高中生物必修二第四章基因的表达(整章课件).ppt

1、第第1节节 基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成人教版高中生物必修人教版高中生物必修2 遗传与进化遗传与进化你看过电影你看过电影侏罗纪公园侏罗纪公园吗？吗？影片说复活的恐龙是科学家利用提取影片说复活的恐龙是科学家利用提取出的恐龙出的恐龙DNADNA分子培育繁殖而来的。分子培育繁殖而来的。？利用已灭绝的生物的利用已灭绝的生物的DNADNA分子，真的能够分子，真的能够使灭绝的生物复活吗？使灭绝的生物复活吗？基因指导蛋白质的合成 什么是基因？什么是基因？蛋白质的合成场所在哪里？蛋白质的合成场所在哪里？DNADNA携带的遗传信息是怎样传递携带的遗传信息是怎样传递到细胞质中去的呢？到细胞质中去的呢？

2、当遗传信息到达细胞质后，细当遗传信息到达细胞质后，细胞又是怎样解读的呢？胞又是怎样解读的呢？遗传信息的转录 RNA RNA与与DNA的不同：的不同：碱基，碱基，U（T）；核糖；单链，比；核糖；单链，比DNA短，短，易通过核孔。易通过核孔。RNARNA种类种类mRNA（信使（信使RNA）tRNA（转运（转运RNA）rRNA（核糖体（核糖体RNA）规则的双螺旋结构规则的双螺旋结构通常呈单链结构通常呈单链结构脱氧核苷酸脱氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸腺嘌呤（腺嘌呤（A）鸟嘌呤（鸟嘌呤（G）腺嘌呤（腺嘌呤（A）鸟嘌呤（鸟嘌呤（G）胞嘧啶（胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（胸腺嘧啶（T）胞嘧啶（胞嘧啶（C）尿嘧啶（尿

3、嘧啶（U）脱氧核糖脱氧核糖核糖核糖磷酸磷酸磷酸磷酸DNA与与RNA分子的比较分子的比较单击画面继续 转录转录a.DNA a.DNA 解旋，以一条链为模板合成解旋，以一条链为模板合成RNARNAb.DNA与RNA的碱基互补配对：的碱基互补配对：AU;TAAU;TA；CG CG；GC GCc.组成组成 RNA 的核糖核苷酸一个个连接起来的核糖核苷酸一个个连接起来场所：场所：细胞核细胞核条件：条件：模板：模板：DNA的一条链的一条链酶：酶：解旋酶（解旋酶（？）、RNA聚合酶（聚合酶（？）等）等原料：四种核糖核苷酸原料：四种核糖核苷酸能量：能量：ATP结果：结果：形成一条形成一条mRNA这样：这样：D

4、NADNA上的遗传信息就传递到上的遗传信息就传递到mRNAmRNA上上在人体内，由在人体内，由A、T、C三种碱基参三种碱基参与构成的核苷酸共有（）与构成的核苷酸共有（）A种种B种种C种种D种种反馈评价：反馈评价：转录过程转录过程1 DNA1 DNA双链解开，碱基暴露。双链解开，碱基暴露。2 2 游离的核糖核苷酸随机地与游离的核糖核苷酸随机地与DNADNA链上的碱链上的碱基碰撞，当核糖核苷酸与基碰撞，当核糖核苷酸与DNADNA上的碱基互上的碱基互补时，两者以氢键结合。补时，两者以氢键结合。3 3 核糖核苷酸不断连接，新合成的核糖核苷酸不断连接，新合成的mRNAmRNA分子分子不断延长不断延长最后

5、从最后从DNADNA链上释放链上释放DNADNA双链双链恢复。恢复。运载工具运载工具：转运转运 RNARNA（tRNA)tRNA)ACU天冬氨天冬氨酸酸AUG 异亮异亮氨酸氨酸 反密码子反密码子*一种一种tRNA只能携带一种氨基酸只能携带一种氨基酸2.翻译翻译mRNA经经核孔核孔进入细胞质，在进入细胞质，在细胞质细胞质中再进行翻译中再进行翻译在细胞质中,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翻译密码子：密码子：遗传学上把遗传学上把信使信使RNA（mRNA）上）上决定一个氨决定一个氨 基酸的基酸的3个相邻的碱基叫做一个个相邻的碱基叫做一个密码子密码子UCAUG A UUA

6、mRNA翻译模板翻译模板 密码子密码子 密码子密码子 密码子密码子信息传递信息传递DNA上的遗传信息上的遗传信息（脱氧核苷酸排序）（脱氧核苷酸排序）转录转录细胞核细胞核mRNA(核糖核苷核糖核苷酸排序酸排序)翻译翻译细胞质细胞质蛋白质蛋白质（特定的氨基（特定的氨基酸顺序）酸顺序）遗传信息的传递只有这种模式吗？遗传信息的传递只有这种模式吗？中心法则中心法则DNA转录转录RNA翻译翻译蛋白质蛋白质逆转录逆转录基因对性状的控制基因对性状的控制控制酶的合成来控制代谢过程而控制性状控制酶的合成来控制代谢过程而控制性状控制蛋白质分子的结构而直接影响性状控制蛋白质分子的结构而直接影响性状（略）（略）场所：场

7、所：细胞质的细胞质的核糖体核糖体上上过程：过程：条件：条件：模板模板：mRNA原料原料：20种氨基酸种氨基酸能量能量：ATPATP结果结果：多肽多肽翻译翻译翻译者：翻译者：转运转运RNA(tRNA)RNA(tRNA)课堂练习：课堂练习：1、若、若DNA分子中，含有脱氧核糖分子中，含有脱氧核糖200个，胞嘧啶为个，胞嘧啶为60个，则该片段转录而个，则该片段转录而成的成的mRNA中含有尿嘧啶的数目最多中含有尿嘧啶的数目最多为为 （）A20个个B40个个C60个个D200个个B2、已知一段、已知一段mRNA中含有中含有30个碱基，个碱基，其中其中A和和G有有12个，转录该段个，转录该段mRNA的的D

8、NA分子中应有分子中应有C和和T的个数是的个数是（）A12个个B24个个C18个个D30个个D3、研究基因控制蛋白质的合成过程，最好、研究基因控制蛋白质的合成过程，最好选择下列哪一项为实验材料（选择下列哪一项为实验材料（）A人的成熟红细胞人的成熟红细胞B成熟的白细胞成熟的白细胞C卵细胞卵细胞D受精卵受精卵D 4.某基因中含有某基因中含有1200个碱基对，则由它控个碱基对，则由它控制合成的含有两条肽链的蛋白质分子中制合成的含有两条肽链的蛋白质分子中最最多多含有肽健的个数是含有肽健的个数是()A198个个 B398个个 C400个个 D798个个5.一条多肽链中有氨基酸1000个，则合成该肽链的m

9、RNA和基因分别至少有碱基多少个？A.3000,3000 B.1000,2000 C.2000,4000 D.3000,60006.根据中心法则完成下表根据中心法则完成下表DNA双双螺旋螺旋GG信使信使RNAC转移转移RNA氨基酸氨基酸丙丙 氨氨 酸酸密码子密码子AGCGTUACGCCA7 7、某多肽的基因如下图所示、某多肽的基因如下图所示:如果以链为模板转录，该多肽有氨基酸如果以链为模板转录，该多肽有氨基酸个，氨基酸依次为个，氨基酸依次为。如。如果第一个碱基对改变为上下，第一个氨基果第一个碱基对改变为上下，第一个氨基酸将变为酸将变为；如果第一个碱基对丢失，肽；如果第一个碱基对丢失，肽链的氨基

10、酸将依次为链的氨基酸将依次为；如果在第一个碱基对前增加一个上下碱基如果在第一个碱基对前增加一个上下碱基对，肽链的氨基酸将依次为对，肽链的氨基酸将依次为.组，丝，酪，脯，苏，丙组，丝，酪，脯，苏，丙酪氨酸酪氨酸苏，亮，苏，精，亮，脯苏，亮，苏，精，亮，脯丙，亮丙，亮中心法则内容中心法则内容中心法则图解中心法则图解遗传信息的传递规律（流动方向）遗传信息的传递规律（流动方向）转录转录DNADNARNARNA翻译翻译蛋白质蛋白质表示表示克里克的预见克里克的预见一、中心法则的提出及其发展一、中心法则的提出及其发展P P6969资料分析资料分析 中心法则的发展中心法则的发展转录转录DNADNARNARNA

11、翻译翻译蛋白质蛋白质逆转录逆转录中心法则实质蕴涵着中心法则实质蕴涵着_和和_这两类这两类生物大分子之间的相互生物大分子之间的相互_和相互作用。和相互作用。核酸核酸蛋白质蛋白质联系联系二、基因、蛋白质与性状的关系二、基因、蛋白质与性状的关系基因指导基因指导_的合成的合成 基因控制生物体的基因控制生物体的_蛋白质蛋白质性状性状蛋白质是生命活动的蛋白质是生命活动的_者和者和_者者体现体现承担承担Q Q：蛋白质与生命性状特征有何关系：蛋白质与生命性状特征有何关系?Q Q：蛋白质如何承担生命活动？：蛋白质如何承担生命活动？运动运动(如肌纤维中的肌球蛋白和肌动蛋白，助肌肉收缩如肌纤维中的肌球蛋白和肌动蛋白

12、，助肌肉收缩)运输运输(如血红蛋白、协助扩散和主动运输时的载体蛋白如血红蛋白、协助扩散和主动运输时的载体蛋白)调节调节(如生长激素、胰岛素如生长激素、胰岛素)防御防御(如抗体如抗体)催化催化（各种酶）（各种酶）从基因的角度来解释孟德尔的圆粒与皱粒豌豆从基因的角度来解释孟德尔的圆粒与皱粒豌豆DNADNA中插入了一段外来的中插入了一段外来的DNADNA序列，序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因打乱了编码淀粉分支酶的基因淀粉分支酶不能淀粉分支酶不能_蔗糖不能合成为淀粉，蔗糖不能合成为淀粉，蔗糖含量升高蔗糖含量升高淀粉含量低的豌豆由于淀粉含量低的豌豆由于失水而显得皱缩失水而显得皱缩编码淀粉分支酶的编码淀粉

13、分支酶的 基因正常基因正常淀粉分支酶正常合成淀粉分支酶正常合成蔗糖合成为淀粉，蔗糖合成为淀粉，淀粉含量升高淀粉含量升高淀粉含量高，有效保持淀粉含量高，有效保持 水分，豌豆显得圆鼓鼓水分，豌豆显得圆鼓鼓正常合成正常合成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酪氨酸酶不能正常合成正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_合成来控制代谢过程，进而控合成来控制代谢过程，进而控 制生物体的制生物体的_ 基因还能通过控制蛋白质的基因还能通过控制蛋白质的_而而_ 控制生物体的控制生物体的_编码血红蛋白的

14、编码血红蛋白的 基因中一个碱基变化基因中一个碱基变化血红蛋白的结构发生变化血红蛋白的结构发生变化红细胞成镰刀型红细胞成镰刀型容易破裂，患溶血性贫血容易破裂，患溶血性贫血酶的酶的性状性状结构结构直接直接性状性状直接控制直接控制间接控制间接控制单基因控制某性状单基因控制某性状多多人的身高、血压、智力、长人的身高、血压、智力、长相、记忆力、性格、自尊、相、记忆力、性格、自尊、对社会的态度等对社会的态度等基因与基因、基因与基因产物、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基因与环境之间存在着复杂的相互作用，这种相互作用形成了一互作用，这种相互作用形成了一个错综复杂而又繁而有序的网络，个

15、错综复杂而又繁而有序的网络，精细地调控着生物体的性状精细地调控着生物体的性状表现型表现型=基因型基因型 +外界环境外界环境水毛茛水毛茛即表现型是基因型与即表现型是基因型与环境相互作用的结果环境相互作用的结果。DNADNA的分布的分布主要在染色体上主要在染色体上细胞质内细胞质内细胞核遗传细胞核遗传细胞质遗传细胞质遗传生物的遗传生物的遗传（所以说，染（所以说，染色体是色体是DNADNA的主的主要载体）要载体）例：线粒体例：线粒体肌病肌病细胞质遗传细胞质遗传_孟德尔的遗传规律，孟德尔的遗传规律，后代只表现出后代只表现出_的性状的性状_和和_中的中的DNADNA中的基因都称为细胞质基因中的基因都称为细

16、胞质基因 线粒体线粒体DNADNA的缺陷与数十种人类的遗传病有关，这的缺陷与数十种人类的遗传病有关，这些疾病多与脑部和肌肉有关，如：些疾病多与脑部和肌肉有关，如：线粒体脑肌病：线粒体脑肌病：乳酸中毒，中风样发作综合症，母系遗传病。表现乳酸中毒，中风样发作综合症，母系遗传病。表现 为身材矮小、多毛、头痛、肌无力、运动诱发呕吐、癫痫发为身材矮小、多毛、头痛、肌无力、运动诱发呕吐、癫痫发 作、再发性脑损伤，并引起偏瘫、偏语作、再发性脑损伤，并引起偏瘫、偏语这些疾病有什么特点？为什么？这些疾病有什么特点？为什么？受精过程中，受精卵的细胞质几乎全部来自母亲的卵细胞受精过程中，受精卵的细胞质几乎全部来自母

17、亲的卵细胞线粒体线粒体叶绿体叶绿体不符合不符合母本母本基因对性状的控制基因对性状的控制1.1.通过控制酶的合成来控制代谢过程，通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而从而间接间接控制生物性状。控制生物性状。2.2.通过控制蛋白质分子的结构来通过控制蛋白质分子的结构来直接直接影响性状。影响性状。DNADNA蛋白质蛋白质性状的关系性状的关系DNADNA的多样性的多样性蛋白质的多样性蛋白质的多样性生物界的多样性生物界的多样性决定决定导致导致根本原因根本原因直接原因直接原因/物质基础物质基础表现形式表现形式知识小结知识小结1 1、揭示生物体内遗传信息传、揭示生物体内遗传信息传递一般规律的是（递一般规律的是

18、（）A A基因的遗传定律基因的遗传定律 B B碱基互补配对原则碱基互补配对原则 C C中心法则中心法则 D D自然选择学说自然选择学说课堂巩固课堂巩固C C2 2果蝇长翅对残翅显性。用一定高温处理长翅果蝇长翅对残翅显性。用一定高温处理长翅基因纯合子的幼虫，其发育为成虫后，翅膀表现基因纯合子的幼虫，其发育为成虫后，翅膀表现为残翅。下列解释错误的是：（为残翅。下列解释错误的是：（）。）。A A翅膀基因在幼虫阶段就已经开始表达翅膀基因在幼虫阶段就已经开始表达 B B高温下相关蛋白质活性下降高温下相关蛋白质活性下降 C C这种长翅个体的基因型已经变为杂合子这种长翅个体的基因型已经变为杂合子D D表现型

19、是基因与环境因素共同作用的结果表现型是基因与环境因素共同作用的结果3 3美国德克萨斯州科学家在美国德克萨斯州科学家在20022002年年2 2月月1414日宣布，日宣布，他们已经培育出世界上第一只克隆猫。这只名为他们已经培育出世界上第一只克隆猫。这只名为CCCC的小猫毛色花白，看上去完全不像生养它的花的小猫毛色花白，看上去完全不像生养它的花斑猫妈妈，也不完全像为它提供细胞核的基因妈斑猫妈妈，也不完全像为它提供细胞核的基因妈妈。对该克隆猫毛色的解释合理的是：（妈。对该克隆猫毛色的解释合理的是：（）（1 1）发生了基因重组所造成的结果）发生了基因重组所造成的结果（2 2）提供卵细胞的雌猫细胞质基因

20、表达的结果）提供卵细胞的雌猫细胞质基因表达的结果（3 3）表现型是基因型与环境共同作用的结果）表现型是基因型与环境共同作用的结果（4 4）生养它的花斑猫妈妈的基因表达的结果）生养它的花斑猫妈妈的基因表达的结果A A（1 1）B B（2 2）（）（3 3）C C（2 2）（）（3 3）（）（4 4）D D（1 1）（）（2 2）（）（3 3）（）（4 4）4 4、甜豌豆的紫花对白花是一对相对性状，、甜豌豆的紫花对白花是一对相对性状，由非同源染色体上的两个相对基因共同控由非同源染色体上的两个相对基因共同控制，只有当同时存在两个显性基因（制，只有当同时存在两个显性基因（A A和和B B）时，花中的紫

21、色素才能合成，下列说法正时，花中的紫色素才能合成，下列说法正确的是（确的是（）A A一种性状只能由一种基因控制一种性状只能由一种基因控制B B基因在控制生物体的性状上是互不干基因在控制生物体的性状上是互不干扰的扰的C C每种性状都是由两个基因控制的每种性状都是由两个基因控制的D D基因之间存在着相互作用基因之间存在着相互作用D D5 5、引发非典型肺炎的引发非典型肺炎的SARS病毒为单链病毒为单链RNA病毒，复制不经过病毒，复制不经过DNA中间中间体，使用标准密码子。下图为体，使用标准密码子。下图为SARS病毒在宿主细胞内的增殖示意图：病毒在宿主细胞内的增殖示意图：请概括出请概括出SARS病毒遗传信息传递和表达的主要途径：病毒遗传信息传递和表达的主要途径：。