基因的表达全面的一轮复习课件.ppt

1、 1、掌握、掌握DNA和和RNA的区别的区别 2、理解转录翻译的过程并和复制比较、理解转录翻译的过程并和复制比较 3、掌握中心法则的内容并应用、掌握中心法则的内容并应用 4、理解识记基因对性状的控制方式。、理解识记基因对性状的控制方式。考纲考纲考情考情高考指数：高考指数：1.1.遗传信息的转录和翻译遗传信息的转录和翻译2.2.基因与性状的关系基因与性状的关系3.中心法则的内容及其应用中心法则的内容及其应用第第 4 4 章章 基因的表达基因的表达温故知新温故知新一、关于基因：一、关于基因：肤色肤色眼皮眼皮单双单双血型血型基因基因非基非基因区因区1、有遗传效应的、有遗传效应的DNA片段片段2、控制

2、生物的性状、控制生物的性状3、在染色体上呈、在染色体上呈线线性排列性排列4.基因是控制生物性基因是控制生物性状的遗传物质的状的遗传物质的结构结构和功能的基本单位和功能的基本单位。DNAmRNAmRNA基因基因蛋白质蛋白质转录转录翻译翻译基因的表达基因的表达1 1.为什么为什么RNARNA适于作信使？适于作信使？RNARNA一般是一般是单单链，而且比链，而且比 DNA DNA 短，因此短，因此能够通过能够通过_，从，从_转移到转移到_中。中。RNARNA是由核苷酸连接而成，跟是由核苷酸连接而成，跟DNADNA一样一样能储存遗能储存遗 传信息。传信息。核孔核孔细胞核细胞核细胞质细胞质AGCUPPP

3、P尿嘧啶尿嘧啶核糖核糖核苷酸核苷酸核糖核糖核糖核糖核糖核糖核糖核糖胞嘧啶胞嘧啶核糖核糖核苷酸核苷酸鸟嘌呤鸟嘌呤核糖核糖核苷酸核苷酸腺嘌呤腺嘌呤核糖核糖核苷酸核苷酸一、一、RNA的结构与分类：的结构与分类：磷酸二磷酸二酯键酯键2 2.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）共同点：共同点：都是转录产生的都是转录产生的 基本单位相同基本单位相同 都参与翻译过程都参与翻译过程有有密码子密码子，是翻译的模板，是翻译的模板有有反密码子反密码子，成单链三叶草，成单链三叶草结构，识别并转运氨基酸结构，识别并转运氨基酸由核仁组织区的由核仁组织

4、区的DNADNA转录转录而来，为而来，为核糖体组成成核糖体组成成分分注意：只有注意：只有mRNA能能携带遗传信息携带遗传信息!比较项目比较项目DNADNARNARNA基本单位基本单位五碳糖五碳糖含氮碱基含氮碱基结构结构主要存在部位主要存在部位3 3.DNA,RNA.DNA,RNA 的主要区别的主要区别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 A T T C G C GA A U U C G C G多为多为双链双链结构结构多为多为单链单链结构结构细胞核细胞核细胞质细胞质2.场所：场所：主要主要在细胞核中。在细胞核中。6.条件：条件：模板：模板：酶：酶：原料：原料：能量：

5、能量：8.结果：结果：遗传信息的转录遗传信息的转录7.原则：原则：4.过程：过程：1.定义：定义：局部局部解旋，合成解旋，合成RNARNA，DNADNA恢复双螺旋结构。恢复双螺旋结构。碱基互补配对原则碱基互补配对原则 A AUU、T TAA、G GCC、C CGG在细胞核中，以在细胞核中，以DNADNA的的一条链一条链为模板合成为模板合成RNARNA的过程。的过程。DNA局部解旋后的局部解旋后的一条链一条链RNA聚合酶聚合酶四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸ATP形成与形成与原原DNA片段一条链片段一条链的互补配对的单链的互补配对的单链RNA 边解旋边转录边解旋边转录 DNADNA双链保留双链保留个

6、体个体生长发育生长发育的整个过程中。从细胞层次看，主要发生的整个过程中。从细胞层次看，主要发生在细胞在细胞分裂分裂和细胞和细胞分化分化的过程中。的过程中。3.时间：时间：5.特点：特点：考点一考点一解旋酶解旋酶RNARNA第一步：解旋第一步：解旋第二步：互补配对第二步：互补配对第三步：第三步：RNARNA合成合成第四步：第四步：释放释放DNA片段（基因）片段（基因）场所：场所：核糖体核糖体模板：模板：mRNAmRNA原料：原料：游离的游离的2020种氨基酸种氨基酸工具：工具：tRNAtRNA碱基配对：碱基配对：产物：产物：多肽链（蛋白质）多肽链（蛋白质）2.2.翻译的过程：翻译的过程：GC、C

7、G、mRNAmRNA、氨基酸、氨基酸、转运转运RNARNA、ATPATP、酶、酶、mRNAmRNA蛋白质蛋白质遗传信息的翻译遗传信息的翻译考点二考点二游离在细胞质中的各种氨基酸，就以游离在细胞质中的各种氨基酸，就以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。1.1.概念：概念：有有6464种密码子，种密码子，6161种能决定氨基酸，种能决定氨基酸，3 3种终止密码子不决定任何种终止密码子不决定任何氨基酸。氨基酸。UAAAU A GGUmRNAmRNA 3 3个终止密码子个终止密码子1 1、密码子：、密码子：概念：概念：密码子种类：密码

8、子种类：决定氨基酸的密码子共有决定氨基酸的密码子共有_种种61 61 6464种种密码子的特点：密码子的特点：简并性简并性：专一性：专一性：通用性：通用性：一种氨基酸对应一种或几种密码子一种氨基酸对应一种或几种密码子一种密码子只对应一种氨基酸一种密码子只对应一种氨基酸自然界中的生物都共用一套密码子自然界中的生物都共用一套密码子信使信使RNARNA上上决定一个氨基酸的决定一个氨基酸的3 3个相邻的碱基个相邻的碱基单链，有氢键单链，有氢键tRNAtRNA具有特异性，即一种具有特异性，即一种tRNAtRNA只只能能识别一种密码子、识别一种密码子、转运一种氨转运一种氨基酸，共有基酸，共有6161种。种

9、。一种氨基酸可一种氨基酸可能由多种能由多种tRNAtRNA转运转运!2 2、tRNA“tRNA“搬运工搬运工”遗传密码的特性：遗传密码的特性：1 1、共有共有6464个密码子个密码子，其中其中6161个决定氨基酸个决定氨基酸,3 3个个为终止密码子为终止密码子,不决定任何氨基酸不决定任何氨基酸；密码子密码子AUGAUG和和GUGGUG既决定氨基酸，又是起始密码子；既决定氨基酸，又是起始密码子；2 2、通用性：通用性：地球上几乎所有的生物共用一套密地球上几乎所有的生物共用一套密码子表。码子表。3 3、简并性简并性：一种氨基酸有两种以上的密码子的：一种氨基酸有两种以上的密码子的情况情况。（除了甲硫

10、氨酸、色氨酸）（除了甲硫氨酸、色氨酸）问题：氨基酸是怎样运送到核糖体上的呢？问题：氨基酸是怎样运送到核糖体上的呢？在在一定程度一定程度上防止了由于基因中碱基的改变而导致的蛋白上防止了由于基因中碱基的改变而导致的蛋白质中氨基酸序列的改变；提高了某种氨基酸的利用效率。质中氨基酸序列的改变；提高了某种氨基酸的利用效率。所有的生物可能有着共同的起源所有的生物可能有着共同的起源或或生命在本质上是统生命在本质上是统一的一的3 3、遗传信息、密码子、反密码子区别：、遗传信息、密码子、反密码子区别：遗传信息位于遗传信息位于DNADNA分子的基因上面分子的基因上面密码子位于密码子位于mRNAmRNA上面上面反密

11、码子位于反密码子位于tRNAtRNA上面上面核糖体核糖体核糖体核糖体核糖体核糖体核糖体核糖体翻译过程：翻译过程：核糖体核糖体 U A U C G U U A CU UA AG GA AU UA AC CA AG GU UC CA AC CC CG GG GA AU UmRNAmRNA G G A C U G U A C C G U G G A C U G U A U终止密码终止密码位点位点1位点位点24 4、多聚核糖体：、多聚核糖体：图解：图解：少量的少量的mRNAmRNA分子就可迅速合成大量的蛋白质。分子就可迅速合成大量的蛋白质。意义：意义：细胞质中的细胞质中的翻译翻译是个是个快速快速的过程

12、的过程考点三考点三基因表达过程中相关数量的计算基因表达过程中相关数量的计算1 1、蛋白质中氨基酸数与、蛋白质中氨基酸数与mRNAmRNA、DNADNA中碱基数的关系：中碱基数的关系：C CT T A AC CC C A AC CT T G GG GA A T TG GG GT TG GA A C CG GA A U UG GG G U UG GA AC CDNA的遗的遗传信息传信息mRNA的的遗传信息遗传信息蛋白质的蛋白质的氨基酸排氨基酸排列顺序列顺序氨基酸氨基酸n3n6nDNADNA碱基数碱基数:mRNA:mRNA碱基数：氨基酸数碱基数：氨基酸数6:3:16:3:1氨基酸数目氨基酸数目tRN

13、AtRNA数目数目注意：无特别说明，不考虑终止密码注意：无特别说明，不考虑终止密码 复制、转录、翻译的的比较：复制、转录、翻译的的比较：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裂和减)的的间期间期个体个体生长发育生长发育的整个过程中。从细胞的整个过程中。从细胞层次看，主要发生在细胞层次看，主要发生在细胞分裂分裂和细胞和细胞分化分化的过程中。的过程中。场所场所主要主要在在细胞核细胞核主要在主要在细胞核细胞核细胞质的细胞质的核糖核糖体体模板模板DNADNA的两条单链的两条单链DNADNA的一条链的一条链mRNA原料原料4 4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸4 4种核糖核苷酸种核

14、糖核苷酸2020种氨基酸种氨基酸条件条件都需要特定的都需要特定的 酶酶 和和 ATPATP特点特点边解旋边复制，边解旋边复制，半保留复制半保留复制边解旋边转录，转边解旋边转录，转录后录后DNA恢复原来恢复原来的双螺旋的双螺旋翻译结束后翻译结束后mRNA分解成单分解成单个核苷酸个核苷酸 产产 物物两个相同的双两个相同的双链链DNA分子分子一条单链一条单链RNA（mRNA,tRN A,rRNA)多肽链多肽链碱基配对碱基配对AT、T AGC、CGAU、TAGC、CGAU、UAGC、CG遗传信息的遗传信息的传递传递DNARNADNAmRNAmRNA蛋白质蛋白质意意 义义遗传信息从亲遗传信息从亲代传到子

15、代代传到子代表达遗传信息，使生物体现表达遗传信息，使生物体现出各种性状出各种性状三个过程均发生碱基互补配对，但配对方式不同；三个过程均发生碱基互补配对，但配对方式不同；正在分裂细胞三大过程均可发生，高度分化的细胞正在分裂细胞三大过程均可发生，高度分化的细胞只发生转录和翻译过程只发生转录和翻译过程真核细胞转录翻译一般是真核细胞转录翻译一般是不同时不同场所不同时不同场所，原核细胞可同时进行原核细胞可同时进行翻译时，翻译时，3 3种种RNARNA均参与反应。均参与反应。在翻译过程中，一条在翻译过程中，一条mRNAmRNA上可同时结合多个核糖体，上可同时结合多个核糖体，可同时合成可同时合成多条相同的多

16、条相同的多肽链，这样，少量多肽链，这样，少量mRNAmRNA可迅速合可迅速合成大量蛋白质。成大量蛋白质。1、这两种叶形、这两种叶形有什么区别？有什么区别？2、这两种形态、这两种形态的叶，其细胞的的叶，其细胞的基因组成一样吗？基因组成一样吗？3、图中、图中3人的身人的身高差异较大，与高差异较大，与其基因组成有关其基因组成有关吗？吗？RNADNA 蛋白质蛋白质转录转录翻译翻译复制复制1 1、提出：、提出：克里克克里克、19571957概括了生物遗传信息的主要传递方向概括了生物遗传信息的主要传递方向2 2、发展：、发展：RNA RNA RNARNA复制酶复制酶RNA DNA 逆转录酶逆转录酶蛋白质蛋

17、白质 蛋白质蛋白质 3 3、对中心法则的理解：、对中心法则的理解：蛋白质蛋白质DNADNARNARNA逆转录逆转录转录转录翻译翻译复复制制DNADNADNADNADNARNADNARNARNARNA蛋白质蛋白质RNADNARNADNARNARNARNARNADNADNA的复制的复制遗传信息从遗传信息从DNADNA传递给传递给mRNAmRNA的转录的转录以以mRNAmRNA为模板合成蛋白质，体现生物性状为模板合成蛋白质，体现生物性状RNARNA也可以自我复制也可以自我复制在逆转录酶的作用下以在逆转录酶的作用下以RNARNA为模板合成为模板合成DNADNA。其中其中只发生在只发生在RNARNA病毒

18、在宿主细胞内进行增殖的过程中；病毒在宿主细胞内进行增殖的过程中；高等动植物体内只能发生高等动植物体内只能发生。5 5、有碱基互补配对原则阶段：、有碱基互补配对原则阶段：对遗传信息的对遗传信息的传递传递功能，它是通过功能，它是通过DNADNA复制完成复制完成的的,发生于亲代产生子代的生殖过程或细胞增殖过发生于亲代产生子代的生殖过程或细胞增殖过程中。程中。蛋白质蛋白质DNADNARNARNA逆转录逆转录转录转录翻译翻译复复制制4 4、中心法则体现了、中心法则体现了DNADNA的两大基本功能的两大基本功能对遗传信息的对遗传信息的表达表达功能功能,它是通过转录和翻译完它是通过转录和翻译完成的，发生在个

19、体发育过程中。成的，发生在个体发育过程中。DNADNA复制复制转录转录翻译翻译RNARNA复制复制逆转录逆转录以以DNADNA为遗传物质的生物遗传信息的传递：为遗传物质的生物遗传信息的传递：以以RNARNA为遗传物质的生物遗传信息的传递：为遗传物质的生物遗传信息的传递：RNA蛋白质蛋白质翻译翻译DNA转录转录RNA蛋白质蛋白质翻译翻译RNA逆转录逆转录RNADNA蛋白质蛋白质转录转录翻译翻译6 6、总结：、总结：HIVHIV等逆转录等逆转录RNARNA病毒的遗传信息的传递：病毒的遗传信息的传递：讨论并回答下列生物能进行的遗传信息的传递与表讨论并回答下列生物能进行的遗传信息的传递与表达过程（用序

20、号表示）达过程（用序号表示）生物种类生物种类遗传信息的传递与表达过程遗传信息的传递与表达过程DNADNA病毒病毒RNARNA病毒病毒大多数大多数RNARNA病毒病毒逆转录病毒逆转录病毒原核、真核生物原核、真核生物DNADNARNARNA蛋白质蛋白质 基因控制蛋白质的合成到底与基因控制基因控制蛋白质的合成到底与基因控制生物的性状有什么关系呢？生物的性状有什么关系呢？（1 1）豌豆的圆粒与皱粒）豌豆的圆粒与皱粒 （2 2）人的白化病）人的白化病 （3 3）囊性纤维病）囊性纤维病 （4 4）镰刀型贫血症）镰刀型贫血症基因基因结构蛋白结构蛋白细胞结构细胞结构生物性状生物性状酶或激素酶或激素 细胞代谢细

21、胞代谢生物性状生物性状蛋白质蛋白质直接作用直接作用间接作用间接作用总之：总之：a.a.生物性状主要是由蛋白质体现生物性状主要是由蛋白质体现 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：生物的性状是由基因控制的所以：生物的性状是由基因控制的 以上实例可知：以上实例可知：（3 3）囊性纤维病）囊性纤维病 （4 4）镰刀型贫血症）镰刀型贫血症小结：基因对性状的控制小结：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通过控制蛋白质分子的结构直接直接控制性状。控制性

22、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表现形式表现形式31基因与性状的关系基因与性状的关系结论：结论：基因和性状的关系并不都是简单基因和性状的关系并不都是简单的线性关系。的线性关系。表现型（性状）表现型（性状）=基因型（基因）基因型（基因）+环境环境一个性状可能是由多个基因决定的，反一个性状可能是由多个基因决定的，反之，一个基因也可以影响多个性状。之，一个基因也可以影响多个性状。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、长相、人的身高

23、、血压、智力、长相、记忆力、性格、自尊、对社会记忆力、性格、自尊、对社会的态度等的态度等表现型表现型 =基因型基因型 +外界环境外界环境基因与基因、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，这种相互作用形成相互作用，这种相互作用形成了一个错综复杂而又繁而有序了一个错综复杂而又繁而有序的网络，精细地调控着生物体的网络，精细地调控着生物体的性状。的性状。生物体性状的多基因因素生物体性状的多基因因素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

24、（所以说，染色体是色体是DNADNA的主的主要载体）要载体）例：紫茉莉例：紫茉莉叶色的遗传叶色的遗传三、细胞质遗传三、细胞质遗传_和和_中的基因都称为细胞质基因中的基因都称为细胞质基因（原因：受精过程中，受精卵的细胞质主要（原因：受精过程中，受精卵的细胞质主要是接受自是接受自）线粒体线粒体叶绿体叶绿体细胞质基因细胞质基因定义：定义：遗传特点：遗传特点：1011能进行能进行半自主自我复制半自主自我复制，通过通过转录转录和和翻译翻译控制某些蛋白质的合成。控制某些蛋白质的合成。功能：功能：中心法则和基因表达的关系：中心法则和基因表达的关系：DNAmRNA蛋白质蛋白质复制复制转录转录翻译翻译（性状性状

25、）复制复制遗传信息的遗传信息的表达表达脱氧核苷酸序列脱氧核苷酸序列核糖核苷酸序列核糖核苷酸序列氨基酸序列氨基酸序列遗传信息遗传信息遗传密码（密码子）遗传密码（密码子）tRNAtRNArRNArRNA翻译工具翻译工具形成核糖体形成核糖体场所场所转录转录逆转录逆转录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谷氨酸谷氨酸AG T AC AA A T UCAUGUUUA解析：解析：1 1中代表的物质是中代表的物质是 ，“”代表的是代表的是 2 2中代表的物质是中代表的物质是 ，“”代表的是代表的是 3 3中代表的物质是中代表的物质是 ，“”代表的是代表的是 4 4中代表的物质是中代表的物质是 ，“”代表的是代表的是 ATP腺嘌呤核糖核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸腺嘌呤腺嘌呤DNA腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸tRNA腺嘌呤腺嘌呤腺嘌呤核糖核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸