能）的是 组；判断的理由？,复制的时期,复制的场所,复制的模板,原材料,基本条件,复制过程,复制特点,遵循原则,(4) DNA的复制,复制方式,四、基因遗传的基本单位,基因是具有遗传效应的DNA片段， 基因中的脱氧核苷酸排列顺序就是遗传信息。,基因是控制生物性状的基本单位,基因控制生物性状是通过控制蛋白质合成来实现的。基因可比喻为导演，蛋白质可比喻为演员。,豌豆红花基因,豌豆开出红花（性状）,控制合成红花的蛋白质,豌豆白花基因,豌豆开出白花（性状）,控制合成白花的蛋白质,基因型,表现型,决定,案例：蚕豆病,每年四、五月份蚕豆上市季节，有些小孩进食蚕豆后会出现黄疸、贫血、面色苍白、小便呈酱油色等症状， 严重病例可见昏迷、惊厥和急性肾衰竭，若急救不及时常于12日内死亡。这种病是由于吃蚕豆引起的，叫“蚕豆病”。,为什么患者体内会缺乏葡萄糖-6-磷酸脱氢酶（G6PD）？,据科学研究发现：患者之所以得病与其体内缺乏一种叫做葡萄糖-6-磷酸脱氢酶（G6PD）的物质有关。 正常人的红细胞内含有G6PD，它能催化某一个生理反应，稳定红细胞膜；而缺乏G6PD，的人在吃了蚕豆之后，就会引起红细胞膜破裂，造成急性溶血性贫血症蚕豆病。,如果基因出了问题，我们的身体会怎样？,正常人,携带,G6PD基因,控制合成,G6PD,正常,表现,患 者,缺乏,G6PD基因,不能合成,G6PD,蚕豆病,表现,蚕豆病致病机理,基因是幕后的操纵者,DNA(基因) 遗传性状,?,哪类物质的合成、代谢控制性状？,蛋白质,DNA主要存在于细胞的哪个部分？,细胞核,蛋白质合成的场所？,核糖体,核糖体存在于细胞的哪个部分？,细胞质,DNA多样性产生的主要原因？,脱氧核苷酸排列顺序的不同,蛋白质多样性产生的原因？,氨基酸种类、数目、排列方式、空间结构的不同,基 因 的 含 义,功能上：控制生物性状的遗传物质结构、功能的基本单位。 本质上（与DNA的关系）：具有遗传效应的DNA片段。 位置上（与染色体的关系）：在染色体上呈直线排列。,转录：是指以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成mRNA（信使RNA）的过程。,基因控制蛋白质的合成过程包括：转录和翻译两个过程。,DNA的平面结构图,以链为模板解旋，聚合,信使RNA(mRNA)：也叫信息RNA，分子结构一般呈线形。其上面相邻的三个碱基(核糖核苷酸)构成一个“密码”，决定蛋白质合成时一个特定的氨基酸。,密码子：遗传学上把mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基，叫做一个密码子。（含起始码、终止码）,密码子,密码子,密码子,mRNA分子内的碱基排列顺序被称为：遗传密码,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、UGA,DNA,游离的核糖核苷酸,以DNA的一条链为模板合成RNA,DNA与RNA的碱基互补配对：AU；TC；CG；TA,组成 RNA 的核糖核苷酸一个个连接起来,形成的 mRNA 链，DNA上的遗传信息就传递到mRNA上,RNA,DNA,细胞质,细胞核,核孔,DNA,mRNA在细胞核中合成,细胞质,细胞核,mRNA通过核孔进入细胞质,转录过程总结,场所： 主要在细胞核 模板： DNA的一条链 原料： 4种核糖核苷酸 原则： 碱基互补配对原则（A-U） 条件：解旋酶，RNA聚合酶 ATP 产物： mRNA(信使RNA),翻译：是指以mRNA为模板，按照碱基互补配对原则，合成特定蛋白质的过程。,转移RNA: transfer RNA（tRNA） 三叶草形状,mRNA上密码子为,对应的氨基酸为,CUC,亮氨酸,tRNA上反密码子为,GAG,tRNA搬运的氨基酸为,亮氨酸,A,A,U,亮氨酸,A,C,U,天门冬酰胺,A,U,G,异亮氨酸,转运 RNA（tRNA),氨基酸,亮氨酸,tRNA的一端运载着氨基酸,反密码子,核糖体RNA(rRNA)：是构成核糖体的主要成分。,核糖体,mRNA 与核糖体结合.,tRNA 上的反密码子与 mRNA上的密码子互补配对 .,tRNA 将氨基酸转运到 mRNA上的 相应位置 .,两个氨基酸分子缩合,缩合,亮氨酸,核糖体随着 mRNA滑动. 另一个 tRNA 上的碱基与mRNA上的 密码子配对.,亮氨酸,一个个氨基酸分子缩合成链状结构,亮氨酸,天门冬酰氨,tRNA离开，再去转运新的氨基酸,亮氨酸,天门冬酰氨,异亮氨酸,以mRNA为模板形成了有一定氨基酸顺序的蛋白质,翻译过程总结,场所： 核糖体 原料： 氨基酸 模板： mRNA 转运工具： tRNA 原则： 碱基互补配对原则 产物： 多肽链,蛋白质合成结构图,以DNA一条链为模板按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。,以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。,细胞核,细胞质的核糖体,DNA的一条链,mRNA,核糖核苷酸 （A、U、C、G）,约20种氨基酸,RNA,有一定氨基酸排列顺序的蛋白质,思考：,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,以DNA自身为模板合成子代DNA，以DNA的一条链为模板合成RNA，以信使RNA为模板合成蛋白质从而决定生物的性状表现，叫中心法则。人和动植物及绝大多数微生物的遗传信息传递都遵循这一法则。,中心法则,逆转录,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。显然，这些DNA是以RNA为模板合成的。 以RNA为模板合成DNA的过程叫“逆转录”，这需要逆转录酶来催化它。, ,以RNA为模板合成的DNA单链,绝大多数生物的遗传物质是DNA，极少数生物的遗传物质是RNA或RNA和DNA。遗传物质都能通过复制将遗传信息遗传给后代，并通过控制蛋白质的合成控制生物体的性状表现。,补充修正的中心法则,思考：,蛋白质合成、有氧呼吸、光合作用、 糖的合成、核酸的合成、 ATP的合成（5种）,DNA复制、RNA复制、转录、逆转录、翻译（5种）,哪些生理过程遵循碱基互补配对原则？,哪些生理过程可以产生水？,小结,新名词： 信使RNA（ mRNA ）转运RNA（ tRNA） 核糖体RNA 重要概念： 基因、遗传信息、转录、翻译、密码子、 性状 重要生理过程： 转录、翻译,1、基因控制蛋白质合成主要可分为哪两大步骤？,2、RNA的结构是怎样的，与DNA结构的主要区别是什么？,3、基因控制蛋白质合成中mRNA、tRNA各自有什么作用？,4、什么叫密码子？它与mRNA、tRNA之间分别有什么 关系？,巩 固 练 习,5、组成DNA和RNA的碱基和核苷酸分别有（ ） A.2种和6种 B.4种和8种 C.5种和8种 D.8种和8种,6、一个tRNA的一端碱基为CGA，此tRNA运载的氨基酸是 A.精氨酸（GCA） B.谷氨酸（GAG） C.丝氨酸（UCU） D.丙氨酸（GCU）,若一个DNA分子中，腺嘌呤含量为15%，经四次复制后，共形成分子_个，其中含有原母链成分的DNA分子占全部DNA分子数的百分比： _ ，子代DNA分子中胞嘧啶的比例为_。,16,1/8,35%,一、一般规律,蛋白质分子量和基因分子量的互为计算,规律2 脱氧核苷酸合成脱氧核苷酸链的过程中，每两个相邻的脱氧核苷酸是脱去一分子水而连在一起的。,规律3 基因上的碱基数:信使RNA上的碱基数:多肽链上的氨基酸数6:3:1，即基因上的脱氧核苷酸数:信使RNA上的核糖核苷酸数:多肽链上的氨基酸数6:3:1,二、典型例题,1、蛋白质分子量的计算,例1：假如组成人体的20种氨基酸的平均分子量为120，一个蛋白质分子，由n个氨基酸构成m条肽链，那么该蛋白质分子的分子量约为 。,解：n个氨基酸构成m条肽链，则失去nm个水分子，则该蛋白质的分子量为120n18（nm）。,例题2已知某多肽链的分子量为1.032104，每个氨基酸的平均分子量为120，则该多肽链由多少个氨基酸组成？,解：该多肽链由n个氨基酸组成，则120n18（n1）10320，解方程得n101。,2、基因分子量的计算,例3：如果某个基因中共有n个碱基，每个脱氧核苷酸的平均分子量为300，则该基因的分子量约为 。,解：基因中共有n个碱基，也就是有n个脱氧核苷酸，这n个脱氧核苷酸形成双链DNA分子时，共失去n2个水分子，所以该基因的分子量为300n18（n2）。,3、蛋白质分子量和基因分子量的互为计算,例4：已知某多肽链的分子量为1.032104，每个氨基酸的平均分子量为120，每个脱氧核苷酸的平均分子量为300，则合成该多肽化合物的基因的分子量约为 。,解：1）先求该多肽链有多少个氨基酸，如例2，得n101； 2）根据基因的脱氧核苷酸数:信使RNA上的核糖核苷酸数:多肽链上的氨基酸数6:3:1这个关系，可知该基因分子中有脱氧核苷酸606个； 3）求基因分子量，30060618（6062）170928。,170928,例题5,已知某基因的分子量为18648，每个氨基酸的平均分子量为120，每个脱氧核苷酸的平均分子量为300，则该基因控制合成的一条肽链的分子量约为 。,（1）先求该基因中脱氧核苷酸的数目，令脱氧核苷酸的数目为n，则300n18（n2）18648，解方程得n66； （2）根据基因的脱氧核苷酸数:信使RNA上的核糖核苷酸数:多肽链上的氨基酸数6:3:1这个关系，得该肽链中氨基酸的数目为11； （3）求该肽链的分子量，1201118（111）1140。,1140,填空题： 1、下图示“中心法则”，请根据图回答：,（1）指出图中数码表示的过程名称： 1、_ 2、_ 3、_ 4、_ 5、 （2）图中箭头表示_ （3）指出下列过程进行的场所： 1、_ 2、_ 5、_ （4）图示过程中，能体现碱基互补配对原则的数码是_ ，配对的规 律是 _,复制,转录,