苏教版江苏省南京市东山外语国际学校高三生物基因表达.pptx

2、基因、基因、DNA和染色体的关和染色体的关系：系：染色体染色体DNA基因基因1、染色体主要由、染色体主要由DNA和蛋白质组和蛋白质组成；成；一般情况下，每个染色体含有一般情况下，每个染色体含有一个一个DNA分子。分子。2、基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNA片段，片段，每个每个DNA上有上有许多许多个基因个基因3 3、染色体为基因的主要载体；、染色体为基因的主要载体；基因在染色体上呈基因在染色体上呈线性线性排列。排列。染色体、染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的关系：、基因、脱氧核苷酸的关系：染色体染色体DNA基因基因脱氧核苷酸脱氧核苷酸基因基因肤色肤色眼皮单双眼皮单双血型血型基因基因有遗传效应的有遗传效应的DNA片段片段控制生物性状控制生物性状在染色体上呈在染色体上呈线性排列线性排列总结：总结：DNADNA的复制的复制 1 1、概念：、概念：2 2、时期：、时期：3 3、条件：、条件：以亲代以亲代DNADNA为模板合成子代为模板合成子代DNADNA的过程。的过程。有丝分裂间期有丝分裂间期减数分裂间期减数分裂间期模板模板亲代亲代DNADNA的两条链的两条链原料原料游离的游离的4 4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸能量能量ATPATP酶酶 解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶等聚合酶等解旋酶催化，使氢键断裂解旋酶催化，使氢键断裂解旋：解旋：模板模板 （在在DNADNA聚合酶聚合酶的催化下，利的催化下，利用游离的脱氧核苷酸进行碱基配对用游离的脱氧核苷酸进行碱基配对）合成合成子链子链:以母链为模板进行碱基配对以母链为模板进行碱基配对母链（旧链）母链（旧链）子链（新链）子链（新链）形成子代形成子代DNA:DNA:同时进行同时进行组成组成边解旋边复制边解旋边复制半保留复制半保留复制DNADNA分子复制的过程分子复制的过程4 4、过程：、过程：5 5、结果：、结果：6 6、特点：、特点：7 7、意义、意义：总结：总结：解旋、合成子链、形成双链解旋、合成子链、形成双链DNADNA 形成形成2 2个双链个双链DNADNA分子分子（和亲代（和亲代DNADNA完全相同）完全相同）半保留复制半保留复制边解旋边复制边解旋边复制 使遗传信息从亲代传给子代，使遗传信息从亲代传给子代，保持了遗传信息的连续性。保持了遗传信息的连续性。8 8、精确性：、精确性：9 9、复制差错：、复制差错：1010、场所：、场所：独特的双螺旋结构为复制提供模板独特的双螺旋结构为复制提供模板碱基互补配对原则使复制准确无误碱基互补配对原则使复制准确无误总结：总结：l主要在：细胞核，主要在：细胞核，l其次在：细胞质的线粒体、叶绿体等部位。其次在：细胞质的线粒体、叶绿体等部位。基因突变基因突变规律规律1：一个一个亲代亲代DNA分子经分子经 n 次复制后，所次复制后，所合成的合成的DNA分子中，分子中，DNA分子数，含亲代母链分子数，含亲代母链的的DNA分子数，不含亲代母链的分子数，不含亲代母链的DNA分子数依分子数依次为：次为：2n变通：变通：亲代母链与子代亲代母链与子代DNADNA链数之比为：链数之比为：含亲代母链的含亲代母链的DNA分子数与子代分子数与子代DNA分子数之分子数之比为：比为：2/（2n22）2/2nDNADNA复制有关计算规律总结复制有关计算规律总结即即1/（2n-1）22n-2规律规律2：若亲代若亲代DNADNA分子中腺嘌呤脱氧核苷酸数分子中腺嘌呤脱氧核苷酸数为为a a，经经 n n 次复制次复制后，所需后，所需游离游离的腺嘌呤脱氧的腺嘌呤脱氧核苷酸数为：核苷酸数为：R=a(2n-1)右图表示用某生物的一个右图表示用某生物的一个DNADNA分子和标分子和标记放射性同位素记放射性同位素3 3H H四种脱氧核苷酸，四种脱氧核苷酸，以及所需能量复制新的以及所需能量复制新的DNADNA分子的过程，分子的过程，据图回答：据图回答：（1 1）除上述）除上述DNADNA复制所需的条件外，复制所需的条件外，还需要还需要 。其对。其对DNADNA复制的作用是复制的作用是（2 2）图中）图中1 1表示表示 过程；图中过程；图中2 2表表示以母链为模板，进行示以母链为模板，进行图中图中3 3表示表示（3 3）从以上复制过程看，）从以上复制过程看，DNADNA分子的分子的 为复制提供了精确的模板。为复制提供了精确的模板。酶酶使使DNADNA解旋；催化合成与母链互补的子链解旋；催化合成与母链互补的子链解旋解旋碱基互补配对碱基互补配对形成两个新的形成两个新的DNADNA分子分子独特的双螺旋结构独特的双螺旋结构它的它的能力保证了复制能够正确无误地完成能力保证了复制能够正确无误地完成（4 4）复制出的第一代的一个）复制出的第一代的一个DNADNA分子分子中，含有中，含有3 3H H的链有的链有 条，这说明子代条，这说明子代DNADNA的合成方式是的合成方式是在这代在这代DNADNA分子中，含分子中，含3 3H H链的碱基序列链的碱基序列相同吗？相同吗？（5 5）复制出的第二代全部）复制出的第二代全部DNADNA分子中，分子中，有有 条不含条不含3 3H H的链的链碱基互补配对碱基互补配对1 1半保留复制半保留复制不同不同2 2.将将大大肠肠杆杆菌菌放放在在含含有有同同位位素素1515N N培培养养基基中中培培养养若若干干代代后后，细细菌菌DNADNA所所有有氮氮均均为为1515N N，它它比比1414N N分分子子密密度度大大。然然后后将将DNADNA被被1515N N标标记记的的大大肠肠杆杆菌菌再再移移到到1414N N的的培培养养基基中中培培养养，每每隔隔4 4小小时时（相相当当于于分分裂裂繁繁殖殖一一代代的的时时间间）取取样样一一次次，测测定定其其不不同同世世代代细细菌菌DNADNA的的密密度度。实实验验结结果果DNADNA复制的密度梯度离心试验如图所示。复制的密度梯度离心试验如图所示。（1 1）中带含有氮元素是中带含有氮元素是 （2 2）如果将第一代（全中）如果将第一代（全中）DNADNA链的氢键断裂链的氢键断裂 后再测定密度，它的两条后再测定密度，它的两条DNADNA单链在试管单链在试管 中的分布位置应为中的分布位置应为 （3 3）上述实验表明，子代）上述实验表明，子代DNADNA合成的方式合成的方式 是是 （4）测定第四代测定第四代DNA分子密度，分子密度，比例表示为比例表示为1414N N、1515N N1/81/8中，中，7/87/8轻轻重，重，1/21/2轻轻半保留复制半保留复制实验探究实验探究19581958年由年由M.Meselson M.Meselson 和和 F.Stahl F.Stahl 所完成的实验所证明。所完成的实验所证明。三、基因控制蛋白质的合成三、基因控制蛋白质的合成三、基因控制蛋白质的合成三、基因控制蛋白质的合成细胞核细胞核核糖体核糖体细胞质细胞质 问题问题 DNA能否直接控制能否直接控制蛋白质的合成？为什么？蛋白质的合成？为什么？RNADNA问题：为什么问题：为什么RNA适于作适于作DNA的信使？的信使？RNA 与与DNA结构的比较：结构的比较：DNARNA结构结构组成基本单位组成基本单位碱基碱基嘌呤嘌呤嘧啶嘧啶五碳糖五碳糖无机酸无机酸规则的双螺旋结构规则的双螺旋结构脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸腺腺(A)、鸟、鸟(G)嘌呤嘌呤胞胞(C)、胸腺、胸腺(T)嘧啶嘧啶脱氧核糖脱氧核糖磷酸磷酸单链结构单链结构核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核糖磷酸磷酸腺腺(A)、鸟、鸟(G)嘌呤嘌呤胞胞(C)、尿尿(U)嘧啶嘧啶为什么为什么RNARNA适合做适合做DNADNA的信使呢？的信使呢？RNARNA一般是一般是_链，而且比链，而且比 DNA DNA 短，因此能够通过短，因此能够通过_，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RNARNA的种类的种类信使信使 RNA(mRNA)RNA(mRNA)核糖体核糖体 RNA(rRNA)RNA(rRNA)转运转运 RNA(tRNA)RNA(tRNA)名称名称名称名称结构特点结构特点结构特点结构特点功能功能功能功能mRNAmRNAmRNAmRNA信使信使信使信使RNARNARNARNA线形线形线形线形;遗传信息的携带者遗传信息的携带者遗传信息的携带者遗传信息的携带者tRNAtRNAtRNAtRNA转运转运转运转运RNARNARNARNA三叶草形三叶草形三叶草形三叶草形运输氨基酸，识别密码子运输氨基酸，识别密码子运输氨基酸，识别密码子运输氨基酸，识别密码子rRNArRNArRNArRNA核糖体核糖体核糖体核糖体RNARNARNARNA组成核糖体组成核糖体组成核糖体组成核糖体(一一)转录转录在在_内，以内，以DNADNA的的_为为_，按照按照_的原则合成的原则合成_的过程。的过程。细胞核细胞核一条链一条链模板模板碱基互补配对碱基互补配对RNARNA1.概念：概念：TCATG A TT AAG T AC A A A T DNADNA的平面结构图的平面结构图产物：产物：mRNA tRNA rRNAmRNA tRNA rRNAAG T AC A A A T AGCUGACGGUUU解解旋旋AG T AC A A A T AGCUGACGGUUURNA RNA 聚合酶聚合酶AG T AC A A A T AGCGACGGUUU UAG T AC A A A T AGCGACGGUUU UAG T AC A A A T GCGACGGUUU UAAG T AC A A A T GCGACGUUGU UAAG T AC A A A T GCGACGUGU UAUAG T AC A A A T GCGACGGU UAU UAG T AC A A A T GCGACGGU UAU UAAG T AC A A A T GCGCGGU UAU UA UAG T AC A A A T GGCGGU UAU UA U CAG T AC A A A T GGCGGU UAU UA U CmRNAa.DNA a.DNA 解旋解旋，以一条链为模板合成，以一条链为模板合成RNARNAb.DNA与RNA的的碱基互补配对碱基互补配对：AU;TA；CG；GCc.组成组成 RNA 的核糖核苷酸一个个的核糖核苷酸一个个连接连接起来起来2.场所：场所：细胞核细胞核4.条件条件：模板：模板：DNA的的一条链一条链酶：酶：解旋酶解旋酶、RNA聚合酶聚合酶等等原料：四种原料：四种核糖核苷酸核糖核苷酸能量：能量：ATP形成一条形成一条mRNA这样：这样：DNADNA上的遗传信息就传递到上的遗传信息就传递到mRNAmRNA上上3.过程过程：5.结果：结果：碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样的？碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样的？19541954年，美籍俄裔理论物理学伽莫夫年，美籍俄裔理论物理学伽莫夫,应用排应用排列组合计算来研究遗传密码。列组合计算来研究遗传密码。mRNAmRNA中的中的4 4种种核苷酸，每次取核苷酸，每次取3 3个来进行组合，其组合种数个来进行组合，其组合种数是：是：伽莫夫于是提出遗传密码的三联体（伽莫夫于是提出遗传密码的三联体（triplet）假说。当时，伽）假说。当时，伽莫夫很得意，他将莫夫很得意，他将20称为称为“生物学上的神奇数字生物学上的神奇数字”。如果如果1 1个碱基决定个碱基决定1 1个氨基酸就只能决定个氨基酸就只能决定_种，即种，即 如果如果3 3个碱基决定个碱基决定1 1个氨基酸个氨基酸就可决定就可决定_种，即种，即 如果如果2 2个碱基决定个碱基决定1 1个氨基酸就只能决定个氨基酸就只能决定_种，即种，即4 416166464信使信使RNARNA上决定一个氨基酸的上决定一个氨基酸的3 3个相邻的碱基个相邻的碱基密码子密码子:决定氨基酸的密码子共有多少种？决定氨基酸的密码子共有多少种？氨基酸有多少种氨基酸有多少种?UCAUG A UUAmRNAmRNA密码子密码子密码子密码子密码子密码子第一个第一个 字母字母第二个字母第二个字母第三个第三个 字母字母UCAGU苯丙氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸 亮氨酸亮氨酸 亮氨酸亮氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸酪氨酸酪氨酸酪氨酸酪氨酸 终止终止 终止终止半胱氨酸半胱氨酸半胱氨酸半胱氨酸 终止终止 色氨酸色氨酸UCAGC亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸组氨酸组氨酸组氨酸组氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸UCAGA 异亮氨酸异亮氨酸 异亮氨酸异亮氨酸 异亮氨酸异亮氨酸甲硫氨酸（起始）甲硫氨酸（起始）苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸天门冬酰胺天门冬酰胺天门冬酰胺天门冬酰胺 赖氨酸赖氨酸 赖氨酸赖氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸UCAGG缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸天门冬氨酸天门冬氨酸天门冬氨酸天门冬氨酸 谷氨酸谷氨酸 谷氨酸谷氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸UCAG1.201.20种氨基酸的密码子种氨基酸的密码子2.遗传密码的特点：遗传密码的特点：a a、有、有6464个密码子，只有个密码子，只有6161个为决定氨基酸的个为决定氨基酸的密码子密码子，3 3个为个为终止密码终止密码；b b、密码子、密码子AUG既是既是甲硫氨酸甲硫氨酸的密码子，又是的密码子，又是起始密码起始密码c c、每个氨基酸可以有一个或多个的密码子；、每个氨基酸可以有一个或多个的密码子；d d、在生物界，从病毒到人类的所有生物共用一套密码、在生物界，从病毒到人类的所有生物共用一套密码 子，说明生物彼此之间子，说明生物彼此之间亲缘亲缘关系。关系。简并性与通用性简并性与通用性3.3.转运转运RNARNA（tRNAtRNA）反密码子反密码子mRNAmRNAU GC A U A CCGA U U AU4.翻译的过程：翻译的过程：核糖体核糖体核糖体核糖体核糖体核糖体 U A U C G u C U G G G A U A CG G CAAUACAGUCACCGGAUmRNA U A C C G u G G A C U G多肽链多肽链翻译小结翻译小结定义：游离在细胞质中的各种氨基酸，以定义：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNAmRNA为模板合为模板合 成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。原料：原料：_多种氨基酸多种氨基酸场所：场所：_过程：过程：_细胞质中的核糖体细胞质中的核糖体起始、延伸、终止起始、延伸、终止模板：模板：_产物：产物：_遗传信息传递方向：遗传信息传递方向：_mRNAmRNA多肽链多肽链mRNAmRNA蛋白质蛋白质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导导蛋蛋白白质质合合成成的的过过程程1 1、DNADNA、RNARNA的碱基和氨基酸的数量关系的碱基和氨基酸的数量关系的碱基和氨基酸的数量关系的碱基和氨基酸的数量关系结论结论:C G TGCAC A TG C A C TG G TADNA谷氨酸谷氨酸组氨酸组氨酸精氨酸精氨酸氨基酸氨基酸C G UGGAC A UmRNAG C A C U G G U AtRNA遗传信息遗传信息遗传密码遗传密码反密码子反密码子氨基酸序列氨基酸序列基因的碱基基因的碱基 信使信使RNARNA的碱基的碱基 氨基酸氨基酸 =6 3 1信息链信息链小结小结中心法则的中心法则的发展发展转录转录DNADNARNARNA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复制复制复制复制强调强调：逆转录和逆转录和RNA复制复制过程只会发生在过程只会发生在RNA病毒病毒的遗传信息流动过程中！的遗传信息流动过程中！参考答案参考答案1-5 CBCDD 6-10 BCCCC 11-12DA1313、1414N N和和1515N N；1/8 1/8 1/21/2重，重，1/21/2轻；轻；半保留复制。半保留复制。1414、（、（1 1）DNADNA复制复制 转录转录 翻译翻译 逆转录逆转录 （2 2）c c （3 3）间（）间（S S）（4 4）细胞核）细胞核 （5 5）tRNAtRNA（转运（转运RNARNA）氨基酸氨基酸 （6 6）如下图：）如下图：1515、（、（1 1）翻译）翻译 核糖核苷酸核糖核苷酸 （2 2）GCUGCU（3 3）脱水缩合）脱水缩合 COCONHNH（4 4）乙乙 CCUGAAGAGAAGCCUGAAGAGAAG GGACTTCCCTTCGGACTTCCCTTC