《第一节 基因的表达.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第一节 基因的表达.doc（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、三、基因的表达 教学目的1、染色体、 DNA和基因三者之间的关系以及基因的本质（B：识记）2、基因控制蛋白质合成的过程和原理（B：识记）3、基因控制性状的原理（B：识记）教学重点1、染色体、DNA和基因三者之间的关系和基因的本质2、基因控制蛋白质合成的过程和原理教学难点基因控制蛋白质合成的过程和原理教学用具果蝇某一条染色体上的几个基因图、DNA转录RNA的图解、20种氨基酸的密码子表、蛋白质合成示意图、中心法则图解、白化症患儿图教学方法讲授法、讨论法课时安排2课时教学过程第一课时蛋白质是生命活动的体现者，生物体的性状是通过蛋白质的结构和功能体现出来的。儿女像父母，从现象上看，是性状的相似，而性
2、状的相似说明了儿女与父母之间在蛋白质结构上的相似或相同；从本质上看，是由于父母把自己的DNA分子复制了一份传给子女的缘故。那么，遗传物质DNA分子中的碱基排列顺序是怎样反映到生物体性状上的呢？遗传物质DNA与蛋白质有什么样的关系呢？DNA分子是怎样控制生物体的生长、发育的呢？据科学家推算，人体内约含有10万种以上的蛋白质，而人体每个细胞中只含有46个DNA分子。那么46个DNA分子是如何控制合成10万种以上的蛋白质的？这主要是因为一个DNA分子可以控制多种蛋白质的合成。现代遗传学的研究认为，每个DNA分子上有很多基因，这些基因分别控制着不同的性状。基因是决定生物性状的基本单位。那么，什么是基因
3、呢？（一）基因的概念1、定义基因是决定生物性状的遗传物质的结构和功能的基本单位，其本质是具有遗传效应的DNA分子片段（蕴含特定遗传信息，并能够表达和产生特定产物蛋白质或RNA的DNA分子的脱氧核苷酸序列）早在19世纪60年代，遗传学家们就提出了生物的性状是由遗传因子控制的观点。但是，当时所说的遗传因子仅仅是一种逻辑推理的概念。随着科研水平的不断提高，科学家认识到控制生物性状的遗传单位是一种物质且具有一定的结构，基因就是这种遗传的独立单位。2、基因、脱氧核苷酸、DNA、染色体之间的关系（1）DNA是染色体的组成成分（2）基因位于染色体上，呈直线排列，染色体是基因的主要载体20世纪初期，遗传学家们
4、通过果蝇的遗传实验，认识到基因存在于染色体上，并且在染色体上呈直线排列。由于，所以说染色体是基因的主要载体。据科学家推算，人类大概有1万多个基因，而人类每一个细胞中有46条染色体，每个染色体含有一个DNA分子，所以每条染色体（或每1个DNA分子）上约有1250多个基因。（课本P13，图6-8果蝇某一条染色体上的几个基因图，表示基因与染色体的关系）（3）基因是有遗传效应的DNA片段，每个DNA分子上有许多基因20世纪50年代以后，随着分子遗传学的发展，尤其是在沃森和克里克提出DNA双螺旋结构模型以后，人们才真正认识了基因的本质，即基因是有遗传效应的DNA分子片段，该片段的碱基序列代表子代从亲代获
5、得的控制某种性状发育的信号。（4）脱氧核苷酸是基因的基本单位。基因中的脱氧核苷酸的排列顺序代表着遗传信息。对于某个基因来说其脱氧核苷酸的排列顺序是固定不变的，而不同的基因的脱氧核苷酸的排列顺序又是不同的研究结果还表明，每一条染色体只含有一个DNA分子，每个DNA分子上有很多个基因，每个基因中又可以含有成百上千个脱氧核苷酸。基因中脱氧核苷酸（碱基）的排列顺序称为遗传信息。（课本P14页，小资料）由于不同基因的脱氧核苷酸的排列顺序（或碱基顺序）不同，也就是说不同的基因含有不同的遗传信息，所以说基因是蕴含特定遗传信息的DNA序列或者说是有遗传效应的DNA片段。3、基因的位置核基因和质基因（线粒体和叶
6、绿体中的DNA分子上也有基因）通过上面的学习，我们知道了基因是控制生物性状遗传的基本单位，而生物性状是基因的表现形式。（二）基因的功能（DNA的功能）1、遗传信息的传递（通过自我复制把遗传信息从亲代传递给下一代）通过DNA分子的复制把遗传信息通过有性生殖的方式传递给后代。2、遗传信息的表达在后代的个体发育中，使遗传信息以一定的方式（转录和翻译）反映到蛋白质分子的结构上，从而使后代表现出与亲代相似的性状每个基因都蕴含有特定遗传信息的DNA序列。基因不仅可以通过DNA分子的复制把遗传信息通过有性生殖方式传递给后代，还可以使遗传信息以一定的方式反映到蛋白质分子的结构上来，从而使后代在个体发育过程中表
7、现出与亲代相似的性状，遗传学上把这一过程叫做基因的表达。（三）遗传信息的表达（基因控制蛋白质的合成）1、RNA的结构（1）RNA分子的基本单位核糖核苷酸（2）RNA分子中的碱基组成由腺嘌呤A、鸟嘌呤G、胞嘧啶C和尿嘧啶U四种碱基组成，没有胸腺嘧啶T。（3）RNA分子中的结构RNA分子是由四种核糖核苷酸连接起来的多核苷酸链，为单链结构。大多数呈直线型的，也有一些RNA折叠成特定的空间结构，如转运RNA（tRNA）。（4）RNA的种类RNA有三种：信使RNA，简写为mRNA；转运RNA，简写为tRNA；核糖体RNA，简写为rRNA。信使RNA的功能：将基因中的遗传信息传递到蛋白质上，即基因中的遗传
8、信息经转录后成为mRNA上的遗传密码，再经翻译后形成具有特定氨基酸排列顺序的蛋白质。转运RNA的功能：运输特定的氨基酸；识别遗传密码。核糖体RNA的功能：是核糖体中的结构成分，位于核糖体的核心部位，兼有酶的功能，也称为核酶。2、DNA和RNA的比较DNARNA化学组成基本单位脱氧核糖核苷酸（4种）核糖核苷酸（4种）五碳糖脱氧核糖（C5H10O4）核糖（C5H10O5）碱基A、G、C、TA、G、C、U无机盐磷酸磷酸结构双螺旋结构通常为单链结构分类通常只有一类mRNA、tRNA和rRNA功能主要的遗传物质（复制遗传信息，控制蛋白质的合成）在不存在DNA的生物里是遗传物质，在存在DNA的生物里辅助D
9、NA完成其功能（传递遗传信息并通过蛋白质表达出来）分布（真核生物）主要存在于细胞核中的染色体上，在线粒体和叶绿体中也有少量存在主要存在于细胞质（核糖体）中3、基因控制蛋白质合成的过程遗传物质DNA一般都存在于细胞核中，而蛋白质的合成则是在细胞质的核糖体上进行的。那么细胞核中的DNA是如何控制细胞质中蛋白质的合成的呢？细胞核中DNA所携带的遗传信息也必须通过中间媒介传递到细胞质中，才能指导蛋白质的合成。大量的科学实验表明，信息的传递不是由DNA直接传递给蛋白质的，而是在细胞核中先把DNA的遗传信息传递给mRNA，然后mRNA进入细胞质中，在蛋白质合成中起模板作用。基因控制蛋白质合成的过程包括两个
10、阶段，即转录（mRNA的合成阶段）和翻译（蛋白质的合成阶段）。（1）遗传信息的转录 转录的场所 转录是在细胞核内进行的。转录的概念是指遗传信息由DNA传递到mRNA上的过程。以DNA的一条链为摸板，按照碱基互补配对原则，合成mRNA。（课本P14，DNA转录mRNA的图解）mRNA只有一条链，它具有什么样的结构特点使它能够将DNA所携带的遗传信息准确无误地传递到细胞质中去呢？转录的特点RNA没有碱基T（胸腺嘧啶），而有碱基U（尿嘧啶）。因此，在以DNA为模板合成RNA时，需要以U代替T与A配对。由于RNA也有碱基结构，也与DNA所含的碱基互补配对。因此， DNA所携带的特定的遗传信息就能通过转
11、录准确无误地反应到mRNA分子结构上，使mRNA也具有与DNA一样的遗传信息。转录的特点为在核中进行；以DNA特定的一条单链为模板转录；特定的配对方式。遗传信息转化成遗传密码经过转录将基因中的信息链上的遗传信息转化成mRNA上的遗传密码。遗传密码就是指mRNA上决定蛋白质中氨基酸种类和排列顺序的三个相邻的碱基。板 书三、基因的表达（一）基因的概念 1、定义基因是决定生物性状的遗传物质的结构和功能的基本单位，其本质是具有遗传效应的DNA分子片段（蕴含特定遗传信息，并能够表达和产生特定产物蛋白质或RNA的DNA分子的脱氧核苷酸序列）2、基因、脱氧核苷酸、DNA、染色体之间的关系（1）DNA是染色体
12、的组成成分（2）基因位于染色体上，呈直线排列，染色体是基因的主要载体（3）基因是有遗传效应的DNA片段，每个DNA分子上有许多基因（4）脱氧核苷酸是基因的基本单位。基因中的脱氧核苷酸的排列顺序代表着遗传信息。对于某个基因来说其脱氧核苷酸的排列顺序是固定不变的，而不同的基因的脱氧核苷酸的排列顺序又是不同的每一条染色体只含有一个DNA分子，每个DNA分子上有很多个基因，每个基因中又可以含有成百上千个脱氧核苷酸。基因中脱氧核苷酸（碱基）的排列顺序称为遗传信息。 由于不同基因的脱氧核苷酸的排列顺序（或碱基顺序）不同，也就是说不同的基因含有不同的遗传信息，所以说基因是蕴含特定遗传信息的DNA序列或者说是
13、有遗传效应的DNA片段。3、基因的位置核基因和质基因（线粒体和叶绿体中的DNA分子上也有基因）（二）基因的功能（DNA的功能）1、遗传信息的传递（通过复制把遗传信息传递给下一代）通过DNA分子的复制把遗传信息通过有性生殖的方式传递给后代2、遗传信息的表达在后代的个体发育中，使遗传信息以一定的方式（转录和翻译）反映到蛋白质分子的结构上，从而使后代表现出与亲代相似的性状（三）遗传信息的表达（基因控制蛋白质的合成）1、RNA的结构（1）RNA分子的基本单位核糖核苷酸（2）RNA分子中的碱基组成由腺嘌呤A、鸟嘌呤G、胞嘧啶C和尿嘧啶U四种碱基组成，没有胸腺嘧啶T。（3）RNA分子中的结构RNA分子是由
14、四种核糖核苷酸连接起来的多核苷酸链，为单链结构。大多数呈直线型的，也有一些RNA折叠成特定的空间结构，如转运RNA（tRNA）。（4）RNA的种类RNA有三种：信使RNA，简写为mRNA；转运RNA，简写为tRNA；核糖体RNA，简写为rRNA。2、DNA与RNA比较 DNARNA化学组成基本单位脱氧核糖核苷酸（4种）核糖核苷酸（4种）五碳糖脱氧核糖（C5H10O4）核糖（C5H10O5）碱基A、G、C、TA、G、C、U无机盐磷酸磷酸结构双螺旋结构通常为单链结构分类通常只有一类mRNA、tRNA和rRNA功能主要的遗传物质（复制遗传信息，控制蛋白质的合成）在不存在DNA的生物里是遗传物质，在存
15、在DNA的生物里辅助DNA完成其功能（传递遗传信息并通过蛋白质表达出来）分布（真核生物）主要存在于细胞核中的染色体上，在线粒体和叶绿体中也有少量存在主要存在于细胞质（核糖体）中3、基因控制蛋白质合成的过程（1）遗传信息的转录 转录的场所转录的概念转录的特点在核中进行；以DNA特定的一条单链为模板转录；特定的配对方式遗传信息转化成遗传密码脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸脱水缩合成DNA和RNA的方式与氨基酸脱水缩合成蛋白质的方式一样，只不过只能形成两条链和一条链第二课时(2)遗传信息的翻译翻译的场所在细胞核中由DNA转录成mRNA之后，mRNA就通过核孔到达细胞质中，与核糖体结合起来，在核糖体上直接指导蛋白质的合成。核糖体就是细胞内利用氨基酸合成蛋白质的场所。翻译的概念是指以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的
