基因表达1127

1、第第20讲讲 基因的表达基因的表达 长阳一中长阳一中 黄家国黄家国 基因的表达基因的表达： 基因通过指导蛋白质的合成来控制基因通过指导蛋白质的合成来控制 性状的过程性状的过程。 基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成 基因对性状的控制基因对性状的控制 遗传信息的翻译遗传信息的翻译 遗传信息的转录遗传信息的转录 包括 知识内容知识内容考纲要求考纲要求 （1 1）遗传信息的转录和翻译）遗传信息的转录和翻译 （2 2）基因与形状的关系）基因与形状的关系 ：了解 ：理解理解 ：应用应用 考纲要求考纲要求 DNADNARNARNA 基本单位基本单位 无机酸无机酸 五碳糖五碳糖 碱基碱基 分类分类 分布

2、分布 结构结构 功能功能 鉴别鉴别 通常是规则的双螺旋结构通常是规则的双螺旋结构 脱氧核苷酸（脱氧核苷酸（4 4种）种） A A、G G、C C、 脱氧核糖脱氧核糖 通常是单链结构通常是单链结构 核糖核苷酸（核糖核苷酸（4 4种种） 核糖核糖 A A、G G、C C、 核核DNADNA、mRNAmRNA、质质DNADNAtRNAtRNA、rRNArRNA 主要的遗传物质主要的遗传物质 遗传物质、运输工具、组分、酶遗传物质、运输工具、组分、酶 细胞核、细胞核、线粒体、叶绿体线粒体、叶绿体 主要存在与细胞质中主要存在与细胞质中 二苯胺、甲基绿二苯胺、甲基绿吡罗红吡罗红 磷酸磷酸磷酸磷酸 一、一、D

3、NA与与RNA的区别的区别 U UT T 问题探究一问题探究一：为什么为什么RNA适于作适于作DNA的信使呢？的信使呢？ RNA是由核苷酸连接而成，也能储存遗传信息。是由核苷酸连接而成，也能储存遗传信息。 在在RNA的合成中，也遵循碱基互补配对原则。的合成中，也遵循碱基互补配对原则。 RNA一般为单链，比一般为单链，比DNA短，能通过核孔，从短，能通过核孔，从 细胞核转移到细胞质中。细胞核转移到细胞质中。 一、一、DNA与与RNA的区别的区别 问题探究二问题探究二 ：DNA的遗传信息是怎么传给的遗传信息是怎么传给 mRNA的？的？ 在细胞核中，以在细胞核中，以DNA的一条链为模板，按照碱基互的

4、一条链为模板，按照碱基互 补配对原则，合成补配对原则，合成RNA。 二、遗传信息的转录二、遗传信息的转录 【例例1 1】【2014年高考海南卷年高考海南卷24题】在其他条件题】在其他条件 具备情况下，在试管中加入物质具备情况下，在试管中加入物质X和物质和物质Z可得可得 到相应产物到相应产物Y。下列叙述正确的是。下列叙述正确的是 ( ) A若若X是是DNA，Y是是RNA，则，则Z是逆转录酶是逆转录酶 B若若X是是DNA，Y是是mRNA，则，则Z是脱氧核苷是脱氧核苷 C若若X是是RNA，Y是是DNA，则，则Z是限制性内切酶是限制性内切酶 D若若X是是mRNA，Y是在核糖体上合成的大分是在核糖体上合

5、成的大分 子，则子，则Z是氨基酸是氨基酸 D 三、遗传信息的翻译三、遗传信息的翻译 游离在细胞质中的各种氨基酸以游离在细胞质中的各种氨基酸以mRNAmRNA为模为模 板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。 问题探究三问题探究三：游离在细胞质中的氨基酸，：游离在细胞质中的氨基酸， 如何运送到核糖体上的？如何运送到核糖体上的？ AA U 亮氨酸亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸亮氨酸亮氨酸 AAC UAG 反密码子反密码子 反密码子反密码子 反密码子反密码子 一种一种tRNA只可以转运一种氨基酸。只可以转运一种氨基酸。一种氨基酸可由不同的一种氨基酸可由不同的tRNA转

6、运。转运。 1、tRNA 2、密码子：、密码子： mRNAmRNA上上决定决定一个氨基酸一个氨基酸的的3 3个相邻的碱基个相邻的碱基 mRNA UCAUG A UUA 密码子密码子 密码子密码子 密码子密码子 c、一个密码子只和一种氨基酸相对应（终止密码子除外）、一个密码子只和一种氨基酸相对应（终止密码子除外） d、不重叠性及连续性不重叠性及连续性 e、密码子共有：、密码子共有：64种种 能决定氨基酸的密码子：能决定氨基酸的密码子：61种种 2个起始密码，个起始密码，3个终止密码个终止密码 思考：思考：若一个基因在复制过程中发生碱基对的替换，这种变化若一个基因在复制过程中发生碱基对的替换，这种

7、变化 是否一定反映到蛋白质的结构上？是否一定反映到蛋白质的结构上？ a、简并性（一种氨基酸可以与一个或多个密码子相对、简并性（一种氨基酸可以与一个或多个密码子相对） b、通用性：地球上几乎所有的生物共用一套密码子表、通用性：地球上几乎所有的生物共用一套密码子表 3、遗传信息、密码子和反密码子的比较、遗传信息、密码子和反密码子的比较 存在存在 位置位置 含义含义生理作用生理作用 遗传信息遗传信息 密码子密码子 反密码子反密码子 DNADNA mRNAmRNA tRNAtRNA 脱氧核苷酸脱氧核苷酸( (碱基碱基 对对) )的排列顺序的排列顺序 mRNAmRNA上决定一个上决定一个 氨基酸的氨基酸

8、的3 3个相个相 邻的碱基邻的碱基 与密码子互补的与密码子互补的 三个碱基三个碱基 直接决定直接决定mRNAmRNA中碱基中碱基 排列顺序，间接决定排列顺序，间接决定 氨基酸的排列顺序氨基酸的排列顺序 直接决定氨基酸直接决定氨基酸 的排列顺序的排列顺序 识别密码子识别密码子 图中甲、乙、丙分别表示真核细胞内三种物质图中甲、乙、丙分别表示真核细胞内三种物质 的合成过程，回答有关问题。的合成过程，回答有关问题。 (1)图示甲、乙、丙过程分别表示图示甲、乙、丙过程分别表示 _、_ 和和_的过程。其中甲、乙过程可以发生在细胞的过程。其中甲、乙过程可以发生在细胞 核中，也可以发生在核中，也可以发生在 _

9、 及及_ 中。中。 (2)生物学中，经常使用生物学中，经常使用3H-TdR(3H标记的胸腺嘧啶标记的胸腺嘧啶 脱氧核苷脱氧核苷)研究甲过程的物质合成情况，原因是研究甲过程的物质合成情况，原因是 _ _ 。 【例例2 2】 DNADNA复制复制 线粒体线粒体叶绿体叶绿体 3 3H-TdR H-TdR是是DNADNA合成的原料之一，可根据放射性强度变化合成的原料之一，可根据放射性强度变化 来判断来判断DNADNA合成情况合成情况 转录转录 翻译翻译 (3)转录时，与转录时，与DNA中起点结合的酶是中起点结合的酶是_ 。 一个细胞周期中，乙过程在每个起点可起始多次，一个细胞周期中，乙过程在每个起点可

10、起始多次， 而细胞核中的甲过程在每个起点一般起始而细胞核中的甲过程在每个起点一般起始_ 次。次。 (4)丙过程在核糖体上进行，通过丙过程在核糖体上进行，通过 _ 上的反上的反 密码子来识别密码子来识别mRNA上的碱基，将氨基酸转移到相上的碱基，将氨基酸转移到相 应位点上。应位点上。AUG是甲硫氨酸的密码子，又是肽链合是甲硫氨酸的密码子，又是肽链合 成的起始密码子，某种分泌蛋白的第一个氨基酸并成的起始密码子，某种分泌蛋白的第一个氨基酸并 不是甲硫氨酸，这是新生肽链经不是甲硫氨酸，这是新生肽链经_ 和和 _加工修饰的结果。加工修饰的结果。 RNARNA聚合酶聚合酶 一一 tRNAtRNA 内质网内

11、质网 高尔基体高尔基体 四、复制、转录、翻译比较四、复制、转录、翻译比较 DNA复制复制转录转录翻译翻译 时间时间 场所场所 模板模板 原料原料 酶酶 能量能量 原则原则 特点特点 产物产物 细胞分裂间期 主要在细胞核 DNA的两条链 四种脱氧核苷酸 DNA聚合酶等 都需要消耗能量 A-T、G-C 半保留复制 边解旋边复制 2个子代DNA分子 生长发育过程 主要在细胞核 基因的一条链 四种核糖核苷酸 RNA聚合酶等 A-U T-A G-C C-G 边解旋边转录 3种RNA 生长发育过程 细胞质的核糖体 mRNA为模板为模板 二十种氨基酸 特定的酶等 mRNA与tRNA配对 A-U, G-C 特

12、定氨基酸顺序的多肽 原核生物：边转录边翻译 结束后mRNA降解成单体 五、中心法则五、中心法则 转录转录 DNADNARNARNA 翻译翻译 蛋白质蛋白质 复制复制 逆转录逆转录 复制复制 问题探究四问题探究四： 如何理解中心法测？如何理解中心法测？ 1 1、真核生物：、真核生物： 2 2、原核生物：、原核生物： 3 3、DNADNA病毒：病毒： 4 4、烟草花叶病毒等、烟草花叶病毒等 大部分大部分RNARNA病毒：病毒： 5 5、HIVHIV等逆转录病毒：等逆转录病毒： 转录 DNARNA 翻译 蛋白质 RNA 翻译 蛋白质 转录 DNARNA 翻译 蛋白质 RNA 逆转录 （遗传物质为遗传

13、物质为DNADNA的生物的生物） 各类生物遗传信息的传递过程：各类生物遗传信息的传递过程： (2013湖北武汉联考湖北武汉联考)如图表示生物体内遗传信如图表示生物体内遗传信 息的传递和表达过程。下列叙述有误的是息的传递和表达过程。下列叙述有误的是() A. 过程分别需要过程分别需要RNA聚合酶、逆转录酶聚合酶、逆转录酶 B. RNA聚合酶可来源于进行聚合酶可来源于进行过程的生物过程的生物 C. 把把DNA放在含放在含15N的培养液中进行的培养液中进行过程过程,子一代子一代 含含15N的的DNA占占100% D. 均遵循碱基互补配对原则均遵循碱基互补配对原则,但碱基配对的方但碱基配对的方 式不完全相同式不完全相同 【例例3 3】 B 控制酪氨酸酶的控制酪氨酸酶的 基因异常基因异常 酪氨酸酶不能正酪氨酸酶不能正 常合成常合成 酪氨酸不能正常酪氨酸不能正常 转化为黑色素转化为黑色素 缺乏黑色素表现缺乏黑色素表现 为白化病为白化病 基因通过控制基因通过控制 来控制代谢过程，来控制代谢过程， 进而进而 . .控制生物体的控制生物体的_ 酶的合成酶的合成 性状性状间接间接 六、基因对性状的控制六、基因对性状的控制 基因还能通过控制蛋白质的_而_ 控制生物体的_ 编码血红蛋白的基因 中一个碱基对被替换 血红蛋白的结构发生变化 红细胞成镰刀型 容易破裂，