第三章第二節(jié)基因的結(jié)構(gòu)

第三章第二節(jié)基因的結(jié)構(gòu)第1頁，共26頁，2023年，2月20日，星期三2011學(xué)海引航第2頁，共26頁，2023年，2月20日，星期三課標(biāo)定位1.識(shí)記原核細(xì)胞與真核細(xì)胞基因結(jié)構(gòu)的異同。2．了解人類基因組研究的內(nèi)容及意義。第3頁，共26頁，2023年，2月20日，星期三情景導(dǎo)引我國遺傳學(xué)科學(xué)家率先繪制了世界上第一張水稻基因遺傳圖，為水稻基因組計(jì)劃做出了重要貢獻(xiàn)。二倍體水稻體細(xì)胞中有24條染色體。(1)水稻基因組計(jì)劃要研究的DNA分子數(shù)為多少條？(2)要研究果蠅的DNA分子數(shù)應(yīng)為多少？第4頁，共26頁，2023年，2月20日，星期三【我的思考】(1)12條，因水稻無性染色體。(2)3條常染色體加2條性染色體上的DNA，共5條DNA分子。第5頁，共26頁，2023年，2月20日，星期三一、原核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)1．原核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)：包括a_________和b_________。2．特點(diǎn)：_______是連續(xù)的?；A(chǔ)知識(shí)梳理非編碼區(qū)編碼區(qū)編碼區(qū)第6頁，共26頁，2023年，2月20日，星期三3．功能(1)b的功能：____________。(2)a的功能①位于編碼區(qū)的上游和下游，有調(diào)控遺傳信息表達(dá)的核苷酸序列。②最重要的是位于編碼區(qū)上游的___________結(jié)合位點(diǎn)。③不能轉(zhuǎn)錄為____________，即不能編碼_______。4．RNA聚合酶的作用(1)識(shí)別調(diào)控序列中的結(jié)合位點(diǎn)，并與其結(jié)合。(2)催化_____________________。編碼蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)RNA聚合酶DNA轉(zhuǎn)錄為RNA信使RNA第7頁，共26頁，2023年，2月20日，星期三1．真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)：包括a________和b_______。2．特點(diǎn)(1)編碼區(qū)是________、__________。(2)編碼區(qū)都含有若干個(gè)c________和d__________。二、真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)非編碼區(qū)編碼區(qū)間隔的不連續(xù)的外顯子內(nèi)含子第8頁，共26頁，2023年，2月20日，星期三(3)不同的基因所含的c外顯子與d內(nèi)含子數(shù)目不同。思考大腸桿菌和酵母菌基因結(jié)構(gòu)有何相同點(diǎn)？3．功能：與原核細(xì)胞基因的功能相同。【提示】都有編碼區(qū)和非編碼區(qū)。第9頁，共26頁，2023年，2月20日，星期三三、人類基因組研究1．研究對(duì)象：人體DNA分子所攜帶的全部____________。2．單倍體基因組：由24條雙鏈DNA分子組成，包括1～22號(hào)染色體DNA與_______染色體DNA，上邊有30億個(gè)堿基對(duì)，估計(jì)有3～3.5萬個(gè)基因。3．研究目的：分析測定人類基因組的__________。4．主要內(nèi)容：繪制人類基因組的四張圖：遺傳圖、_________、_______和_________。遺傳信息X、Y核苷酸序列物理圖序列圖轉(zhuǎn)錄圖第10頁，共26頁，2023年，2月20日，星期三5．研究意義(1)_____________遺傳病。(2)研究生物的進(jìn)化。(3)推動(dòng)生物高新技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。(4)了解基因表達(dá)的調(diào)控機(jī)制及細(xì)胞的生長、_____和___________的機(jī)制。診斷、治療分化個(gè)體發(fā)育第11頁，共26頁，2023年，2月20日，星期三核心要點(diǎn)突破一、真核細(xì)胞和原核細(xì)胞基因結(jié)構(gòu)的比較第12頁，共26頁，2023年，2月20日，星期三編碼區(qū)組成、作用不間斷、編碼蛋白質(zhì)合成間斷，分為外顯子與內(nèi)含子。外顯子編碼蛋白質(zhì)的合成轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物成熟的RNA初級(jí)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物、經(jīng)加工后才能成為成熟的RNA基因作用儲(chǔ)存、傳遞和表達(dá)遺傳信息，可發(fā)生突變，決定生物性狀同左第13頁，共26頁，2023年，2月20日，星期三1．下列對(duì)基因結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)中，正確的是(

)A．小麥細(xì)胞基因的編碼區(qū)中存在非編碼序列B．花生細(xì)胞基因結(jié)構(gòu)中內(nèi)含子存在于編碼區(qū)，是能編碼蛋白質(zhì)的序列C．金黃色葡萄球菌的基因與RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)位于編碼區(qū)的下游D．乳酸菌與酵母菌基因結(jié)構(gòu)中，都存在外顯子和內(nèi)含子解析：選A。小麥、花生、酵母菌為真核生物，其基因編碼區(qū)是間隔，不連續(xù)的，金黃色葡萄球菌、乳酸菌是原核生物，其基因編碼區(qū)是連續(xù)的。即時(shí)突破第14頁，共26頁，2023年，2月20日，星期三二、DNA、基因、基因的表達(dá)及其之間的數(shù)目關(guān)系1．DNA、基因、基因的表達(dá)(以原核細(xì)胞的基因?yàn)槔?第15頁，共26頁，2023年，2月20日，星期三2．?dāng)?shù)目關(guān)系氨基酸數(shù)目∶mRNA的堿基數(shù)目∶基因(DNA)的堿基數(shù)目＝1∶3∶6(至少)。3．真核生物中氨基酸數(shù)目＜基因中堿基數(shù)/6的原因分析(1)基因結(jié)構(gòu)中存在不能編碼蛋白質(zhì)的非編碼區(qū)。(2)編碼區(qū)中內(nèi)含子部分不能編碼蛋白質(zhì)。(3)外顯子中含有與終止密碼子相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列，而終止密碼子不編碼氨基酸。4．在數(shù)量上外顯子數(shù)量比內(nèi)含子數(shù)量多1個(gè)。5．編碼區(qū)在整個(gè)基因所占比例較小，而具調(diào)控作用的非編碼區(qū)所占比例較大，說明了真核細(xì)胞基因結(jié)構(gòu)及其功能的復(fù)雜性。第16頁，共26頁，2023年，2月20日，星期三即時(shí)突破2．真核細(xì)胞的基因中堿基數(shù)目大于氨基酸數(shù)目6倍的不可能原因是(

)A．非編碼區(qū)不編碼蛋白質(zhì)B．內(nèi)含子不編碼蛋白質(zhì)C．終止密碼子不編碼氨基酸D．起始密碼子不編碼氨基酸第17頁，共26頁，2023年，2月20日，星期三解析：選D。真核基因包括編碼區(qū)和非編碼區(qū)，非編碼區(qū)和編碼區(qū)的內(nèi)含子都不編碼蛋白質(zhì)；編碼區(qū)的外顯子編碼蛋白質(zhì)，其轉(zhuǎn)錄的mRNA中的終止密碼子也不編碼氨基酸，但起始密碼子編碼氨基酸，所以基因的堿基數(shù)除以6并不等于翻譯蛋白質(zhì)分子的氨基酸數(shù)目，而是大于氨基酸數(shù)。第18頁，共26頁，2023年，2月20日，星期三例1經(jīng)典例題透析類型一基因的結(jié)構(gòu)與功能下圖為真核細(xì)胞基因結(jié)構(gòu)的示意圖，屬于編碼序列的部分和變異后會(huì)導(dǎo)致該基因關(guān)閉的部分分別是(

)第19頁，共26頁，2023年，2月20日，星期三A．df，c

B．cdefg，bC．ceg，aD．ceg，h【解析】屬于編碼序列的部分是：編碼區(qū)的外顯子，就是圖中所示ceg。控制該基因表達(dá)的是非編碼區(qū)的RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)，它一旦發(fā)生變異，就會(huì)導(dǎo)致基因不表達(dá)，對(duì)照?qǐng)D中所給結(jié)構(gòu)，應(yīng)是a。【答案】

C第20頁，共26頁，2023年，2月20日，星期三在一個(gè)真核細(xì)胞基因的編碼區(qū)中，有兩個(gè)外顯子和一個(gè)內(nèi)含子，測得一個(gè)外顯子有126個(gè)堿基，另一個(gè)外顯子有180個(gè)堿基，內(nèi)含子有36個(gè)堿基，那么這個(gè)編碼區(qū)的堿基序列最多能編碼的氨基酸個(gè)數(shù)是(

)A．114個(gè)B．57個(gè)C．171個(gè)D．50個(gè)類型二基因結(jié)構(gòu)中的有關(guān)計(jì)算例2第21頁，共26頁，2023年，2月20日，星期三【解析】在真核細(xì)胞基因中，能編碼蛋白質(zhì)的僅是外顯子，內(nèi)含子不參與編碼蛋白質(zhì)，因此有：(126＋180)/6＝51。但由于至少有一個(gè)終止密碼子，所以編碼的氨基酸最多有50個(gè)?！敬鸢浮?/p>

D【題后反思】解答本類題目應(yīng)明確真核細(xì)胞基因結(jié)構(gòu)中編碼區(qū)并非都編碼，即只有外顯子參與編碼蛋白質(zhì)，因此，據(jù)蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)所推出的脫氧核苷酸數(shù)應(yīng)為外顯子中堿基數(shù)而不含內(nèi)含子堿基數(shù)，更不含非編碼區(qū)脫氧核苷酸序列，這也是為什么基因中編碼序列所占比例很小的原因。第22頁，共26頁，2023年，2月20日，星期三類型三人類基因組計(jì)劃例3據(jù)測定，人類基因組共約有32億個(gè)堿基對(duì)，約3.2萬個(gè)基因。估計(jì)測定的24條染色體中基因的堿基對(duì)數(shù)目不超過全部堿基對(duì)的10%。則平均每個(gè)基因最多含堿基對(duì)的數(shù)目是(

)A．1000B．3200C．10000D．32000第23頁，共26頁，2023年，2月20日，星期三【解析】依據(jù)題意，全部基因中堿基對(duì)的數(shù)目最多為3.2×109×10%＝3.2×108(個(gè))，則平均每個(gè)基因最多為3.2×108÷3.2×104＝104(個(gè))?！敬鸢浮?/p>

C【題后反思】通過本題可