《基因的表达》ppt课件

1、JLSSYJLSSYBYHBYH.基因基因( (一一) )本质：基因是具有遗传效应的本质：基因是具有遗传效应的DNADNA片段片段 ( (三三) )基因与染色体、基因与染色体、DNADNA、脱氧核苷酸的关系：、脱氧核苷酸的关系： 基因是基因是DNADNA片段，每个片段，每个DNADNA分子上有很多基因；染色体分子上有很多基因；染色体是基因的载体，基因在染色体上呈线性陈列；每个基因中是基因的载体，基因在染色体上呈线性陈列；每个基因中又有成百上千个脱氧核苷酸。又有成百上千个脱氧核苷酸。 每个基因有特定的脱氧核苷酸陈列顺序，它代表着遗每个基因有特定的脱氧核苷酸陈列顺序，它代表着遗传信息。传信息。(

2、(二二) )功能：基因是决议生物性状的根本单位功能：基因是决议生物性状的根本单位 .基因的表达基因的表达蛋白质是生命活动的蛋白质是生命活动的_者和者和_者者性状的构成离不开性状的构成离不开_(_(特别是酶特别是酶) )的作用的作用_控制生物体的性状控制生物体的性状基因经过指点蛋白质的合成基因经过指点蛋白质的合成来控制性状来控制性状表达表达承当承当蛋白质蛋白质基因基因.基因基因蛋白质的合成蛋白质的合成指点指点基因指点蛋白质的合成基因指点蛋白质的合成基因是有基因是有_的的_片段；片段； DNA DNA 主要存在于主要存在于_中，而蛋白质的合成是在中，而蛋白质的合成是在_中进展的。中进展的。细胞核中

3、的细胞核中的DNADNA如何指点细胞质中的蛋白质的合成如何指点细胞质中的蛋白质的合成? ?遗传效应遗传效应DNADNA细胞核细胞核细胞质细胞质以以_为媒介为媒介RNARNADNARNA Pr.比较工程比较工程DNADNARNARNA根本单位根本单位五碳糖五碳糖含氮碱基含氮碱基构造构造主要存在部位主要存在部位DNADNA与与RNA RNA 的比较的比较脱氧核苷酸脱氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸脱氧核糖脱氧核糖核糖核糖A T C GA T C GA U C GA U C G多为双链构造多为双链构造多为单链构造多为单链构造细胞核细胞核细胞质细胞质为什么为什么RNARNA适宜做适宜做DNADNA的信使呢

4、？的信使呢？RNARNA普通是普通是_链，而且比链，而且比 DNA DNA 短，因此可以经过短，因此可以经过_，从，从_转移到转移到_中。中。单单核孔核孔细胞核细胞核细胞质细胞质.mRNA(mRNA(信使信使RNA)RNA)tRNAtRNA转运转运RNA)RNA)rRNArRNA核糖体核糖体RNARNA.遗传信息的表达遗传信息的表达.AG T AC A A A T AGCUGACGGUUU转录的过程.AG T AC A A A T AGCUGACGGUUURNA 聚合酶聚合酶转录的过程.AG T AC A A A T AGCGACGGUUU U转录的过程.AG T AC A A A T AGC

5、GACGGUUU U转录的过程.AG T AC A A A T AGCGACGGUUU U转录的过程.AG T AC A A A T GCGACGGUUU UA转录的过程.AG T AC A A A T GCGACGUUGU UA转录的过程.AG T AC A A A T GCGACGUGU UAU转录的过程.AG T AC A A A T GCGACGGU UAU U转录的过程.AG T AC A A A T GCGACGGU UAU UA转录的过程.AG T AC A A A T GCGCGGU UAU UA U转录的过程.AG T AC A A A T GGCGGU UAU UA U C

6、转录的过程.AG T AC A A A T GGCGGU UAU UA U CmRNA转录的过程.2、转录构成的mRNA的遗传信息和另一条链的类似。有义链编码链1、转录过程中只需基因(DNA)中的一条母链起作用。模板链多细胞的真核生物在个体发育过程中，基因在各多细胞的真核生物在个体发育过程中，基因在各个细胞中不是均等地表达，而是有特异性地表达，从个细胞中不是均等地表达，而是有特异性地表达，从而引起细胞的分化，这是由于在多种要素的影响下、而引起细胞的分化，这是由于在多种要素的影响下、在不同的细胞中封锁或开启某些基因所呵斥的。在不同的细胞中封锁或开启某些基因所呵斥的。.非编码区非编码区编码区下游编

7、码区下游 编码区上游编码区上游 非编码区非编码区编码区编码区原核细胞的基因构造原核细胞的基因构造原核生物：原核生物： 转录转录 翻译翻译蛋白质蛋白质mRNAmRNADNADNA.编码区编码区非编码区非编码区非编码区非编码区内含子内含子 外显子外显子 编码区上游编码区上游 编码区下游编码区下游 真核细胞的基因构造真核细胞的基因构造真核生物：真核生物：转录转录剪去内含子转录部分，剪去内含子转录部分，拼接外显子转录部分拼接外显子转录部分 翻译翻译DNADNA初级转录物初级转录物mRNAmRNA成熟成熟mRNAmRNA蛋白质蛋白质.类别类别工程工程 复制复制 转录转录场所场所解旋解旋模板模板原料原料酶

8、酶能量能量碱基碱基配对配对产物产物细胞核细胞核只解有遗传效应的片段只解有遗传效应的片段只需只需DNADNA的一条链的一条链四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸RNARNA聚合酶聚合酶ATPATPA-U G-C T-A C-GA-U G-C T-A C-GmRNAmRNA细胞核细胞核完全解旋完全解旋DNADNA的两条链的两条链四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸DNADNA解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶聚合酶ATPATPA-T C-G T-A G-CA-T C-G T-A G-C子代子代DNADNA.DNAmRNA蛋白质蛋白质核核孔孔UCAUG A UUAmRNA 密码子密码子 密码子密码子 密码子密码子.

9、密码子共有密码子共有6464种，决议氨基酸的密码子有种，决议氨基酸的密码子有6161种种.遗传密码对应规那么的发现：遗传密码对应规那么的发现： 19611962年，尼伦伯格(M.W.Nirenberg)和马太(H.Matthaei) 的实验 ：蛋白质体外合成实验。结果：多聚尿嘧啶核苷酸导致了苯丙氨酸合成多肽。结论：尿嘧啶的碱基序列可编码由苯丙氨酸组成的肽链。UUU是苯丙氨酸的密码子，同时证明了无细胞系统的胜利。(第一个遗传密码子).2tRNA反密码子反密码子概念：概念：特点：特点：种类：种类：与与mRNAmRNA分子中密码子互补配对的分子中密码子互补配对的tRNAtRNA上的上的3 3个碱基个

10、碱基反密码子的三个碱基与相应的反密码子的三个碱基与相应的DNADNA模板链上对应的模板链上对应的碱基一样，只是碱基一样，只是DNADNA链上碱基链上碱基T T的位置在的位置在tRNAtRNA上为上为U U6161种，反密码子与种，反密码子与6161种决议氨基种决议氨基酸的密码子对应酸的密码子对应 U A U. U A UmRNA aa.UC U谷氨酸谷氨酸 核糖体核糖体AG T AC AA A T UCAUGUUUAUCU谷氨酸谷氨酸AAGUG A AAGmRNAU A C甲硫氨酸甲硫氨酸.AAGUG A AAGmRNA脱水缩合脱水缩合UCU谷氨酸谷氨酸U A C甲硫氨酸甲硫氨酸UC U谷氨酸

11、谷氨酸AG T AC AA A T UCAUGUUUA.翻译的过程翻译的过程.多聚核糖体多聚核糖体通常一个通常一个mRNAmRNA同时结合多个核糖体，同时结合多个核糖体，进展多个肽链的合成。进展多个肽链的合成。 .DNA(DNA(基因基因) )蛋白质蛋白质RNARNA转录转录翻译翻译基基因因指指点点蛋蛋白白质质合合成成的的过过程程.阶段阶段工程工程转录转录翻译翻译定义定义场所场所模板模板遗传信息传遗传信息传送的方向送的方向原料原料产物产物本质本质在细胞核中，以在细胞核中，以DNADNA的一的一条链为模板合成条链为模板合成mRNAmRNA的过的过程。程。以信使以信使RNARNA为模板，合成具为模

12、板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程的过程细胞核细胞核细胞质的核糖体细胞质的核糖体DNADNA的一条链的一条链信使信使RNARNADNAmRNADNAmRNAmRNAmRNA蛋白质蛋白质含含A A、U U、C C、G G的的4 4种核种核糖核苷酸糖核苷酸合成蛋白质的合成蛋白质的2020种氨基种氨基酸酸信使信使RNARNA有一定氨基酸陈列顺序的多肽，有一定氨基酸陈列顺序的多肽，进一步加工为蛋白质进一步加工为蛋白质是遗传信息的转录是遗传信息的转录是遗传信息的表达是遗传信息的表达.翻翻译译.基因控制蛋白质合成的过程基因控制蛋白质合成的过程DNA的遗传信息的遗传信息mRNA

13、的遗传信息的遗传信息蛋白质的氨基酸陈列顺序蛋白质的氨基酸陈列顺序数量数量n3n6n.关于关于DNA及其转录的及其转录的RNA计算计算计算中计算中“最多和最多和“最少的分析最少的分析(1)翻译时，翻译时，mRNA上的终止密码子不决议氨基酸，因此准确上的终止密码子不决议氨基酸，因此准确地说，地说，mRNA上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多倍还要多一些。基因或一些。基因或DNA上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的6倍还倍还要多一些。要多一些。(2)在回答有关问题时，应加上在回答有关问题时，应加上“最多或最多或“最少等字。最少

14、等字。如：如：mRNA上有上有n个碱基，转录该个碱基，转录该mRNA的基因中至少有的基因中至少有2n个碱基，该个碱基，该mRNA指点合成的蛋白质中最多有指点合成的蛋白质中最多有n/3个氨基酸。个氨基酸。DNADNA碱基数：碱基数：RNARNA碱基数：碱基数：aaaa数数=6:3:1=6:3:1.2.联络基因的表达基因的表达.DNA复制、转录和翻译的比较复制、转录和翻译的比较复制复制转录转录翻译翻译时间时间细胞分裂细胞分裂(有丝分有丝分裂和减数第一次分裂和减数第一次分裂前裂前)的间期的间期个体生长发育的整个过程个体生长发育的整个过程场所场所主要在细胞核主要在细胞核主要在细胞核主要在细胞核细胞质的

15、核糖体细胞质的核糖体模板模板DNA的两条单链的两条单链DNA的一条链的一条链mRNA原料原料4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸种核糖核苷酸20种氨基酸种氨基酸条件条件都需求特定的酶和都需求特定的酶和ATP.复制复制转录转录翻译翻译产物产物2个双链个双链DNA一个单链一个单链RNA(mRNA，tRNA,rRNA)多肽链多肽链(或蛋白质或蛋白质)产物去产物去向向传送到传送到2个子细胞个子细胞分开细胞核进入细胞质分开细胞核进入细胞质组成细胞构造蛋白组成细胞构造蛋白质或功能蛋白质质或功能蛋白质特点特点边解旋边复制，半保边解旋边复制，半保管复制管复制边解旋边转录；转录后边解旋边转录；转录后DNA仍

16、恢复原来的双链构仍恢复原来的双链构造造翻译终了后，翻译终了后，mRNA分解成单个分解成单个核苷酸核苷酸碱基配碱基配对对AT，TA，CG，GCAU，TA，CG，GCAU，UA，CG，GC遗传信遗传信息传送息传送DNADNADNAmRNAmRNA蛋白质蛋白质意义意义使遗传信息从亲代传使遗传信息从亲代传给子代给子代表达遗传信息，使生物表现出各种性状表达遗传信息，使生物表现出各种性状.遗传信息、遗传密码和反密码子遗传信息、遗传密码和反密码子比较工程比较工程遗传信息遗传信息密码子密码子反密码子反密码子位置位置DNAmRNAtRNA含义含义DNA上碱基对或脱上碱基对或脱氧核苷酸的陈列顺氧核苷酸的陈列顺序序

17、mRNA上决议一个氨基上决议一个氨基酸或提供转录终止信号酸或提供转录终止信号的的3个相邻的碱基个相邻的碱基tRNA上的可以与上的可以与mRNA上的密码子互上的密码子互补配对的补配对的3个碱基个碱基种类种类4n种种(n为碱基对的为碱基对的数目数目)64种，其中决议氨基酸种，其中决议氨基酸的密码子有的密码子有61种种61种种作用作用间接决议蛋白质中间接决议蛋白质中氨基酸的陈列顺序氨基酸的陈列顺序直接控制蛋白质中氨基直接控制蛋白质中氨基酸的陈列顺序酸的陈列顺序识别密码子识别密码子相关特性相关特性具有多样性和特异具有多样性和特异性性一种密码子只能决议一一种密码子只能决议一种氨基酸，而一种氨基种氨基酸，

18、而一种氨基酸能够由一种或几种密酸能够由一种或几种密码子决议码子决议一种一种tRNA只能识别和只能识别和转运一种氨基酸，而转运一种氨基酸，而一种氨基酸可以由一一种氨基酸可以由一种或几种种或几种tRNA转运转运.(1)遗传信息是基因中脱氧核苷酸的陈列顺序，经过转遗传信息是基因中脱氧核苷酸的陈列顺序，经过转录，使遗传信息传送到录，使遗传信息传送到mRNA的核糖核苷酸的陈列顺序上。的核糖核苷酸的陈列顺序上。(2)mRNA的密码子直接控制蛋白质分子中氨基酸的陈的密码子直接控制蛋白质分子中氨基酸的陈列顺序，反密码子那么起到翻译的作用。列顺序，反密码子那么起到翻译的作用。以上关系表示如下：以上关系表示如下：

19、遗传信息、遗传密码和反密码子遗传信息、遗传密码和反密码子.运用指南运用指南1对细胞构造生物而言，对细胞构造生物而言，DNA复制发生于细胞分复制发生于细胞分裂过程中，而转录和翻译那么发生于细胞分裂、分化以裂过程中，而转录和翻译那么发生于细胞分裂、分化以及生长等过程。及生长等过程。2DNA中含有中含有T而无而无U，而，而RNA中含有中含有U而无而无T，因此可经过放射性同位素标志因此可经过放射性同位素标志T或或U，研讨，研讨DNA复制或复制或转录过程。转录过程。3在翻译过程中，一条在翻译过程中，一条mRNA上可同时结合多个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核糖体，可同时

20、合成多条多肽链，但不能缩短每条肽链的合成时间。的合成时间。4.同一个体不同细胞核所含的基因是一样的，但是同一个体不同细胞核所含的基因是一样的，但是所表达的基因不一定一样，所以不同细胞中的所表达的基因不一定一样，所以不同细胞中的mRNA和和蛋白质种类不一定一样。蛋白质种类不一定一样。. 5. 5.真核生物与原核生物在转录和翻译存在时间与空间的差别：真核生物与原核生物在转录和翻译存在时间与空间的差别：原核生物转录发生的场所即是翻译发生的场所，并且转录和翻译可原核生物转录发生的场所即是翻译发生的场所，并且转录和翻译可以同时进展，这种情况也可以发生在真核生物的线粒体和叶绿体；以同时进展，这种情况也可以

21、发生在真核生物的线粒体和叶绿体；真核生物的核基因的转录发生在核内，翻译那么发生在细胞质内的真核生物的核基因的转录发生在核内，翻译那么发生在细胞质内的核糖体上。核糖体上。 6. 6.从核糖体上脱离下来的只是多肽链，分泌蛋白的多肽链还从核糖体上脱离下来的只是多肽链，分泌蛋白的多肽链还要在相应的细胞器要在相应的细胞器( (内质网、高尔基体内质网、高尔基体) )内加工，最后才构成具有一内加工，最后才构成具有一定空间构造的蛋白质，但不能以为原核生物短少上述两种细胞器就定空间构造的蛋白质，但不能以为原核生物短少上述两种细胞器就不能进展对多肽的加工不能进展对多肽的加工( (例如空间构造可在细胞质中构成例如空

22、间构造可在细胞质中构成) )。.基因对性状的控制基因对性状的控制一、中心法那么的提出及其开展二、基因、蛋白质和性状的关系三、基因型和表现型的关系四、生物性状是由多个基因控制的五、细胞质基因DNA转录复制逆转录RNA蛋白质翻译RNA复制基因酶或激素构造蛋白细胞代谢细胞构造生物性状生物性状.经过复制把遗传信息传送给下一代，即传送遗传信息经过复制把遗传信息传送给下一代，即传送遗传信息使遗传信息以一定的方式反映到蛋白质分子上，从而使后使遗传信息以一定的方式反映到蛋白质分子上，从而使后代表现出与亲代类似的性状，即表达遗传信息基因的表代表现出与亲代类似的性状，即表达遗传信息基因的表达达亲代信息亲代信息复制

23、复制子代信息子代信息表达表达子代性状子代性状有性生殖有性生殖个体发育个体发育RNADNA 蛋白质蛋白质转录转录翻译翻译复制复制.2、1965年，科学家在RNA病毒里发现了一种RNA复制酶，像DNA复制酶能对DNA进展复制一样，RNA复制酶能对RNA进展复制。3、1970年，科学家在致癌的RNA病毒中发现逆转录酶，它能以RNA为模板合成DNA。4、1982年，科学家发现疯牛病是由一种构造异常的蛋白质在脑细胞内大量增殖引起的。这种因错误折叠而构成的构造异常的蛋白质，能够促使与其具有一样氨基酸序列的蛋白质发生同样的折叠错误，从而导致大量构造异常的蛋白质构成。1.1.克里克提出遗传信息的传送规律流动方

24、向命名为中心法那么克里克提出遗传信息的传送规律流动方向命名为中心法那么19571957年。年。.中心法那么本质蕴涵着核酸和蛋白质这两类生物大分子之间的相互联络和相互作用。 中心法那么的位置：是生命体系中最中心、最本质的规律(遗传信息流). 1、在信息的传送和表达过程中，哪些阶、在信息的传送和表达过程中，哪些阶段有段有“碱基互补配对原那么的表达？碱基互补配对原那么的表达？ DNA的构造 ；DNA复制；转录；翻译；逆转录时 RNA复制.DNA复制复制转录转录逆转录逆转录RNA复复制制翻译翻译原原料料模模板板产产物物脱氧核苷酸脱氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸氨基

25、酸氨基酸DNA两母链两母链DNA模板链模板链RNA链链RNA链链 mRNA链链 DNA mRNADNARNA多肽链多肽链.基因、蛋白质与性状的关系基因、蛋白质与性状的关系l基因控制生物体的性状基因控制生物体的性状l蛋白质是生命活动的表达者和承当者蛋白质是生命活动的表达者和承当者蛋白质如何承当生命活动？蛋白质如何承当生命活动？运动(如肌纤维中的肌球蛋白和肌动蛋白，助肌肉收缩)运输(如血红蛋白、协助分散和自动运输时的载体蛋白)调理(如生长激素、胰岛素)防御(如抗体)催化各种酶基因经过指点蛋白质的合成来控制性状. DNA DNA中插入了一段外来的中插入了一段外来的DNADNA序序列，打乱了编码淀粉分

26、支酶的基因列，打乱了编码淀粉分支酶的基因淀粉分支酶不能正常合成蔗糖不合成为淀粉，蔗糖含量升高淀粉含量低的豌豆由于失水而显得伸展性状：皱粒编码淀粉分支酶的基因正常淀粉分支酶正常合成蔗糖合成为淀粉，淀粉含量升高淀粉含量高有效保管水分，豌豆显得圆圆胖胖性状：圆粒. 白化病是一种较常见的皮肤及其附属器官黑色素缺乏所引起的疾病。 这类病人通常是全身皮肤、毛发、眼睛缺乏黑色素，表现出怕光等行为 酪氨酸黑色素酪氨酸酶基因正常不正常酪氨酸酶白化病根本缘由：基因异常根本缘由：基因异常直接缘由：体内短少酪氨酸酶直接缘由：体内短少酪氨酸酶.结论一：基因结论一：基因酶酶代谢过程代谢过程性状性状基因、蛋白质与性状关系：

27、基因、蛋白质与性状关系：.囊性纤维病囊性纤维病CFTR基因缺失了3个碱基构造蛋白(CFTR蛋白)异常，导致功能异常患者支气管内黏液增多黏液去除困难，细菌繁衍，肺部感染.镰刀型细胞贫血症镰刀型细胞贫血症 控制血红蛋白构成的基因中一个碱基对变化血红蛋白的构造发生变化红细胞呈镰刀状红细胞容易破裂，患溶血性贫血.结论二：基因结论二：基因蛋白质的构造蛋白质的构造 性状性状基因、蛋白质与性状关系：基因、蛋白质与性状关系：.基因基因构造蛋白构造蛋白酶酶 细胞代谢细胞代谢生物性状生物性状蛋白质蛋白质直接控制直接控制间接控制间接控制总之：总之：a.a.生物性状主要是由蛋白质表达生物性状主要是由蛋白质表达 b. b.蛋白质的合成又受基因的控制蛋白质的合成又受基因的控制所以：生物的性状主要是由基因控制的所以：生物的性状主要是由