高中生物第四章基因的表达和修改 ppt课件

基因的表达,一、遗传信息的转录 1RNA的结构和种类 (1)结构：与DNA相比，RNA在组成上的差异表现在：五碳糖是 ，碱基组成中没有T，而替换为 。 (2)种类： 、 和 三种。,U(尿嘧啶),核糖,mRNA,rRNA,tRNA,DNA分子与RNA分子的比较,规则的双螺旋结构,通常呈单链结构,脱氧核苷酸,核糖核苷酸,A、G,A、G,C、T,C、U,脱氧核糖,核糖,磷酸,磷酸,因此，构成核酸的碱基共 种，核苷酸共 种,5,8,主要在细胞核,主要在细胞质,基因控制蛋白质的合成,（一）DNA的转录和翻译,1. 转录,a. DNA 解旋，以一条链为模板合成RNA,b. DNA与RNA的碱基互补配对：AU ; TA；CG； GC,c. 组成 RNA 的核糖核苷酸一个个连接起来,场所：,主要在细胞核,过程：,条件：,模板：DNA的一条链,酶： 解旋酶、RNA聚合酶,原料：四种核糖核苷酸,能量： ATP,结果： 形成一条mRNA,这样：DNA上的遗传信息就传递到mRNA上,DNA 解旋，以一条链为模板合成RNA,细胞核中,DNA与RNA的碱基互补配对：AU； TA； CG； GC,细胞核中,组成 RNA 的核糖核苷酸一个个连接起来,细胞核中,细胞核中,细胞核中,细胞核中,细胞核中,单击画面继续,细胞核中,细胞核中,细胞核中,DNA上的遗传信息就传递到mRNA上,mRNA,DNA,细胞核中,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,场所：,细胞质的核糖体上,条件：,mRNA,20种氨基酸,ATP,多肽,“搬运工”：,tRNA (转运RNA ),结果：,模板： 原料： 能量： 酶,2 .遗传信息的翻译,mRNA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,游离在细胞质中的氨基酸,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,密码子 (1)概念：遗传学上把 上决定一个氨基酸的 叫一个密码子。 (2)种类：共64种，其中决定氨基酸的密码子有 种。,三个相邻碱基,mRNA,61,密码子,编码氨基酸的密码子61种,3个终止密码子，不编码氨基酸,tRNA上三个碱基能与mRNA上的密码子配对,包含两个起始密码子,反密码子,注意密码子具有简并性和通用性。简并性指一种氨基酸可对应多种密码子。通用性是指生物界共用一套遗传密码。 由于密码子具有简并性，故基因突变并不一定导致其合成的蛋白质发生改变。,3转运RNA (1)结构：形状像三叶草的叶，一端是携带 的部位， 另一端有三个碱基可与密码子互补配对，称为 。 (2)种类： 种。,氨基酸,反密码子,61,运载工具：转运 RNA（tRNA),天冬氨酸,异亮氨酸,反密码子,注意：一种tRNA只能携带一种氨基酸,例 (2010济南质检)mRNA上决定氨基酸的某个密码子的一个碱基发生替换，则识别该密码子的tRNA及转运的氨基酸发生的变化是 ( ) AtRNA一定改变，氨基酸一定改变 BtRNA不一定改变，氨基酸不一定改变 CtRNA一定改变，氨基酸不一定改变 DtRNA不一定改变，氨基酸一定改变,C,核糖体,细胞质中的mRNA 与核糖体结合.,细胞质中,tRNA 上的反密码子与 mRNA上的密码子互补配对 .,细胞质中,细胞质中,tRNA 将氨基酸转运到 mRNA上的 相应位置 .,细胞质中,两个氨基酸分子缩合,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.,细胞质中,亮氨酸,一个个氨基酸分子缩合成链状结构,细胞质中,亮氨酸,天冬氨酸,tRNA离开，再去转运新的氨基酸,细胞质中,以mRNA为模板形成了有一定氨基酸顺序的蛋白质 .,细胞质中,动画演示,例1 (2010广州调研)下图是基因指导多肽合成的模式图。据图分析正确的是 ( ),A因为中含有碱基U，所以其上有密码子 B和过程均发生了碱基互补配对 C甲图表示转录过程，乙图表示翻译过程 D若过程合成160个氨基酸，则mRNA上共有480个核苷酸,B,有关蛋白质合成的叙述，不正确的是(双选) ( ) A终止密码子不编码氨基酸 B每种氨基酸都只能由一种tRNA转运 CtRNA的反密码子携带了氨基酸序列的遗传信息 D核糖体可在mRNA上移动,.,答案：BC,在蛋白质合成过程中，少量的mRNA分子就可以指导迅速合成出大量的蛋白质。其主要原因是 ( ) A一种氨基酸可能由多种密码子来决定 B一种氨基酸可以由多种转运RNA携带到核糖体中 C一个核糖体可同时与多条mRNA结合，同时进行多条肽链的合成 D一个mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成,答案：D,1.三者的区别,DNA复制、转录和翻译的比较,细胞分裂(有丝分裂和减数第一次分裂前)的间期,个体生长发育的整个 过程,主要在细胞核,主要在细 胞核,细胞质的 核糖体,DNA的两条单链,DNA的一 条链,mRNA,4种脱氧核苷酸,4种核糖核 苷酸,20种氨基 酸,都需要特定的酶和ATP,2个双链DNA,一个单链 RNA(mRNA， tRNA，rRNA),多肽链(或蛋 白质),传递到2个子细胞,离开细胞核进入 细胞质,组成细胞结构 蛋白质或功能 蛋白质,边解旋边复制， 半保留复制,边解旋边转录； 转录后DNA仍恢复 原来的双链结构,翻译结束后， mRNA分解成 单个核苷酸,AT，TA， CG，GC,AU，TA， CG，GC,AU，UA， CG，GC,DNADNA,DNAmRNA,mRNA蛋白质,使遗传信息从 代传给子代,表达遗传信息，使生物表现出 各种性状,2联系,注意(1)对细胞结构生物而言，DNA复制发生于细胞分裂过程中，而转录和翻译则发生于细胞分裂、分化以及生长等过程。 (2)DNA中含有T而无U，而RNA中含有U而无T，因此可通过放射性同位素标记T或U，研究DNA复制或转录过程。 (3)在翻译过程中，一条mRNA上可同时结合多个核糖体，可同时合成多条多肽链，但不能缩短每条肽链的合成时间。,在遗传信息的传递过程中，一般不可能发生的是 ( ) ADNA复制、转录及翻译过程都遵循碱基互补配对原则 B核基因转录形成的mRNA穿过核孔进入细胞质中进行翻译过程 CDNA复制、转录都是以DNA一条链为模板，翻译则是以mRNA为模板 DDNA复制、转录和翻译的原料依次是脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸,.,答案：C,1.三者区别,名词：遗传信息、遗传密码和反密码子,2联系 (1)遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序，通过转录，使遗传信息传递到mRNA的核糖核苷酸的排列顺序上。 (2)mRNA的密码子直接控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序，反密码子则起到翻译的作用。,以上关系表示如下：,以蛋白质合成有关的计算,DNA,RNA,蛋白质,1,3,6,6n,3n,n,遗传信息,遗传密码,碱基数,碱基数,氨基酸数,肽键数,（n-m）,0,三、中心法则及其发展 1内容,2发展 (1)RNA肿瘤病毒的遗传信息由RNA流向 。 (2)致癌RNA病毒能使遗传信息由RNA流向 。,RNA,DNA,3完善后的中心法则内容(用简式表示),遗传信息传递过程包含五条线路 DNADNA： DNARNA： RNA蛋白质： RNA RNA： RNA DNA：,以DNA作为遗传物质的生物的自我复制。,细胞核中的转录过程。,细胞质中核糖体的翻译过程。,以RNA作为遗传物质的生物的自我复制,个别病毒的逆转录过程,(1)以DNA为遗传物质的生物遗传信息的传递,(2)以RNA为遗传物质的生物遗传信息的传递,(3)中心法则体现了DNA的两大基本功能 传递遗传信息：它是通过DNA复制完成的，发生于亲代产生子代的生殖过程或细胞增殖过程中。 表达遗传信息：它是通过转录和翻译完成的，发生在个体发育过程中。,注意：(1)DNA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。 (2)RNA复制和逆转录只发生在被RNA病毒寄生的细胞中。 (3)逆转录酶在基因工程中是一种很重要的酶，它能以已知的mRNA为模板合成目的基因。,例 结合以下图表分析，有关说法正确的是,A可发生在人体健康细胞中 B青霉素和利福平能抑制DNA的复制 C结核杆菌的和都发生在细胞质中 D环丙沙星可以抑制细菌的和，红霉素可以抑制细菌的,D,如下图所示的过程，正常情况下在动植物细胞中都不可能发生的是 ( ),A B C D,B,四、基因、蛋白质与性状的关系 1基因对性状的控制 (1)直接控制：通过控制 来直接控制生物性状。 (2)间接控制：通过控制 来控制代谢过程，从而控制生物性状。,蛋白质分子结构,酶的合成,实例 ：白化病? 孟德尔的圆粒与皱粒豌豆? 囊性纤维病? 镰刀型细胞贫血病?,2基因与性状的关系 (1)基因与性状的关系并不都是 关系。如人的身高可能是由 决定的，同时，后天的营养和体育锻炼等对身高也有重要作用。 (2)基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，精细地调控着生物体的性状。,线性,多个基因,（1）一因一效、多因一效、一因多效 （2）基因控制性状还受到环境的影响，生物性状是基因型和环境共同作用的结果。,核基因,细胞质基因,与生物性状有关的遗传物质可概括如下：,环境,实验评价类题目的解题方法,此类试题实验目的明确，围绕实验目的已设计好实验，但由于实验设计中存在某些不足，导致实验结果不能说明实验结论。解题时要研读实验目的，看是否设计了变量，结果是否正确，原理使用是否妥当，有无遵循单一变量原则等。