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1、基因的表达基因的表达1 DNADNA分子是怎样控制遗传性状的？分子是怎样控制遗传性状的？v现代遗传学认为：现代遗传学认为：v生物的性状是由生物的性状是由 控制的控制的性状是由性状是由 物质体现的物质体现的基因基因蛋白质蛋白质DNA（基因）（基因）蛋白质（性状）蛋白质（性状）？一、基因指导蛋白质的合成一、基因指导蛋白质的合成细胞核细胞核细胞质核糖体上细胞质核糖体上2基因对性状的控制基因对性状的控制基因基因控制控制酶酶代谢代谢性状性状控制控制控制控制蛋白质的结构蛋白质的结构基因基因控制控制性状性状控制控制例如例如 ：白化病是由于：白化病是由于基因基因不正常不正常，缺少，缺少酪氨酸酶酪氨酸酶，这个人
2、就这个人就不能合成黑色素不能合成黑色素。毛发白色，皮肤淡红色，毛发白色，皮肤淡红色，畏光。畏光。3基本单位核糖核苷酸基本单位核糖核苷酸核糖核糖碱碱 基基磷酸磷酸A（腺嘌呤）（腺嘌呤）G（鸟嘌呤）（鸟嘌呤）C（胞嘧啶）（胞嘧啶）U(尿嘧啶尿嘧啶)RNARNA的结构的结构1、RNARNA的化学结构的化学结构腺嘌呤A鸟嘌呤G胞嘧啶C尿嘧啶U碱碱 基基核糖核苷酸核糖核酸核糖核酸4A 腺嘌呤核糖核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸G 鸟嘌呤核糖核苷酸鸟嘌呤核糖核苷酸C 胞嘧啶核糖核苷酸胞嘧啶核糖核苷酸U 尿嘧啶核糖核苷酸尿嘧啶核糖核苷酸2、核苷酸的种类、核苷酸的种类53、RNA的结构的结构 RNA成单链结构，也没有碱
3、基互补配对情况。在细胞内对遗传信息的传递和蛋白质的合成起重要作用。AUGC6v信使信使RNARNA（mRNA)mRNA)v功能：将功能：将DNADNA的遗传信息转录下来，传递至细胞质中的遗传信息转录下来，传递至细胞质中的核糖体上，控制蛋白质的合成。的核糖体上，控制蛋白质的合成。v转运转运RNARNA（tRNA)tRNA)v种类：多种种类：多种v核糖体核糖体RNA(rRNA)RNA(rRNA)；v与核糖体的合成有关。与核糖体的合成有关。4、RNA的种类的种类7RNA和和DNA的区别的区别项目项目 RNA DNA名称名称组成组成基本单位基本单位结构结构存在部位存在部位功能功能核糖核酸核糖核酸脱氧脱
4、氧核糖核酸核糖核酸核糖核糖核苷酸核苷酸脱氧脱氧（核糖）（核糖）核苷酸核苷酸一般为单链一般为单链一般为双链一般为双链主要存在于细胞质中主要存在于细胞质中主要存在于细胞核中主要存在于细胞核中 C、H、O、N、P 核糖、磷酸、核糖、磷酸、含氮碱基：含氮碱基：A、G、C、U C、H、O、N、P 脱氧脱氧核糖、磷酸、核糖、磷酸、 含氮碱基：含氮碱基：A、G、C、T传递传递遗传信息遗传信息携带携带遗传信息遗传信息8二、遗传信息的转录二、遗传信息的转录1、转录转录：在在细胞核细胞核内，以内，以DNA的一条链为模板，按照碱的一条链为模板，按照碱基互补配对的原则合成基互补配对的原则合成RNA的过程。的过程。9T
5、CATG T TT AAG T AC A A A T 转录发生在细胞核。这是一段展开的转录发生在细胞核。这是一段展开的DNA.10AG T AC A A A T 1、解旋并以一条链做为模板、解旋并以一条链做为模板.TCATG T TT A11AG T AC A A A T AGCUGACGGUUU2、在酶的作用下，以、在酶的作用下，以4种核糖核苷酸为原料，碱基互补配对种核糖核苷酸为原料，碱基互补配对RNA 聚合酶聚合酶12AG T AC A A A T AGCGACGGUUU U在酶的作用下，以在酶的作用下，以4种核糖核苷酸为原料，碱基互补配对种核糖核苷酸为原料，碱基互补配对，13AG T A
6、C A A A T GCGACGGUUU UA3、RNA聚合酶移动，将核糖核苷酸连接起来形成聚合酶移动，将核糖核苷酸连接起来形成RNA单链单链14AG T AC A A A T GCGACGUUGU UARNA核苷酸一个一个连接起来。核苷酸一个一个连接起来。15AG T AC A A A T GCGACGUGU UAURNA核苷酸一个一个连接起来。核苷酸一个一个连接起来。16AG T AC A A A T GCGACGGU UAU URNA核苷酸一个一个连接起来。核苷酸一个一个连接起来。17AG T AC A A A T GCGACGGU UAU UARNA核苷酸一个一个连接起来。核苷酸一个一
7、个连接起来。18AG T AC A A A T GCGCGGU UAU UA URNA核苷酸一个一个连接起来。核苷酸一个一个连接起来。19AG T AC A A A T GGCGGU UAU UA U CRNA核苷酸一个一个连接起来。核苷酸一个一个连接起来。20AG T AC A A A T GGCGGU UAU UA U CRNA核苷酸一个一个连接起来。核苷酸一个一个连接起来。21AG T AC A A A T UCAUG U UUAmRNA细胞质基质细胞质基质4、完成的信使、完成的信使RNA（mRNA） 通过核孔从细胞核中出来，到细胞通过核孔从细胞核中出来，到细胞质中。质中。细胞核的核液细
8、胞核的核液核孔核孔22AG T AC A A A T UCAUG U UUAmRNA信使信使RNA（mRNA） 通过核孔从细胞核中出来，到细胞质中。通过核孔从细胞核中出来，到细胞质中。细胞质基质细胞质基质细胞核的核液细胞核的核液23转录小结转录小结场所场所:模板模板:原料原料:条件条件:产物产物:特点特点:原则原则:细胞核细胞核DNA上基因的上基因的一条一条链链(有义链有义链)四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸(A、G、C、U）需要酶和需要酶和ATP单链单链mRNA边解旋边转录边解旋边转录碱基互补配对原则碱基互补配对原则（A-U,T-A; G-C,C-G）24v转录和转录和DNA复制都是以复制都是以
9、DNA为模板并按碱基互补配对原为模板并按碱基互补配对原则进行的，碱基互补配对原则能够保证遗传信息准确无则进行的，碱基互补配对原则能够保证遗传信息准确无误地传递下去，从而保证了遗传地稳定性。误地传递下去，从而保证了遗传地稳定性。1、转录与、转录与DNA复制有什么共同之处？这对保证遗传信息复制有什么共同之处？这对保证遗传信息的准确转录有什么意义？的准确转录有什么意义？2、转录成的、转录成的RNA的碱基序列，与作为模板的的碱基序列，与作为模板的DNA单链的单链的碱基序列有那些异同？与该碱基序列有那些异同？与该DNA的另一条链的碱基序列有的另一条链的碱基序列有那些异同？那些异同？v转录的转录的RNA碱
10、基序列碱基序列和模板碱基序列碱基序列和模板DNA单链的建基单链的建基序列互补配对，与序列互补配对，与DNA的另一条链的碱基序列相同的另一条链的碱基序列相同（但（但DNA单链上的单链上的T换成换成U）。）。思考和讨论思考和讨论25三、遗传信息的翻译三、遗传信息的翻译 1、 定义：定义： 在细胞质的核糖体上在细胞质的核糖体上,以游离在细胞以游离在细胞质中的各种氨基酸原料，以质中的各种氨基酸原料，以mRNA为模板为模板合成具合成具有有一定氨基酸一定氨基酸顺序顺序的蛋白质的过程。的蛋白质的过程。 26一个碱基决定一个氨基酸只能决定一个碱基决定一个氨基酸只能决定4种：种：414，不行，不行二个碱基决定一
11、个氨基酸只能决定二个碱基决定一个氨基酸只能决定16种：种：4216，不行，不行三个碱基决定一个氨基酸只能决定三个碱基决定一个氨基酸只能决定64种：种：4364，足足有余足足有余* RNA* RNA上的四种碱基上的四种碱基AGCUAGCU，如何决定，如何决定2020种氨基酸？种氨基酸？ 27 密码子密码子UCAUG A UUAmRNA 密码子密码子 密码子密码子 2、遗传密码：遗传密码： 遗传学上把遗传学上把mRNA中把决定一个氨基酸的中把决定一个氨基酸的相邻的三个碱基相邻的三个碱基成成为为密码子密码子。把。把mRNA上的碱基排列顺序，叫做上的碱基排列顺序，叫做“遗传密码遗传密码”。28 a、一
12、种氨基酸可以、一种氨基酸可以和多个密码子相对应和多个密码子相对应 b、一个密码子只和、一个密码子只和一种氨基酸相对应一种氨基酸相对应 c、三个终止密码：、三个终止密码：UAA、UAG、UGAd、氨基酸的种类；、氨基酸的种类；20种种密码子的种类：密码子的种类：64种种29对应的氨基酸序列为：甲硫氨酸谷氨酸丙氨酸对应的氨基酸序列为：甲硫氨酸谷氨酸丙氨酸半胱氨酸脯氨酸丝氨酸赖氨酸脯氨酸半胱氨酸脯氨酸丝氨酸赖氨酸脯氨酸1、已知一段、已知一段mRNA的碱基序列是的碱基序列是AUGGAAGCAUGCCGCAAGCCG,你能写出对应的氨基酸序列？反推可以吗你能写出对应的氨基酸序列？反推可以吗?2、地球上几
13、乎所有的生物体都共用上述密码子表。根据这一、地球上几乎所有的生物体都共用上述密码子表。根据这一事实说明什么？事实说明什么？ 说明地球上所有的生物都有着或远或近的亲缘关系，说明地球上所有的生物都有着或远或近的亲缘关系，或者生物都具有共同的遗传语言，或者生命在本质或者生物都具有共同的遗传语言，或者生命在本质上是统一的。上是统一的。思考和讨论：思考和讨论：30AC U 天冬天冬氨酸氨酸反密码子反密码子AUG异亮异亮氨酸氨酸反密码子反密码子转运转运RNA(tRNA)RNA(tRNA)：分子结构呈三叶草形，其分子结构呈三叶草形，其“叶柄叶柄”端能与一个特定的氨基酸结合，端能与一个特定的氨基酸结合，“叶片
14、叶片”端有三个端有三个特殊的碱基称为特殊的碱基称为“反密码子反密码子”，能与，能与mRNAmRNA上的上的“密码密码子子”相识别。反密码子的种类：相识别。反密码子的种类：6161种。种。31UCAUG A UUAA A U亮氨酸AC U天冬氨酸核糖体核糖体5、mRNA 与核糖体结合。与核糖体结合。细胞质细胞质32UCAUG A UUAA A U亮氨酸AC U天冬氨酸转运转运RNA上的反密码子与信使上的反密码子与信使RNA上的密码子相结合。上的密码子相结合。33UCAUG A UUAA A U亮氨酸AC U天冬氨酸AUG异亮氨酸转运转运RNA上的反密码子与信使上的反密码子与信使RNA上的密码子相
15、结合。上的密码子相结合。34UCAUG A UUAA A U亮氨酸AC U天门冬氨酸AUG异亮氨酸两个相邻的氨基酸缩合反应，形成肽键。两个相邻的氨基酸缩合反应，形成肽键。肽键肽键35UCAUG A UUAA A U亮氨酸AC U天冬氨酸AUG异亮氨酸核糖体核糖体 沿着沿着 mRNA移动移动。又一个转运。又一个转运RNA（ tRNA）连接到密码子）连接到密码子上上。 第一个第一个 tRNA 释放到细胞质中释放到细胞质中。36UCAUG A UUA亮氨酸AC U天冬氨酸AUG异亮氨酸后一氨基酸通过缩合反应与前一个氨基酸连接起来。后一氨基酸通过缩合反应与前一个氨基酸连接起来。肽键肽键37UCAUG
16、A UUA亮氨酸AC U天冬氨酸AUG异亮氨酸一条肽链形成一条肽链形成. 38UCAUG A UUAAUG亮氨酸天冬氨酸异亮氨酸mRNA 和肽链被释放到细胞质中。和肽链被释放到细胞质中。39翻译小结翻译小结场所场所:模板模板:原料原料:条件条件:产物产物:原则原则:细胞质的核糖体上细胞质的核糖体上以信使以信使RNA为模板为模板二十种氨基酸二十种氨基酸需要酶和需要酶和ATP多个多肽或蛋白质多个多肽或蛋白质密码子与反密码子配对密码子与反密码子配对,既碱基互补配对原则（既碱基互补配对原则（A=U，G=C）40v蛋白质是生物性状的体现者，基因通过控制蛋白质的蛋白质是生物性状的体现者，基因通过控制蛋白质
17、的合成从而控制了生物的性状。合成从而控制了生物的性状。1、基因控制蛋白质合成的最终结果是什么？、基因控制蛋白质合成的最终结果是什么？2、生物表现出多样性的根本原因和直接原因是什么？、生物表现出多样性的根本原因和直接原因是什么？v直接原因：蛋白质的种类及其多样，体现了不同的性状。直接原因：蛋白质的种类及其多样，体现了不同的性状。v根本原因：根本原因：DNA分子上的脱氧核苷酸的排列顺序不同。分子上的脱氧核苷酸的排列顺序不同。思考和讨论思考和讨论413真核细胞中复制、转录、翻译的比较真核细胞中复制、转录、翻译的比较DNA复制复制转录转录翻译翻译时间时间场所场所模板模板原料原料酶酶能量能量原则原则特点
18、特点产物产物遗传信息遗传信息遗传密码遗传密码生物性状生物性状细胞分裂间期细胞分裂间期细胞核细胞核DNA的两条链均为模板的两条链均为模板四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸DNA聚合酶等聚合酶等ATPA-T、G-C半保留复制半保留复制边解旋边复制边解旋边复制2个子代个子代DNA分子分子生长发育过程生长发育过程细胞核细胞核基因的一条链为模板基因的一条链为模板四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸RNA聚合酶等聚合酶等ATPA-U、T-AG-C ，C-G边解旋边转录边解旋边转录1个信使个信使RNA生长发育过程生长发育过程细胞质细胞质mRNA为模板为模板二十种氨基酸二十种氨基酸特定的酶等特定的酶等ATPmRNA与与tR
19、NA配对配对 A-U, G-C多个特定氨基酸顺序的多个特定氨基酸顺序的蛋白质蛋白质42vDNA的碱基数：的碱基数：mRNA的碱基数：蛋白质中氨基酸数的碱基数：蛋白质中氨基酸数6n:3n:n。4、DNA的碱基数、的碱基数、mRNA的碱基数、蛋白质中氨基酸数的碱基数、蛋白质中氨基酸数三者之家有何数量关系？三者之家有何数量关系？v说明：因为基因中存在又终止密码子等片段，实际上基说明：因为基因中存在又终止密码子等片段，实际上基因（因（DNA）上所含有的碱基数要大于）上所含有的碱基数要大于6n,或氨基酸数目或氨基酸数目小于小于n。因此一般题目中带有。因此一般题目中带有“至少至少”或或“最多最多”字样。字
20、样。nDNA3n3n3n转录转录翻译翻译43小结：小结：基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成1、RNA和和DNA的区别的区别一、遗传信息的转录一、遗传信息的转录2、为什么、为什么RNA适于作为适于作为DNA的信使？的信使？二、遗传信息的翻译二、遗传信息的翻译3、RNA的种类的种类4、遗传信息的转录过程。、遗传信息的转录过程。2、遗传密码、遗传密码1、翻译的定义、翻译的定义3、反密码子、反密码子4、翻译的过程、翻译的过程DNA上的基因上的基因mRNA的的蛋白质的氨基酸序列蛋白质的氨基酸序列 遗传信息遗传信息遗传密码遗传密码生物性状生物性状转录转录翻译翻译441、组成人的核酸的碱基和核苷酸各共
21、有（、组成人的核酸的碱基和核苷酸各共有（ ）A、5、5 B、5、8 C、8、5 D、4、42、组成噬菌体的核酸的碱基和核苷酸各共有（、组成噬菌体的核酸的碱基和核苷酸各共有（ ）A、5、5 B、5、8 C、8、5 D、4、4练习：练习：453、已知一段、已知一段mRNA上有上有12个个A和和G，该，该mRNA上共有上共有30个碱基，那么转录成个碱基，那么转录成mRNA的这一段的这一段DNA分子中应有分子中应有C和和T（ ）A、12 B、18 C、24 D、304、一个双链、一个双链DNA分子中碱基分子中碱基A占占30%，其转录，其转录成的成的mRNA上的上的U为为35%，则，则mRNA上的碱基上
22、的碱基A为（为（ ）A、30% B、35% C、40% D、25%465、某一多肽链共有、某一多肽链共有100个氨基酸，则控制个氨基酸，则控制合成该肽链的基因中的碱基数至少有合成该肽链的基因中的碱基数至少有A、600 B、300 C、297 D、594 基因碱基：基因碱基：mRNA碱基：氨基酸数目碱基：氨基酸数目（双链）（双链） （单链）（单链） 1个密码子个密码子 1个氨基酸个氨基酸 6 3 1476、根据蛋白质中遗传信息传递规律，填写表中、根据蛋白质中遗传信息传递规律，填写表中空白并回答问题空白并回答问题DNA双链双链CAGmRNAAtRNAGAG氨基酸氨基酸丙氨酸丙氨酸A链链B链链C链链
23、D链链1、丙氨酸的密码子是、丙氨酸的密码子是 ，决定合成该氨基，决定合成该氨基酸的酸的DNA上的碱基是上的碱基是 。2、第二个氨基酸是、第二个氨基酸是 ，（查密码表），（查密码表）3、 链为转录的模板链，遗传密码子存链为转录的模板链，遗传密码子存在于在于 链上。链上。TUGCACGTUGC半胱氨酸半胱氨酸ACTGGGCCCCAUCCCGG48DNA复制复制转录转录时间时间场所场所解旋解旋模板模板原料原料酶酶能量能量原则原则特点特点产物产物细胞分裂间期细胞分裂间期生长发育过程生长发育过程细胞核细胞核细胞核细胞核完全解旋完全解旋只解有遗传效应片段只解有遗传效应片段DNA的两条链均为模板的两条链均为
24、模板DNA的一条链为模板的一条链为模板四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸DNA聚合酶等聚合酶等RNA聚合酶等聚合酶等ATPATPA-T、G-CA-U、G-C半保留复制半保留复制边解旋边复制边解旋边复制边解旋边转录边解旋边转录2个子代个子代DNA分子分子1个信使个信使RNA49转录转录翻译翻译场所场所模板模板原料原料条件条件产物产物原则原则细胞核细胞核细胞质的核糖体细胞质的核糖体DNA的一条链的一条链以信使以信使RNA为模板为模板四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸20种氨基酸种氨基酸特定的酶和特定的酶和ATP单链的信使单链的信使RNA特定氨基酸顺特定氨基酸顺序的蛋白质序的蛋白质DNA的一条链的一条链与与mRNA配对配对mRNA与与tRNA配对配对50Thank you!51
