三基因的表達(dá)理科

1、三 基因的表達(dá)1問題一：在現(xiàn)實(shí)生活中，我們能不能像電影侏羅紀(jì)公園中描述的那樣，利用恐龍的DNA，使恐龍復(fù)活呢？ 問題二：如果能利用恐龍的DNA使恐龍復(fù)活，你認(rèn)為主要要解決什么問題？ 電影侏羅紀(jì)公園中恐龍復(fù)活的場(chǎng)景第四章的章圖 請(qǐng)同學(xué)們閱讀章圖中的文字和圖解，你們看懂了什么，又產(chǎn)生了哪些問題。一 基因膚色眼皮單雙血型基因有遺傳效應(yīng)的DNA片段控制生物性狀在染色體上呈線性排列一、什么是基因？ 基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段，是決定生物性狀的基本單位。 1.基因和染色體的關(guān)系 基因在染色體上，并且在染色體呈線性排列，染色體是基因的主要載體。果蠅某一條染色體上的幾個(gè)基因2.基因與DNA的關(guān)系： 整個(gè)D

2、NA分子中都是由基因構(gòu)成的嗎？基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。DNA蛋白質(zhì)+具有遺傳效應(yīng)的DNA片段，是遺傳的功能和結(jié)構(gòu)單位，基因中堿基對(duì)的排列順序代表遺傳信息。一個(gè)DNA分子上有多個(gè)基因。擬核、線粒體和葉綠體中也有基因主要載體呈線性排列染色體組成成分基因含有基因、DNA、染色體的關(guān)系脫氧核苷酸基本單位基因控制生物性狀指導(dǎo)合成蛋白質(zhì)體現(xiàn)者基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的過程，叫基因的表達(dá)。問題：基因是怎樣指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成呢？二 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成1.DNA主要存在哪里？2.蛋白質(zhì)在哪里合成？DNA主要在細(xì)胞核蛋白質(zhì)的合成在細(xì)胞質(zhì)(核糖體)進(jìn)行指導(dǎo)通過RNA問題： 2、為什么RNA適于做DNA的信使呢？ 1

3、、DNA在細(xì)胞核中，而蛋白質(zhì)合成是在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行的，兩者如何聯(lián)系起來的呢？ 如何解讀DNA的信息呢？遺傳信息的轉(zhuǎn)錄1、RNA與DNA的區(qū)別核糖脫氧核糖P脫氧核糖TP核糖U尿嘧啶比較RNA與DNA結(jié)構(gòu)的不同 比較項(xiàng)目DNARNA結(jié) 構(gòu)基本單位五碳糖含氮堿基功能主要存在部位脫氧(核糖)核苷酸核糖核苷酸脫氧核糖核 糖A T C GA U C G通常雙鏈一般單鏈細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)遺傳信息的儲(chǔ)存、傳遞、表達(dá)APCPGPTPGPCPAPDNA RNAUPRNA的種類信使 RNA mRNA核糖體 RNA rRNA 轉(zhuǎn)運(yùn) RNA tRNA 2、RNA的類型信使RNA（m RNA）：轉(zhuǎn)錄遺傳信息，翻譯的 模板，即傳遞

4、遺傳信息的作用。轉(zhuǎn)運(yùn)RNA （t RNA ）：識(shí)別密碼子，運(yùn)輸特定 氨基酸，呈三葉草型結(jié)構(gòu)。核糖體RNA （r RNA ）：核糖體的組成成分。 2、為什么RNA適于做DNA的信使呢？ 它也是由基本單位核苷酸連接而成，由核糖、磷酸、堿基共同組成核苷酸，它也能儲(chǔ)存遺傳信息。 在RNA與DNA的關(guān)系中，也遵循“堿基互補(bǔ)配對(duì)原則”，因RNA中沒有T，DNA中沒有U，所以當(dāng)RNA與DNA有關(guān)系時(shí)，U與A配對(duì)。 RNA一般是單鏈，而且比DNA短，因此能夠通過核孔，從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中。 3、RNA適于做DNA的信使的原因：DNA的遺傳信息是怎樣傳給mRNA的呢？轉(zhuǎn)錄的定義： 轉(zhuǎn)錄的場(chǎng)所： 轉(zhuǎn)錄的模板：

5、轉(zhuǎn)錄的原料： 轉(zhuǎn)錄的條件： 轉(zhuǎn)錄時(shí)的堿基配對(duì)轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物： 4、轉(zhuǎn)錄（8）遺傳信息傳遞的方向 4、轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄的定義：在細(xì)胞核中，以DNA的一條鏈為模板，合成mRNA的過程。轉(zhuǎn)錄的場(chǎng)所：細(xì)胞核。轉(zhuǎn)錄的模板：DNA分子的一條鏈。轉(zhuǎn)錄的原料：四種核糖核苷酸。轉(zhuǎn)錄的條件：模板、原料、能量、酶。轉(zhuǎn)錄時(shí)的堿基配對(duì)：轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物：mRNA。DNARNAATCGUAGCGC、CG、TA、AU（8）遺傳信息傳遞的方向： DNAmRNAAG T AC AA A T AGCUGACGGUUU轉(zhuǎn)錄的過程游離的核糖核苷酸AG T AC AA A T AGCUGACGGUUURNA 聚合酶AG T AC AA A T AGCG

6、ACGGUUUUAG T AC AA A T AGCGACGGUUUUAG T AC AA A T GCGACGGUUUUAAG T AC AA A T GCGACGUUGUUAAG T AC AA A T GCGACGUGUUAUAG T AC AA A T GCGACGGUUAUUAG T AC AA A T GCGACGGUUAUUAAG T AC AA A T GCGCGGUUAUUAUAG T AC AA A T GGCGGUUAUUAUCAG T AC AA A T GGCGGUUAUUAUCmRNA1、DNARNA如何轉(zhuǎn)錄，特點(diǎn)是什么？ 問題： 2、轉(zhuǎn)錄的單位是什么？3、DNA的

7、兩條鏈都能轉(zhuǎn)錄嗎？ 4、DNA鏈完全解開嗎？5、在轉(zhuǎn)錄過程中堿基互補(bǔ)配對(duì)原 則有什么特殊情況？ 思考與討論： 1、轉(zhuǎn)錄與DNA復(fù)制有什么共同之處？這對(duì)保證遺傳信息的準(zhǔn)確轉(zhuǎn)錄有什么意義？ 2、轉(zhuǎn)錄成的RNA的堿基序列，與作為模板的DNA單鏈的堿基序列有哪些異同？與該DNA的另一條鏈的堿基序列有哪些異同？復(fù) 制轉(zhuǎn) 錄場(chǎng) 所細(xì)胞核細(xì)胞核解 旋完全解旋只解有遺傳效應(yīng)的片段模 板DNA的兩條鏈只有DNA的一條鏈原 料四種脫氧核苷酸四種核糖核苷酸酶DNA解旋酶、 DNA聚合酶RNA聚合酶能 量ATPATP堿基配對(duì)AT CG TA GCAU GC TA CG產(chǎn) 物子代DNAmRNA、tRNA、rRNA小結(jié)：

8、課堂練習(xí)： 1構(gòu)成人體的核酸有兩種，構(gòu)成核酸的基本單位 核苷酸有多少種？堿基有多少種？ A2種 4種 B4種 4種 C5種 5種 D8種 5種D 2細(xì)胞內(nèi)與遺傳有關(guān)的物質(zhì)，從復(fù)雜到簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu) 層次是 ADNA染色體脫氧核苷酸基因 B染色體脫氧核苷酸DNA基因 CDNA染色體基因脫氧核苷酸 D染色體DNA基因脫氧核苷酸D3下列哪一組物質(zhì)是RNA的組成成分 A脫氧核糖核酸和磷酸 B脫氧核糖、堿基和磷酸 C核糖、堿基和磷酸 D核糖、嘧啶和核酸4DNA分子的解旋發(fā)生在 過程中 A復(fù)制 B轉(zhuǎn)錄 C翻譯 D復(fù)制和轉(zhuǎn)錄CD5果蠅的遺傳物質(zhì)由 種核苷酸組成 A2 B4 C5 D8B6一個(gè)DNA分子可以轉(zhuǎn)錄出多

9、少種多少個(gè) mRNA A一種一個(gè) B一種多個(gè) C多種多個(gè) D無數(shù)種無數(shù)個(gè)C7煙草、煙草花葉病毒、T2噬菌體中含有 的物質(zhì)，下列敘述正確的是 A核酸的種類依次是2、1、2 B核苷酸的種類依次是8、5、4 C五碳糖的種類依次是2、2、1 D含N堿基的種類依次是5、4、4D8mRNA上有25的腺嘌呤，35的尿嘧 啶，則轉(zhuǎn)錄該mRNA的DNA分子上腺嘌 呤占?jí)A基總數(shù)的 A50% B25%C30%D35%C遺傳信息的翻譯1、概念： 游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸，就以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。問題： 轉(zhuǎn)錄得到的RNA仍是堿基序列，而不是蛋白質(zhì)。那么，RNA上的堿基序列如何能變成蛋白

10、質(zhì)中氨基酸的種類、數(shù)量和排列順序呢？mRNA：堿基的數(shù)量排列順序種類蛋白質(zhì)：氨基酸的數(shù)量排列順序種類決定決定決定?種?種4種20種討論：至少要多少個(gè)堿基的不同排列順序才能夠 決定20種不同的氨基酸？一個(gè)堿基決定一個(gè)氨基酸，41 = 4二個(gè)堿基決定一個(gè)氨基酸，42 = 16三個(gè)堿基決定一個(gè)氨基酸，43 = 642、堿基與氨基酸的對(duì)應(yīng)關(guān)系UCAUGAUUAmRNA 密碼子 密碼子 密碼子3、密碼子 密碼子：mRNA上決定一個(gè)氨基酸的三個(gè)相鄰的 堿基第一位堿基第二位堿基第三位堿基UCAGU苯丙氨酸苯丙氨酸亮氨酸亮氨酸絲氨酸絲氨酸絲氨酸絲氨酸酪氨酸酪氨酸終止終止半胱氨酸半胱氨酸終止色氨酸UCAGC亮氨

11、酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸組氨酸組氨酸谷氨酰氨谷氨酰氨精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸UCAGA異亮氨酸異亮氨酸異亮氨酸甲硫氨酸(起始)蘇氨酸蘇氨酸蘇氨酸蘇氨酸天門冬酰氨天門冬酰氨賴氨酸賴氨酸絲氨酸絲氨酸精氨酸精氨酸UCAGG纈氨酸纈氨酸纈氨酸纈氨酸(起始)丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸天門冬氨酸天門冬氨酸谷氨酸谷氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸UCAG密碼子表UUAGAUAUCmRNA 遺傳密碼共64個(gè)，能決定氨基酸的遺傳密碼只有61個(gè)。有3個(gè)終止密碼子，沒有對(duì)應(yīng)的氨基酸。有2個(gè)起始密碼子，有對(duì)應(yīng)的氨基酸。 一個(gè)密碼子決定一個(gè)特定的氨基酸。 一種氨基酸可有一個(gè)或多個(gè)密碼子。（在一定程度上能防

12、止由于堿基的改變而導(dǎo)致的遺傳信息的改變。） 4、遺傳密碼的特性通用性：幾乎所有的生物共用一套密碼子。思考與討論： 1、已知一段mRNA的堿基序列是AUGGAAGCAUGUCCGAGCAAGCCG，你能寫出對(duì)應(yīng)的氨基酸序列嗎？ 2、地球上幾乎所有的生物體都共用上述密碼子表。根據(jù)這一事實(shí)，你能想到什么？ 3、從密碼子表中可以看到，一種氨基酸可能有幾個(gè)密碼子，這一現(xiàn)象稱做密碼的簡(jiǎn)并。你認(rèn)為密碼的簡(jiǎn)并對(duì)生物體的生存發(fā)展有什么意義？問題：mRNA如何將信息翻譯成蛋白質(zhì)？ 5、翻譯的過程轉(zhuǎn)移RNA(tRNA)注：每種轉(zhuǎn)移RNA只能識(shí)別并轉(zhuǎn)移1種氨基酸。AUGGAUAUCmRNA？甲硫氨酸CUA反密碼子核糖

13、體tRNA作用UCAUGAUUAmRNA 細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)中的mRNAUCAUGAUUAAAU 亮氨酸ACU 天門冬酰氨 核糖體mRNA 與核糖體結(jié)合UCAUGAUUAAAU 亮氨酸ACU 天門冬酰氨 tRNA 上的反密碼子與 mRNA上的密碼子互補(bǔ)配對(duì) .UCAUGAUUAAAU 亮氨酸ACU 天門冬酰氨AUG 異亮氨酸 tRNA 將氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)到 mRNA上的 相應(yīng)位置 UCAUGAUUAAAU 亮氨酸ACU 天門冬酰氨AUG 異亮氨酸 兩個(gè)氨基酸分子縮合脫水縮合UCAUGAUUAAAU 亮氨酸ACU 天門冬酰氨AUG 異亮氨酸 核糖體隨著mRNA滑動(dòng)，另一個(gè)tRNA上的堿基與mRNA上的密碼子

14、配對(duì)。 UCAUGAUUA 亮氨酸ACU 天門冬酰氨AUG 異亮氨酸 一個(gè)個(gè)氨基酸分子縮合成鏈狀結(jié)構(gòu)UCAUGAUUA 亮氨酸ACU 天門冬酰氨AUG 異亮氨酸 tRNA離開，再去轉(zhuǎn)運(yùn)新的氨基酸UCAUGAUUA 亮氨酸 天門冬酰氨 異亮氨酸以mRNA為模板形成了有一定氨基酸順序的肽鏈（蛋白質(zhì)）UCU谷氨酸 核糖體AG T AC AA A T UCAUGUUUAUCU谷氨酸AAGUGAAAGmRNAUAC甲硫氨酸連續(xù)過程：AAGUGAAAGmRNA脫水縮合UCU谷氨酸UAC甲硫氨酸UCU谷氨酸AG T AC AA A T UCAUGUUUA連續(xù)過程：小結(jié)：場(chǎng)所：產(chǎn)物：模板：原料：條件：細(xì)胞質(zhì)（

15、核糖體）mRNA蛋白質(zhì)氨基酸ATP、酶、轉(zhuǎn)運(yùn)RNA（tRNA）堿基互補(bǔ)配對(duì)：GC、CG、UA、AU遺傳信息流動(dòng)：mRNA蛋白質(zhì)基因控制蛋白質(zhì)合成的過程DNA的遺傳信息mRNA的遺傳信息蛋白質(zhì)的氨基酸排列順序轉(zhuǎn)錄翻譯數(shù)量氨基酸數(shù)：1堿基數(shù)：3堿基數(shù)：6：DNA（基因）mRNA蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄翻譯復(fù)制復(fù)制逆轉(zhuǎn)錄(三)、遺傳信息流中心法則 遺傳信息可以從DNA流向DNA，即完成DNA的自我復(fù)制過程；遺傳信息也可以從DNA流向RNA，進(jìn)而流向蛋白質(zhì)，即完成遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程。 在某些病毒中，RNA也可以自我復(fù)制，并且還發(fā)現(xiàn)在一些病毒蛋白質(zhì)的合成過程中，RNA可以在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下合成DNA。(四)、基

16、因?qū)π誀畹目刂?、基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，從而控制生物的性狀。如；酪氨酸酶與白化病。 食物中的蛋白質(zhì)經(jīng)消化、吸收和水解后產(chǎn)生出苯丙氨酸，首先苯丙氨酸在(1)苯丙氨酸羥化酶的作用下變成酪氨酸，然后酪氨酸轉(zhuǎn)化為3，4雙羥苯丙氨酸，3，4雙羥苯丙氨酸在(2)酪氨酸酶的作用下，可以生成黑色素。酪氨酸酶 苯丙氨酸羥化酶2、基因通過控制蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)來直接影響性狀。 例如：鐮刀型細(xì)胞貧血癥轉(zhuǎn) 錄翻 譯定 義在細(xì)胞核中，以DNA的一條鏈為模板合成mRNA的過程以mRNA為模板，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程場(chǎng) 所細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)的核糖體模 板DNA的一條鏈信使RNA信息傳遞的方向DNAmRN

17、AmRNA蛋白質(zhì)原 料含A、U、C、G的4種核苷酸合成蛋白質(zhì)的20種氨基酸產(chǎn) 物信使RNA有一定氨基酸排列順序的蛋白質(zhì)實(shí) 質(zhì)是遺傳信息的轉(zhuǎn)錄是遺傳信息的表達(dá)復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的比較比較項(xiàng)目復(fù)制 轉(zhuǎn)錄 翻譯場(chǎng) 所 細(xì)胞核 細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)模 板DNA的兩條鏈DNA的一條鏈 mRNA酶解旋酶，DNA聚合酶等解旋酶，RNA聚合酶等多種酶能 量 ATP ATPATP原 料4種脫氧核苷酸4種核糖核苷酸氨基酸產(chǎn) 物子代DNA mRNA 多肽鏈堿基配對(duì)A-T T-AG-C C-GA-U T-AG-C C-GA-U U-AG-C C-G課堂練習(xí)： 1DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯分別形成 ADNA、RNA、蛋白質(zhì) BRNA、DNA、多肽 CRNA、DNA、核糖體 DRNA、DNA、蛋白質(zhì)A 2遺傳密碼位于 A蛋白質(zhì)分子上 BDNA分子上 CRNA分子上 D信使RNA分子上D3. 某基因中含有1200個(gè)堿基，則由它控制合成的一條肽鏈的最多含有肽鍵的個(gè)數(shù)是 ( ) A198個(gè) B199個(gè) C200個(gè) D201個(gè)B基因中堿基數(shù)：mRNA中堿基數(shù)：蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)6 ： 3 ： 16一條多肽鏈中有氨基酸1000個(gè)，則作為合成 該多肽的模板信使RNA和用來轉(zhuǎn)錄信使RNA 的DNA分子分別至少要有堿基多少個(gè)