第六课遗传与变异 ppt课件

1、第六课 遗传与变异第三课时第三课时基因的表达基因的表达要点、疑点、难点基因的概念基因的概念1 基因的概念与构造基因的概念与构造要点、疑点、难点原核细胞的基因构造原核细胞的基因构造原核细胞的基因是由成百上千个核苷酸对组成的。组成基因的核苷酸序列可原核细胞的基因是由成百上千个核苷酸对组成的。组成基因的核苷酸序列可以分为不同的区段。在基因表达的过程中，不同区段所起的作用并不一样。以分为不同的区段。在基因表达的过程中，不同区段所起的作用并不一样。有的区段可以转录为相应的信使有的区段可以转录为相应的信使RNA，进而指点蛋白质的合成，也就是说可，进而指点蛋白质的合成，也就是说可以编码蛋白质，这样的区段叫做

2、编码区。有的区段不能转录为信使以编码蛋白质，这样的区段叫做编码区。有的区段不能转录为信使RNA，也，也就是说不能编码蛋白质，这样的区段叫做非编码区。非编码区是由编码区上就是说不能编码蛋白质，这样的区段叫做非编码区。非编码区是由编码区上游和编码区下游的游和编码区下游的DNA序列组成的。非编码区虽然不能编码蛋白质，但是对序列组成的。非编码区虽然不能编码蛋白质，但是对于遗传信息的表达是不可短少的。这是由于在非编码区上，有调控遗传信息于遗传信息的表达是不可短少的。这是由于在非编码区上，有调控遗传信息表达的核苷酸序列。表达的核苷酸序列。 基因的构造基因的构造要点、疑点、难点真核细胞的基因也是由编码区和非

3、编码区两部分组成的，在非编码区上，同真核细胞的基因也是由编码区和非编码区两部分组成的，在非编码区上，同样有调控作用的核苷酸序列，但是真核细胞的基因构造要比原核细胞的基因样有调控作用的核苷酸序列，但是真核细胞的基因构造要比原核细胞的基因构造复杂。与原核细胞比较，真核细胞基因构造的主要特点是：编码区是间构造复杂。与原核细胞比较，真核细胞基因构造的主要特点是：编码区是间隔的、不延续的。也就是说，可以编码蛋白质的序列被不可以编码蛋白质的隔的、不延续的。也就是说，可以编码蛋白质的序列被不可以编码蛋白质的序列分隔开来，成为一种断裂的方式。其中，可以编码蛋白质的序列叫做外序列分隔开来，成为一种断裂的方式。其

4、中，可以编码蛋白质的序列叫做外显子，普通不可以编码蛋白质的序列叫做内含子。显子，普通不可以编码蛋白质的序列叫做内含子。 真核细胞的基因构造真核细胞的基因构造基因的构造基因的构造要点、疑点、难点原核细胞基因和真核细胞基因的区别原核细胞基因和真核细胞基因的区别 原核细胞原核细胞真核细胞真核细胞组组 成成由编码区和非编码区两部分组成由编码区和非编码区两部分组成特特 点点编码区不间隔编码区不间隔编码区间隔、不连续编码区间隔、不连续外显子外显子/内含子内含子编码序列占比例较小编码序列占比例较小要点、疑点、难点2 人类基因组方案人类基因组方案 人类基因组包括构成人类基因组包括构成24条染色体不同的条染色体

5、不同的24个个DNA分子。人类基因组方案最根本的义分子。人类基因组方案最根本的义务是搞清楚每个务是搞清楚每个DNA分子中碱基陈列顺序。主要内容是绘制四张图，即遗传分子中碱基陈列顺序。主要内容是绘制四张图，即遗传(连锁连锁)图、图、物理图、物理图、DNA序列图和转录图。序列图和转录图。(1)遗传图遗传图 遗传图是指基因或遗传图是指基因或DNA标志标志(如多肽性遗传标志如多肽性遗传标志)在染色体上以遗传间隔表示相在染色体上以遗传间隔表示相对位置的图，又称为连锁图。对位置的图，又称为连锁图。(2)物理图物理图 物理图指表示物理图指表示DNA序列上序列上DNA标志之间实践间隔的图。通常由标志之间实践间

6、隔的图。通常由DNA的限制酶的限制酶片段或克隆的片段或克隆的DNA片段有序陈列而成。标志之间的物理间隔以片段有序陈列而成。标志之间的物理间隔以DNA上核苷酸数目的多少上核苷酸数目的多少(kb表示千碱基对，表示千碱基对，Mb表示百万碱基对表示百万碱基对)来表示。物理图是进展来表示。物理图是进展DNA序列分析和基因组织序列分析和基因组织构造研讨的根底。物理图反映了构造研讨的根底。物理图反映了DNA标志之间的实践间隔，而遗传图那么反映标志之间的实践间隔，而遗传图那么反映DNA标志标志之间的连锁关系。之间的连锁关系。(3)序列图序列图 序列图是指整个人类基因组的核苷酸序列图，也是最详尽的物理图。测定的

7、序列图是指整个人类基因组的核苷酸序列图，也是最详尽的物理图。测定的总长度约为总长度约为1m。由。由30亿个核苷酸对组成的序列图就是人类基因组方案原定亿个核苷酸对组成的序列图就是人类基因组方案原定2019年要完成年要完成的义务。的义务。2000年年6月，六国科学家已向全世界宣布月，六国科学家已向全世界宣布“人类基因组草图的绘制任务曾经完人类基因组草图的绘制任务曾经完成。成。(4)转录图转录图 在整个人类基因组中，只需在整个人类基因组中，只需1%5%的的DNA序列为编码序列。在人体某一特序列为编码序列。在人体某一特定组织的细胞中，普通只需定组织的细胞中，普通只需0.1%的基因可以表达。的基因可以表

8、达。 要点、疑点、难点2 人类基因组方案人类基因组方案 人的人的10万个基因，编码序列为万个基因，编码序列为1亿碱基对，仅占整个基因组的亿碱基对，仅占整个基因组的3%。除知部分非编。除知部分非编码序列对基因活动起调理作用，或参与染色体构造构成及其复制外，大多数非编码序码序列对基因活动起调理作用，或参与染色体构造构成及其复制外，大多数非编码序列的功能还不清楚。列的功能还不清楚。 人们预测，搞清楚这些序列的功能，将能够使一些生物学艰苦问题得到处理。众人们预测，搞清楚这些序列的功能，将能够使一些生物学艰苦问题得到处理。众所周知：对于发育来说，包含着一系列基因的表达过程，而更为重要的在于这些过程所周知

9、：对于发育来说，包含着一系列基因的表达过程，而更为重要的在于这些过程彼此之间在时空上的严密联络和配合。受精卵之所以能发育成完好的个体，就是由于彼此之间在时空上的严密联络和配合。受精卵之所以能发育成完好的个体，就是由于与发育有关的各基因都是处在复杂的调控机制之下，一定的基因总是在一定的时空序与发育有关的各基因都是处在复杂的调控机制之下，一定的基因总是在一定的时空序列中被活化或受妨碍，一些科学家以为，对人和其他动物基因组列中被活化或受妨碍，一些科学家以为，对人和其他动物基因组DNA全序列的比较研全序列的比较研讨，将发现更新的调控序列，从而搞清楚发育的遗传程序。对进化中的一些问题也有讨，将发现更新的

10、调控序列，从而搞清楚发育的遗传程序。对进化中的一些问题也有望得到答案，基因组任务的完成将成为生物学的一座里程碑而载入史册。望得到答案，基因组任务的完成将成为生物学的一座里程碑而载入史册。 要点、疑点、难点3 基因的表达基因的表达RNA的组成元素的组成元素RNA的构造与分类的构造与分类RNA的与的与DNA的比较的比较复制、转录与翻译的比较复制、转录与翻译的比较遗传信息与遗传密码遗传信息与遗传密码中心法那么中心法那么DNA基因基因RNA蛋白质性状蛋白质性状转录转录翻翻 译译逆转录逆转录遗传信息遗传信息遗传密码遗传密码基因中脱氧核苷酸的陈列顺序基因中脱氧核苷酸的陈列顺序信息信息RNA中核糖核苷酸的陈

11、列顺序。常以三个邻的碱基中核糖核苷酸的陈列顺序。常以三个邻的碱基决议一个氨基酸决议一个氨基酸C、H、O、N、P要点、疑点、难点组成元素组成元素核糖核苷酸核糖核苷酸RNAmRNA信使信使RNA指点蛋白质合成指点蛋白质合成tRNA转运转运RNA 运载氨基酸运载氨基酸rRNA核糖体核糖体RNA参与核糖体构成参与核糖体构成C、H、O、N、P根本单位根本单位核糖核糖磷酸磷酸含含N碱基碱基嘌呤嘌呤嘧啶嘧啶腺嘌呤腺嘌呤A鸟嘌呤鸟嘌呤G胞嘧啶胞嘧啶C尿嘧啶尿嘧啶U要点、疑点、难点构造构造DNARNA根本单位根本单位碱碱基基五碳糖五碳糖无机酸无机酸嘌呤嘌呤嘧啶嘧啶无机酸无机酸规那么的双螺旋构造规那么的双螺旋构造

12、脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸腺嘌呤腺嘌呤A胞嘧啶胞嘧啶C脱氧核糖脱氧核糖磷酸磷酸鸟嘌呤鸟嘌呤G腺嘌呤腺嘌呤A 鸟嘌呤鸟嘌呤G胸腺嘧啶胸腺嘧啶T胞嘧啶胞嘧啶C尿嘧啶尿嘧啶U核糖核糖磷酸磷酸核糖核苷酸核糖核苷酸通常呈单链通常呈单链要点、疑点、难点时期时期复制复制转录转录翻译翻译场所场所原资料原资料模板模板其它条件其它条件最后结果最后结果细胞分裂间期细胞分裂间期细胞核细胞核脱氧核苷酸脱氧核苷酸DNA酶、酶、ATP两个两个DNA分子分子蛋白质合成蛋白质合成细胞核细胞核核糖核苷酸核糖核苷酸DNA酶、酶、ATP一个一个RNA分子分子蛋白质合成蛋白质合成核糖体核糖体氨基酸氨基酸信息信息RNA酶、酶、ATP一

13、条多肽链一条多肽链要点、疑点、难点3 基因的表达基因的表达以蛋白质合成有关的计算以蛋白质合成有关的计算DNARNA蛋白质蛋白质1366n3nn遗传信息遗传信息遗传密码遗传密码碱基数碱基数碱基数碱基数氨基酸数氨基酸数肽键数肽键数n-m0课前热身1基因是有 的DNA片段。2假设DNA的一条模板链的碱基陈列顺序是ACGCTAGCA，那么与它互补的另一条链的碱基顺序是 ；转录成的信使RNA的碱基顺序是 ；它能决议 3 个氨基酸，有 3 个密码子。3如图是转录过程：DNAATGRNAUAC该图中有 个核苷酸；有 种核酸；有 5 种碱基；该过程是在 中进展的。遗传效应、 TGCGATCGT、 UGCGAU

14、CGU、6、6、细胞核课前热身4密码子是指信使RNA上决议一个氨基酸的三个相邻的碱基，能决议氨基酸的密码子有 个，密码子能决议氨基酸 种。5氨基酸个数(m)、肽链条数(n)、肽键个数、脱去水分子数目的关系是。6DNA(基因)的碱基个数(m)、mRNA的碱基个数(n)、氨基酸分子的个数之间的关系是 。61、20、肽键数=脱去水与子数=m-n 、 631 才干、思想、方法【例1】 知一个蛋白质分子由2条肽链组成，衔接蛋白质分子中氨基酸的肽键共有198个，翻译成这个蛋白质分子的mRNA中有A和G共200个，那么转录成信使RNA的DNA分子中，最少有C和T多少个( )A 400 B 200 C 600

15、 D 800C【解析】 (1)蛋白质分子中的氨基酸数目等于肽键数加上肽链条数，计算得出组成该蛋白质氨基酸为200个。至少的意思是不思索终止密码子，所以DNA分子中6个碱基(三个碱基对)决议一个氨基酸，即有1200个碱基；(2)根据碱基配对原那么可知，A+GC+T50%，故C+T600个；(3)假设按题意中mRNA的G+A200来计算，就会大大影响计算速度，因此要学会判别哪些条件是可以利用的，哪些条件是要摒弃的，这对才干的构成非常重要。假设将题中问法改为“DNA的非信息链中A+G至少有多少个?可做如下分析：我们知道，转录过程是以DNA的一条链作为模板，按照碱基配对原那么构成mRNA的过程，模板链

16、即为信息链(也称有意义链)，每条链中含碱基为600个，那么有意义链中的T+C600-200400(个)，有意义链的T+C正是链中的A+G，所以答案为A才干、思想、方法【例2】 下表是DNA控制蛋白质合成的过程，分析回答：DNA片段： TAG(基因)ATC信使RNA：UAG转运RNA：AUC氨基酸： (1)图中标出的碱基符号，包括了 种核苷酸。(2)在DNA双链中， 链为转录链；遗传信息存在于 链上；遗传密码(密码子)存在于 链上。(3)知胰岛素含有51个氨基酸，由两条链组成。控制合成胰岛素的基因至少应含有 个脱氧核苷酸。 【答案】 (1)8 (2)， (3)306 才干、思想、方法【解析】 此

17、题主要调查基因控制蛋白质的合成过程，以及DNA、基因、信使RNA、转运RNA、密码子之间的关系。(1)DNA两条链包括4种碱基，含4种脱氧核苷酸。RNA也包括了4种碱基，含4种核苷酸，共8种核苷酸。(2)可以与信使RNA碱基配对的转录链是，其上脱氧核苷酸的陈列顺序代表遗传信息，信使RNA上核糖核苷酸的陈列顺序代表遗传密码。(3)基因的6个碱基决议信使RNA的3个碱基，决议1个氨基酸。由此得知，合成含51个氨基酸的蛋白质，基因中脱氧核苷酸数(碱基数)为651306个(默许不思索终止密码)。 才干、思想、方法【例3】 以下图为人体内蛋白质合成的一个过程。据图分析并回答：(1)图中所合成多肽链的原料

18、来自 和 。(2)图中所示属于基因控制蛋白质合成过程中的 步骤，该步骤发生在细胞的部分。(3)该过程不能够发生在( )A神经细胞 B肝细胞C成熟的红细胞 D脂肪细胞【解析】 该题调查基因控制蛋白质合成过程，图示为翻译过程，以信使RNA为模板，以转运RNA为运载工具，按照碱基互补配对原那么，构成具有一定氨基酸顺序的蛋白质，成熟的红细胞不再合成蛋白质(缘由是无核，不能控制蛋白质的合成过程)【答案】 (1)食物 人体本身的合成 (2)翻译 细胞质(或核糖体) (3)C才干、思想、方法【例4】 2000年6月26日，科学家公布了人类基因组草图，这是人类基因组研讨的重要成果。这一成果被誉为“人类天书的破

19、译，是人类科学史上的重要里程碑。继2000年6月26日公布“人类基因组草图以后，经过几个月的努力，科学家于2019年2月12日宣布，人类基因组共约有32亿对碱基，包含了大约34万个基因。这标志着人类基因组研讨任务获得了本质进展，为破译生命之谜奠定了坚实的根底。这套人类的“生命天书共24“本，组成该“书的文字有四种“笔画，每两个笔画形成一个“偏旁部首，每三个“偏旁部首构成一个“文字。每本“生命天书中含有几千个关于人类生命的构造、功能、生老病死的“信息，每条信息由几千个“文字组成。人类基因组方案就是首先要破译这套天书中所含有的10亿个文字中的30多亿个偏旁部首的陈列顺序，然后再破译天书中的每条遗传信息的详细含义即详细功能。(1)人类“生命天书有24本，每“本书是指一个 ，这套书为什么是24本? (2)“生命天书中的“信息是指一个 。(3)“生命天书中的四种“根本笔画是指 。(4)“生命天书中的每个“偏旁部首是指 ，它们是 。(5)“生命天书中的每个“文字是表示三个特定陈列的 ，这个特定陈列的物质为什么是三个?才干、思想、方法【答案】 (1)染色体 人类22对常染色体和一