基因表达和基因对性状控制

1、关于基因的表达与基因对性状的控制第1页，共29页，2022年，5月20日，6点1分，星期四1、概念 基因表达是一个把遗传信息反映到蛋白质分子结构上的控制蛋白质合成的过程。 一、基因的表达DNA RNA 蛋白质转录翻译第2页，共29页，2022年，5月20日，6点1分，星期四（1）RNA分子结构与DNA的比较：碱 基五碳糖组成单位结 构RNA DNA 分 布 双链结构 单链结构脱氧核苷酸核糖核苷酸脱氧核糖核 糖A、T、C、GA、U、C、G 主要在细胞核 其余在线粒体 叶绿体、质粒主要在细胞质如何区别某核酸分子是DNA还是RNA？第3页，共29页，2022年，5月20日，6点1分，星期四（2）RN

2、A的种类和功能把DNA的遗传信息传递给蛋白质运输氨基酸和蛋白质共同组成核糖体mRNA(信使RNA)tRNA（转运RNA)rRNA（核糖体RNA）第4页，共29页，2022年，5月20日，6点1分，星期四DNAmRNA蛋白质核孔1）mRNA mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻碱基叫做密码子。UCAUGAUUAmRNA 密码子 密码子 密码子提醒：三种RNA中，能储存遗传信息的只有mRNA。第5页，共29页，2022年，5月20日，6点1分，星期四密码子的特点：一种密码子只对应一种氨基酸一种氨基酸可有一种或多种密码子（简并性）（一种氨基酸具有两个或多个密码子的现象称为密码子的简并性 ）（对应于同一

3、种氨基酸的不同 密码子称为同义密码子） 起始密码可以编码氨基酸, 终止密码不编码氨基酸（因无与终止密码对应的tRNA）通用性自然界中的各种 生物共用一套密码子表第6页，共29页，2022年，5月20日，6点1分，星期四tRNA2)转运RNA（tRNA）：含有反密码子一个转运RNA 只能携带一种特定的氨基酸！细胞中的转运RNA至少有 种！61 U AU第7页，共29页，2022年，5月20日，6点1分，星期四 U AU携带什么氨基酸？异亮氨酸A U AmRNA思考：氨基酸与tRNA之间的对应关系如何？第8页，共29页，2022年，5月20日，6点1分，星期四遗传信息、密码子、反密码子的区别与联系

4、区别：遗传信息是指DNA分子中基因上的脱氧核苷(碱基)排列顺序。密码子是指信使RNA上决定一个氨基酸的三个相邻碱基的排列顺序。反密码子是指转运RNA上的一端的三个碱基排列顺序。联系：DNA(基因)的遗传信息通过转录传递到信使RNA上，转运RNA一端携带氨基酸，另一端反密码子与信使RNA上的密码子(碱基)配对。 第9页，共29页，2022年，5月20日，6点1分，星期四2.转录地点：模板：原料：条件：原则：产物主要在细胞核DNA的一条链4 种核糖核苷酸DNA mRNA 遵循碱基互补配对原则 A ; T ; G ; CU A C G转录：在细胞核内以DNA的一条链为模板按照碱基互补配对原则合成RN

5、A 的过程。RNA聚合酶、ATP第10页，共29页，2022年，5月20日，6点1分，星期四3.翻译场所： 原料： 模板： 条件：原则：产物：核糖体氨基酸mRNAtRNA、酶、能量碱基互补配对原则(A-U U-A C-G G-C)多肽翻译：在核糖体上，以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。第11页，共29页，2022年，5月20日，6点1分，星期四UCU谷氨酸 核糖体AG T AC AA A T UCAUGUUUAUCU谷氨酸AAGUGAAAGmRNAUAC甲硫氨酸第12页，共29页，2022年，5月20日，6点1分，星期四AAGUGAAAGmRNA脱水缩合UCU谷氨酸UAC

6、甲硫氨酸UCU谷氨酸AG T AC AA A T UCAUGUUUA注意：翻译时，核糖体在mRNA上以密码子为单位进行移动。第13页，共29页，2022年，5月20日，6点1分，星期四 通常一个mRNA同时结合多个核糖体，进行多个肽链的合成。 1.以同一条mRNA合成的多条肽链是相同的。2.根据肽链的长短可判断翻译的方向。提醒第14页，共29页，2022年，5月20日，6点1分，星期四ACUGGAUC UmRNA转录翻译蛋白质 mRNA（遗传密码）ACU GGA UCUDNA双链ACTGGATC TTGACC TAGA tRNA（反密码子）UGA CCU AGA苏氨酸甘氨酸丝氨酸 肽键 肽键观

7、察碱基之间的关系：1.非模板链和mRNA2.模板链和tRNA第15页，共29页，2022年，5月20日，6点1分，星期四下图为原核细胞中转录、翻译的示意图。 据图判断，下列描述中不正确的是（ ） A图中表示4条多肽链正在合成B转录尚未结束，翻译即已开始C每个核糖体各自在完成一条多肽链的翻译D一个基因在短时间内可表达出多条多肽链核糖体mRNA多肽转录方向RNA聚合酶练习A第16页，共29页，2022年，5月20日，6点1分，星期四基因中碱基数、 mRNA中碱基数、肽链中氨基酸数的关系。 6n ： 3n ： n特别提醒：翻译时，mRNA上的终止密码子不决定氨基酸，因此准确地说，mRNA上的碱基数目

8、比蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸的数目的6倍还要多一些。在回答有关问题时，应加上最多或最少等字。思考第17页，共29页，2022年，5月20日，6点1分，星期四编码蛋白质的基因所含的碱基数例1:一条多肽链上有氨基酸300个，则作为合成该多肽链模板的信使RNA分子和转录信使RNA的DNA分子至少要有碱基多少个A. 300； 600 B. 900；1800 ( )C. 900；900 D. 600；900B基因碱基数：mRNA碱基数：氨基酸数= 6：3：1（不考虑非编码区和内含子）蛋白质类的计算归类第18页，共29页，2022年，5月20日，6点

9、1分，星期四例3. (07上海高考题)一个mRNA分子有m个碱基，其中G+C有n个；由该mRNA合成的蛋白质有两条肽链。则其模板DNA分子的A+T数、合成蛋白质时脱去的水分子数分别是 ( )A.B.C.D.m、3m1m、3m22（m n）、3m12（m n）、3m2D编码蛋白质的基因所含的碱基数蛋白质类的计算归类第19页，共29页，2022年，5月20日，6点1分，星期四DNA（基因）mRNA蛋白质转录翻译复制复制逆转录二、遗传信息流中心法则 遗传信息可以从DNA流向DNA，即完成DNA的自我复制过程；遗传信息也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即完成遗传信息的转录和翻译过程。 在某些病

10、毒中，RNA也可以自我复制，并且还发现在一些病毒蛋白质的合成过程中，RNA可以在逆转录酶的作用下合成DNA。中心法则体现了遗传信息的两大功能：传递和表达遗传信息。第20页，共29页，2022年，5月20日，6点1分，星期四 在某些病毒中，RNA也可以自我复制，并且还发现在一些病毒蛋白质的合成过程中，RNA可以在逆转录酶的作用下合成DNA。逆转录病毒：劳斯肿瘤病毒、HIV病毒RNADNARNA蛋白质RNA自我复制的病毒：烟草花叶病毒逆转录转录翻译中心法则补充RNADNA蛋白质翻译转录逆转录复制复制第21页，共29页，2022年，5月20日，6点1分，星期四HIV病毒逆转录病毒RNA病毒：逆转录、

11、DNA自我复制、转录、翻译（RNA自我复制、转录、翻译） 逆转录转录转录、翻译组装第22页，共29页，2022年，5月20日，6点1分，星期四DNA复制转录翻译逆转录时间分裂间期生命历程生命历程病毒侵入细胞时场所只有分裂的细胞才有，细胞核、线粒体、叶绿体所有活细胞，细胞核、线粒体、叶绿体所有活细胞，核糖体寄主细胞中模板两条链基因编码区的一条链，有遗传信息；DNA两链的遗传信息不同mRNA，上有密码子病毒的RNA原料脱氧核苷酸核糖核苷酸氨基酸寄主细胞的脱氧核苷酸第23页，共29页，2022年，5月20日，6点1分，星期四DNA复制转录翻译逆转录酶解旋酶、DNA聚合酶等解旋酶、RNA聚合酶等略逆转

12、录酶碱基配对A-T、G-C，涉及4种脱氧核苷酸A-T、G-C、A-U涉及8种核苷酸G-C、A-U涉及4种核苷酸A-T、G-C、A-U涉及8种核苷酸同生物不同体细胞产物比较核DNA同，数量不同不同略 略第24页，共29页，2022年，5月20日，6点1分，星期四三、基因对性状的控制1、基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物的性状。如；酪氨酸酶与白化病。 食物中的蛋白质经消化、吸收和水解后产生出苯丙氨酸，首先苯丙氨酸在(1)苯丙氨酸羟化酶的作用下变成酪氨酸，然后酪氨酸转化为3，4双羟苯丙氨酸，3，4双羟苯丙氨酸在(2)酪氨酸酶的作用下，可以生成黑色素。酪氨酸酶 苯丙氨酸羟化酶区别：白化病患者的白发与老年人的白发第25页，共29页，2022年，5月20日，6点1分，星期四2、基因通过控制蛋白质分