[精品课件]高中生物：基因的表达.ppt

基因的表达 知识提纲 一 基因1 概念2 位置二 基因控制蛋白质的合成1 核酸的种类及作用 dna rna 2 基因控制蛋白质的合成 1 转录 2 翻译三 中心法则四 基因对性状的控制1 通过控制酶来控制代谢过程 从而控制生物的性状2 通过控制蛋白质结构来直接影响性状 生物上下代间有遗传现象 是因为子代获得了亲代复制的一份dna的缘故 本质 现象 性状的相似 子代与亲代之间在蛋白质结构上的相似或相同 思考 同一物种上下代体细胞核中染色体和dna分子数是相对恒定并且数目并不是很多的 而生物的性状却是多种多样的 这如何解释 一个dna分子可以控制多种蛋白质的合成 一 基因的概念 一 一 基因概念的由来 基因一词首先由丹麦遗传学家约翰逊提出 基因最早的概念是 决定遗传性状的基本单位 和孟德尔的遗传因子是同义词 但人们只能从它的遗传效果 遗传性状 感知它的存在 并没有证明它是一种遗传物质 更不了解它的结构 本世纪30年代 由于摩尔根等人的工作 指出基因是染色体上的遗传单位 每个基因有自己的位置 并成线性排列 从而证明基因是一种物质 同时把基因看成是不可分割的最小单位 直到50年代 才证明了基因的化学本质是dna 基因是有遗传效应的dna片段 一 基因的概念 二 二 问题 染色体 dna 基因之间有何关系 二 基因的概念 三 三 从基因与dna的关系看 片段1 片段2 片段3 片段4 片段5 基因a 基因b 基因c 间区 结论 1 从基因与dna的关系看 它们都是由脱氧核苷酸组成的 构成部分和整体的关系 2 基因是决定生物性状基本单位 是有遗传效应的dna片段 间区 二 基因的概念 四 四 从基因与染色体的关系看 染色体 主要由dna和蛋白质组成 每个染色体含有一个dna分子 1 每个dna上有许多个基因 2 基因是有遗传效应的dna片段 3 基因在染色体上呈线性 珠链 排列 染色体为基因的载体 例 人类的每条染色体上大约有1250个基因 二 基因的概念 五 五 从基因与性状的关系看 基因 决定 二 基因的概念 六 六 从基因与脱氧核苷酸的关系看 基因a 基因b 间区 脱氧核苷酸 每个基因含有成百上千个脱氧核苷酸 二 基因的概念 七 七 基因的现代遗传学概念 1 基因是决定生物性状的基本单位 特定基因控制特定性状 2 基因是dna分子上有遗传效应的片段 每个dna分子含有许多基因 3 基因在染色体上呈线性排列 核基因 4 基因中的脱氧核苷酸的排列顺序包涵遗传信息 每个基因中的脱氧核苷酸序列是固定的 特异性 不同的基因之间脱氧核苷酸序列是各不相同的 多样性 5 线粒体和叶绿体等细胞器中也存在着基因 细胞质基因 基因是决定生物性状的基本单位 特定基因控制特定性状 2 本质上 与dna的关系 基因具有遗传效应的dna片段 一个dna有多个基因 4 位置上 与染色体的关系 核基因 主要的 染色体为载体 且在染色体上呈直线排列 质基因线粒体 叶绿体 1 功能上 与性状的关系 3 结构上 与脱氧核苷酸的关系 含有特定遗传信息的核苷酸序列 一 基因 染色体 dna 基因 脱氧核苷酸概念及其相互关系 二 dna 基因 的功能 1 通过复制使亲代的遗传信息传递给子代 从而使前后代保持了一定的连续性 2 蛋白质是生物性状的主要体现者 基因通过dna控制蛋白质的合成从而控制生物的性状 使遗传信息得以表达 从而使后代表现出与亲代相似的性状 由于基因中的脱氧核苷酸 碱基 排列顺序代表遗传信息 因此说 生物的性状遗传主要是通过染色体上的基因传递给后代的 实际上是通过脱氧核苷酸的排列顺序来传递遗传信息的 生殖过程完成 生长发育过程完成 三 基因控制蛋白质的合成 一 一 概述 细胞核 细胞质 1 基因控制性状是通过dna控制蛋白质的合成来实现的 2 大量的科学实验证明 生物体的各种蛋白质都是按照dna分子结构来合成的 即一定结构的dna 可以控制合成相应结构的蛋白质 问题 dna能否直接控制蛋白质的合成 为什么 三 基因控制蛋白质的合成 二 二 rna与dna结构的比较 规则的双螺旋结构 脱氧核苷酸 腺 a 鸟 g 嘌呤 胞 c 胸腺 t 嘧啶 脱氧核糖 磷酸 单链结构 核糖核苷酸 核糖 磷酸 腺 a 鸟 g 嘌呤 胞 c 尿 u 嘧啶 三 基因控制蛋白质的合成 三 三 高中阶段遇到的几种rna分子 信使rna mrna 转运rna trna 核糖体rna rrna 由dna转录来的 有遗传密码 运载特定的氨基酸 有反密码子 参与核糖体的构成 将dna的遗传信息转录下来 传递至细胞质的核糖体上 控制蛋白质的合成 专一识别一种氨基酸的密码子 专一转运一种氨基酸 参与核糖体构成 与蛋白质合成有关 四 基因控制蛋白质的合成的过程 第一 先按照dna分子结构合成mrna 第二 由mrna直接指导合成蛋白质 基因控制蛋白质的合成是通过两个步骤完成的 因dna分子和蛋白质分子的遗传信息是不同的 dna 基因 的遗传信息是脱氧核苷酸的排列顺序 而蛋白质的 遗传信息 是氨基酸的排列顺序 dna 细胞核 五 转录 一 一 过程 内容 条件 1 dna解旋酶 1 dna双链解旋 2 碱基配对 3 聚合 3 原料 核糖核苷酸 4 rna聚合酶 2 模板 dna链 是整条dna或者某片段解旋 五 转录 二 二 模板链 作为转录模板的是dna一条或两条链 是整条链或是片段 作为模板的只是dna其中一条链中的某个片段 基因 五 转录 三 例2 信使rna合成后 离开合成部位到达核糖体上 需要经过几层生物膜 a 1层b 2层c 3层d 0层 解析 信使rna在细胞核转录形成后 经核孔到达细胞质与核糖体结合起来 不经过生物膜 五 转录 五 五 转录与复制的比较 细胞核 完全解旋 只解有遗传效应的片段 亲代dna的两条链均为模板 dna的一条链某片段为模板 dna解旋酶 dna聚合酶dna解旋酶 rna聚合酶等 atp a tg c a ug c 四种脱氧核苷酸 四种核糖核苷酸 两个子代dna 信使rna 染色体 dna 基因 脱氧核苷酸概念及其相互关系 dna 细胞核 五 转录 过程 内容 条件 1 dna解旋酶 1 dna双链解旋 2 碱基配对 3 聚合 3 原料 核糖核苷酸 4 rna聚合酶 2 模板 dna链 六 翻译 一 一 概述 细胞核 细胞质 氨基酸 由谁来完成运送氨基酸 六 翻译 二 二 转移rna trna 的结构和功能 反密码子 三个碱基 识别 碱基互补配对 六 翻译 三 三 过程 多肽链 六 翻译 四 四 过程 六 翻译 五 五 信使rna的作用 问题 4种碱基是如何决定20种氨基酸的 科学家已经发现 信使rna在细胞中能决定蛋白质分子中的氨基酸种类和排列顺序 也就是说 信使rna分子中的四种核苷酸 碱基 的序列能决定蛋白质分子中20种氨基酸的序列 六 翻译 六 六 遗传密码 遗传密码 科学家把信使rna链上决定一个氨基酸的相邻的三个碱基叫做一个 密码子 60年代科学工作者经多年的研究 证实了在mrna上每三个相邻的碱基相连决定一种氨基酸 4种碱基中每三个随机相连共有43 64种组合 到1967年 科学工作者破译了决定20种氨基酸的全部密码子 6 遗传密码表 七 翻译 七 七 遗传密码表 六 翻译 八 例3 与构成蛋白质的20种氨基酸相对应的密码子有多少个 a 4b 20c 61d 64 六 翻译 九 九 遗传密码的特点 1 有64个密码子 只有61个为决定氨基酸的密码子 3个为终止密码 2 密码子aug既是甲硫氨酸的密码子 又是起始密码 3 每个氨基酸可以有一个或多个的密码子 4 在生物界 从病毒到人类的所有生物共用一套密码子 说明生物彼此之间亲缘关系 起始密码 密码子 密码子 密码子 密码子 终止密码 六 翻译 十 十 对翻译的理解 第一个由trna携带进入核糖体的是何种氨基酸 如何结束 起始密码 密码子 反密码子 碱基配对 氨基酸 决定 翻译 六 翻译 十 十 转录与翻译的比较 细胞核 细胞质 核糖体 dna的一条链为模板 mrna上的遗传密码 atp a ug cc gt a a ug c 遗传密码 氨基酸 四种核糖核苷酸 约二十种氨基酸 信使rna 多肽链 dna解旋酶 rna聚合酶 缩合酶 六 翻译 十一 十一 遗传信息和遗传密码的比较 在dna上 在mrna上 许多个脱氧核苷酸排列顺序 三个相邻的核苷酸 碱基 如agu cga 间接作用 决定着氨基酸的排列顺序 直接作用 控制氨基酸的排列顺序 1 rna是以dna的某一单链某一片段 基因 为模转录来的 dna的遗传信息决定rna的遗传密码 2dna的遗传信息只有通过rna的翻译 生物的性状才能得以表现 七 中心法则 一 内容 生物体的遗传信息通过复制由dna传递给dna 以及通过转录和翻译从dna传递给rna 再从rna传递给蛋白质的过程 叫做 中心法则 图解 dna 基因 rna 遗传信息的传递和表达过程 某些rna肿瘤病毒也可以自我复制 某些rna肿瘤病毒可以rna为模板 在逆转录酶的作用下合成dna 即逆转录 八 dna rna的碱基和氨基酸的数量关系 二 结论 基因的碱基 信使rna的碱基 氨基酸 6 3 1 小结 父方 母方 七 中心法则 二 例4 已知甲 乙 丙3种类型的病毒 它们的遗传信息的传递方向如下图所示 注 乙图中单螺旋线均示rna 根据图回答下列问题 二 中心法则的应用 七 中心法则 二 丙 乙 甲 蛋白质 4 5 6 蛋白质 1 2 3 1 对三种类型的病毒分别举例 甲 乙 丙 dna rna rna 2 图中的3和10表示遗传物质的 过程 图中2 5 9表示 过程 图中1 8表示 过程 dna复制 翻译 转录 七 中心法则 二 3 图中哪两个标号所示的过程是对中心法则的补充 4 图中甲 乙 丙病毒遗传信息的传递过程图式 甲 乙 丙 6 7 丙 乙 甲 蛋白质 4 5 6 蛋白质 1 2 3 二 基因的概念 七 七 染色体 dna 基因 脱氧核苷酸的关系 脱氧核苷酸 二 基因的概念 九 九 与生物性状有关的遗传物质可概括如下 核基因 细胞质基因 二 基因的概念 十 例1 某生物体的体细胞中 有10对同源染色体 生殖细胞