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PPT学习教案

1、会计学1 苏教版江苏省南京市东山外语国际学校苏教版江苏省南京市东山外语国际学校 高三生物基因表达高三生物基因表达 染色体染色体DNA 基因基因 脱氧核苷酸脱氧核苷酸 第1页/共42页 基因基因 肤色肤色 眼皮单双眼皮单双 血型血型 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 第2页/共42页 第3页/共42页 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

2、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 第4页/共42页 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

3、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 第5页/共42页 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。 第6页/共42页 8 8、精确性：、精确性： 9 9、复制差错：、复制差错

4、： 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 第7页/共42页 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

5、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分子数分子数 之比为：之比为： 2/（2n22） 2/ 2n DNADNA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 第8页/共42页 第一代第一代 第二代第二代 第三代第三代 第四代第四代 第9页/共42页 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) 第10页/共42页 右

6、图表示用某生物的一个右图表示用某生物的一个DNADNA分子和分子和 标记放射性同位素标记放射性同位素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分子的分子的 过程，据图回答：过程，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表示表示 以母链为模板，进行以母链为模板，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分子分子 的的 为复制

7、为复制 提供了精确的模板。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解旋；催化合成与母链互补的子 链链 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 第11页/共42页 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链的碱基序链的碱

8、基序 列相同吗？列相同吗？ （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 第12页/共42页 . .将大肠杆菌放在含有同位素将大肠杆菌放在含有同位素15 15N N培养基中培养若干代后，细菌 培养基中培养若干代后，细菌DNADNA 所有氮均为所有氮均为15 15N N，它比 ，它比14 14N N分子密度大。然后将 分子密度大。然后将DNADNA被被15 15N N标记的大肠 标记的大肠 杆菌再移到杆菌再移到14 14N N的培养基中培养，每隔 的培

9、养基中培养，每隔4 4小时（相当于分裂繁殖一小时（相当于分裂繁殖一 代的时间）取样一次，测定其不同世代细菌代的时间）取样一次，测定其不同世代细菌DNADNA的密度。实验结果的密度。实验结果 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

10、 （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、 、15 15N N 1/81/8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。 第13页/共42页 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？ RNA DNA 问题：为什么问题：为什么RNA适于作适于作DNA的信使？的

11、信使？ 第14页/共42页 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

12、，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 第15页/共42页 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) 第16页/共42页 ( (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RNARNA 1.概念概念 ： TCATG A TT A AG T AC A A A T DNADNA的平面结构图的平面结构图 产物

13、：产物：mRNA tRNA rRNAmRNA tRNA rRNA 第17页/共42页 AG T AC A A A T A G C U G A C G G U U U 解解 旋旋 第18页/共42页 AG T AC A A A T A G C U G A C G G U U U RNA RNA 聚合酶聚合酶 第19页/共42页 AG T AC A A A T A G C G A C G G U U U U 第20页/共42页 AG T AC A A A T A G C G A C G G U U U U 第21页/共42页 AG T AC A A A T G C G A C G G U U U

14、U A 第22页/共42页 AG T AC A A A T G C G A C G U U GU UA 第23页/共42页 AG T AC A A A T G C G A C G U GU UAU 第24页/共42页 AG T AC A A A T G C G A C G GU UAU U 第25页/共42页 AG T AC A A A T G C G A C G GU UAU UA 第26页/共42页 AG T AC A A A T G C G C G GU UAU UA U 第27页/共42页 AG T AC A A A T G G C G GU UAU UA U C 第28页/共42页

15、AG T AC A A A T G G C G GU UAU UA U C mRNA 第29页/共42页 a. 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RNARNA b. DNA与RNA的的碱基互补配对碱基互补配对：AUAU ; TA ; TA； CGCG； GCGC c. 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

16、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 ： 第30页/共42页 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，）假说。当时， 伽

17、莫夫很得意，他将伽莫夫很得意，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 4 1616 6464 第31页/共42页 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

18、有多少种? ? UCAUG A UUA mRNAmRNA 密码子密码子密码子密码子密码密码 子子 第32页/共42页 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UCAG U 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 U C A G C 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

19、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 U C A G A 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 U C A G G 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

20、酸 甘氨酸甘氨酸 甘氨酸甘氨酸 U C A G 1.201.20种氨基酸的密码子种氨基酸的密码子 第33页/共42页 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，又是起始密起始密 码码 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 第34页/共42页 反密码子反密码子 mRNAmRNA U GC A U A CCGA U U AU 第35页/共42页 核糖体核糖体核糖体核糖体核糖体核糖体 U AU C G u C U G G G A U A C GGCAAUACAGUCACCGGAU mRNA U A C C G u G G A C U G 多肽链多肽链 第36页/共42页 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为模板为模板 合合 成具有一定氨基酸