高中生物 第四章 基因的表达课件 新人教版必修2.ppt

每个dna分子上分布着多个基因 基因是 的dna片断 每个基因中含有成百上千个 基因中碱基对的排列顺序代表了 不同基因的脱氧核苷酸的排列顺序不同 因此 不同基因就含有不同的 脱氧核苷酸 遗传信息 有遗传效应 遗传信息 2 基因是决定生物性状的基本单位 但生物的性状却是由蛋白质来体现的 基因控制生物的性状 就是通过控制蛋白质的合成来实现的 3 基因指导蛋白质的合成 这一过程也叫做基因的表达 4 通过前面的学习我们知道 dna主要存在于 中 而蛋白质的合成是在 中的 上进行的 那么 细胞核中的dna是如何指导细胞质中蛋白质的合成呢 dna所携带的遗传信息是怎样传递到细胞质中去的呢 细胞核 细胞质 核糖体 科学家推测 在细胞核与细胞质之间应当有一种物质充当信使 能够把dna的遗传信息从细胞核传递到细胞质中的核糖体上 后来通过一系列经典实验证实这种物质就是 rna是什么 结构如何 dna和rna有什么区别 阅读课本62页 rna 6 dna的基本单位 脱氧核糖 碱基 磷酸 a g c t 脱氧核苷酸 rna的基本单位 核糖核苷酸 核糖 碱基 磷酸 a g c u dna和rna的区别是什么 dna和rna的区别是什么 五碳糖不同 组成rna的是核糖 组成dna的是脱氧核糖 嘧啶碱基有一个不同 rna含有的是尿嘧啶 u dna则为胸腺嘧啶 t 核糖核苷酸和脱氧核苷酸的区别 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 脱氧核糖 c5h10o4 核糖 c5h10o5 atcg aucg 通常呈双链结构 通常呈单链结构 细胞核 细胞质 dna和rna的区别是什么 核酸 核苷酸 腺嘌呤核糖核苷酸鸟嘌呤核糖核苷酸胞嘧啶核糖核苷酸尿嘧啶核糖核苷酸 10 核酸共有几种 构成核酸的核苷酸共有多少种 构成dna的核苷酸共有几种 构成rna的核苷酸共有几种 构成dna和rna的碱基分别有几种 构成核酸的碱基共有多少种 人 烟草 烟草花叶病毒 大肠杆菌 t2噬菌体等生物 分别含有几种核酸 几种核苷酸 几种碱基 rna的种类 信使rna转运rna核糖体rna rrna mrna trna 12 mrna为什么叫做信使rna 它是谁的信使 因为它是能把细胞核中dna上的遗传信息传递到细胞质 所以叫做信使rna 它是dna的信使 为什么mrna适于作dna的信使 rna的种类 13 rna适于作dna的信使的原因 rna也是由四种核苷酸连接而成 也能储存遗传信息 rna一般为单链 比dna短 能通过核孔 从细胞核转移到细胞质中 rna与dna的关系中 也遵循碱基互补配对原则 dna和rna之间的碱基互补配对关系是怎样的 思考 14 dna rna dna和rna之间的碱基互补配对关系 15 mrna是如何把dna的遗传信息从细胞核传递到细胞质中的呢 首先要搞清的一个问题是 dna的遗传信息究竟是怎样传递给rna的 研究发现 mrna是在细胞核中 以dna分子的一条链为模板合成的 这一过程称为 转录 mrna是怎样传递遗传信息的呢 16 遗传信息的转录 dna的平面结构图 要以dna分子的一条链作为模板合成rna 其过程会是怎样的呢 请大家类比dna的复制过程 进行推理 dna分子两条链中 具有转录功能的这条链叫做模板链 无转录功能的链叫做非模版链 dna 游离的核糖核苷酸 以dna的一条链为模板合成mrna 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 形成mrna链 dna的遗传信息就传递到mrna上 mrna dna rna聚合酶结合在dna的模板链上 该部位的双螺旋解开成为单链 接着以dna一条单链为模板 按碱基互补配对原则 利用细胞核内游离的核糖核苷酸 在rna聚合酶的作用下合成一条rna链 最后 合成的rna链与 模板链脱离 局部解旋的两条dna单链复旋 恢复为原来的双螺旋结构 dna上的遗传信息就被复制到了mrna上 请你用自己的语言描述转录的过程 总结 转录 的知识点 概念 场所 条件 模板 酶 原料 能量 dna的一条链 四种游离的核糖核苷酸 rna聚合酶 atp 细胞核 以dna的一条链为模板 合成mrna的过程 dna局部解旋 以dna一条链为模板合成rna mrna从dna模板链上释放 dna复原 遗传信息由dna传递到了mrna上 实质 mrna 过程 总结 转录 的知识点 产物 33 1 转录与dna复制有什么共同之处 这对保证遗传信息的准确转录有什么意义 2 转录成的rna的碱基序列 与作为模板的dna单链的碱基序列是什么关系 与该dna的另一条链的碱基序列是什么关系 3 mrna合成后 应该到哪儿去 思考 转录 dna复制 35 细胞质 细胞核 dna mrna 细胞质 细胞核 mrna通过核孔进入细胞质 dna mrna 37 mrna与核糖体结合 38 遗传信息的翻译 mrna通过核孔进入细胞质中与核糖体结合 开始它新的历程 翻译 遗传学上把以信使rna为模板 在核糖体上合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程 叫做 翻译 翻译 实质上是将mrna的碱基序列转换成蛋白质的氨基酸序列的过程 那么 mrna中的碱基序列是怎样决定蛋白质中的氨基酸序列的呢 碱基和氨基酸之间的对应关系是怎样的呢 40 组成生物体蛋白质的氨基酸有20种 而rna只有4种核苷酸 4种碱基augc如何决定20种氨基酸呢 逻辑推理 一个碱基决定一个氨基酸 能决定种两个碱基决定一个氨基酸 能决定种三个碱基决定一个氨基酸 能决定种 4 16 64 41 密码子 mrna上三个相邻的碱基决定一个氨基酸 查一查密码子表 上述三个密码子依次决定哪几个氨基酸 42 43 1 地球上几乎所有的生物体都共用上述密码子表 根据这一事实 你能想到什么 地球上的所有生物都有着或远或近的亲缘关系 或者生物都具有相同的遗传语言 或者生命在本质上是统一的 密码子 2 所有的密码子都能对应某种氨基酸吗 有三个密码子不决定任何氨基酸 叫做终止密码 密码子 同一种氨基酸可能对应 种密码子 相同的氨基酸对应的密码子 不同的氨基酸对应的密码子 不同的密码子对应的氨基酸 一种密码子只能对应 种氨基酸 一种或多 一 可能相同 一定不同 3 分析密码子表 一种氨基酸可能有几个密码子 这一现象称做密码子的简并性 可以不同 如果密码子中的一个碱基发生变化 由于密码子的简并性 可能不会改变其对应的氨基酸 增强了密码子的容错性 当某种氨基酸的使用频率高时 几种不同的密码子都编码同一种氨基酸 可以保证翻译的效率 4 你认为密码的简并性对生物体的生存发展有什么意义 密码子 47 当某dna碱基发生改变 是否一定会导致生物性状发生改变 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3 隐形突变 不一定 mrna进入细胞质后 就与蛋白质的 装配机器 核糖体结合起来 形成合成蛋白质的 生产线 有了 生产线 还要有 工人 才能生产产品 那么 游离在细胞质的氨基酸是怎样运送到合成蛋白质的 生产线 上的呢 也就是说这个工人是谁呢 trna 请你用自己的语言概括一下 mrna和核糖体在氨基酸合成蛋白质的过程中分别起什么作用 作为搬运氨基酸的工人 trna需要具备什么样的能力 才能把氨基酸准确的转运到生产线上 第一能识别和携带氨基酸 第二能识别密码子 49 搬运工 转运rna trna 一种转运rna只能转运一种特定的氨基酸 转运rna的另一端有三个碱基 能与mrna上的密码子相配对 因而叫做 反密码子 trna至少有多少种 一种trna只能携带一种氨基酸 反密码子和密码子是什么关系 决定上述三种氨基酸的密码子分别是什么 51 核糖体 mrna与核糖体结合 52 脱水缩合 甲硫氨酸 一个个氨基酸分子有序的缩合成肽链 甲硫氨酸 天冬氨酸 54 trna离开 再去转运下一个氨基酸 甲硫氨酸 天冬氨酸 55 以mrna为模板形成了有一定氨基酸顺序的蛋白质 甲硫氨酸 天冬氨酸 异亮氨酸 56 57 为了提高翻译的效率 通常一个mrna分子上可以相继结合多个核糖体 同时进行多条肽链的合成 肽链合成后 就从核糖体与mrna的复合物上脱离 盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子 开始承担细胞生命活动的各项职责 2 翻译 概念 把信使rna mrna 上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基叫做一个密码子 密码子 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叫做 翻译 模板 细胞质 核糖体 场所 原料 20种氨基酸 转移rna trna 过程 运载工具 2 翻译 产物 mrna与核糖体结合 决定氨基酸顺序 trna搬运对应的氨基酸到核糖体的对应位置 核糖体负责氨基酸的脱水缩合 形成肽链 肽链 蛋白质 60 61 dnamrna肽链 转录翻译 dna分子的脱氧核苷酸的排列顺序 信使rna中核糖核苷酸的排列顺序 氨基酸的排列顺序 生物表现出各种遗传性状 蛋白质结构的特异性 结论 基因的碱基 信使rna的碱基 氨基酸 6 3 1 63 根据蛋白质生物合成中遗传信息传递的规律 在下面表格中填入相应的字母 c c g a t a gc cg u 基因的碱基 信使rna的碱基 蛋白质的氨基酸之间的数量关系 基因 dna 碱基 信使rna碱基 氨基酸 6 3 1 例 请分析由51个氨基酸组成的牛胰岛素 蛋白质 的基因中和信使rna中的碱基数目 51 153 306 65 解题指导 根据中心法则 gene中碱基数 mrna中碱基数 蛋白质中的氨基酸数 6 3 1 因此 合成的蛋白质中的氨基酸数为1200 2 6 400个 又此蛋白质有两条肽链 所以其中含有的肽键数为400 2 398个 例1 某基因中含有1200个碱基对 则由它控制合成的含有两条肽链的蛋白质分子中最多含有肽健的个数是多少 该蛋白质的相对分子质量是多少 例2 已知一段mrna含有30个碱基 其中a和g有12个 那么转录该段mrna的dna分子中应有c和t的个数是 a 12b 24c 18d 30 例3 某dna片段所转录的mrna中u 28 a 18 则个dna片段中t 和g 分别占 46 54 b 23 27 c 27 23 d 46 27 b am um gm cm a1 t1 a2 t2 a总 t总 g1 c1 g2 c2 g总 c总 例4 07年高考上海卷 一个mrna分子有m个碱基 其中 g c 有n个 由该mrna合成的蛋白质有两条肽链 则其模板dna分子的 a t 数 合成蛋白质时脱去的水分子数分别是 答案 d 解析 该题主要考查基因的表达 氨基酸的脱水缩合等知识和从文字中获取信息的能力 综合分析的能力 由mrna分子有m个碱基且g c n可知 此mrna分子中a u m n 控制其合成的dna分子模板链中t a m n个 模板dna分子中a t 2 m n 个 由mrna分子有m个碱基可知 其模板dna分子中有2m个碱基 能控制合成含2m 6个氨基酸的蛋白质分子 题中给出 此蛋白质分子有两条肽链 脱水分子数应为 例5 设控制某含a条肽链的蛋白质合成的基因含x个碱基对 氨基酸的平均分子量为y 则该蛋白质的分子量约为 b c d 71 a 2 遗传信息 是指 a 基因的脱氧核苷酸排列顺序b dna的碱基对排列顺序c 信使rna的核苷酸排列顺序d 蛋白质的氨基酸排列顺序 巩固练习 1 若基因中脱氧核苷酸的排列顺序发生变化 那一定会导致 a 遗传性状的改变b 遗传密码的改变c 氨基酸结构的改变d 遗传规律的改变 b 72 3 密码子 是指 a 核酸上特定排列顺序的碱基b dna特定排列顺序的碱基c mrna上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基d trna上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基 c d 4 一个运转rna的一端碱基为cga 此运转rna运载的氨基酸是 a 精氨酸 cga b 丝氨酸 agu c 谷氨酸 gag d 丙氨酸 gcu 巩固练习 5 下面表示转录过程 此段中含有核苷酸 种 dna c t c a rna g a g u a 4b 5c 6d 8 c 6 在遗传信息的转录和翻译过程中 起翻译者作用的是 a 核糖体rnab 转运rnac 信使rnad 氨基酸 b 巩固练习 74 结束 8 已知基因中的碱基数 6n个 氨基酸的平均相对分子质量 m 求它控制合成的蛋白质的最大相对分子质量 假设此蛋白质由a条肽链构成 nm n a 18先求它控