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1、第一节 基因指导蛋白质的合成,第四章 基因的表达,性状的直接体现者？,蛋白质是由？控制的zxxk,蛋白质,基因,蛋白质,？,基因的表达：指基因通过指导蛋白质的合成来控制性状的过程。,RNA是由基本单位核苷酸连接而成，跟DNA一样能储存遗传信息。 RNA一般为单链，比DNA短，能通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。 RNA与DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”。因此以RNA为媒介可将遗传信息传递到细胞质中。,为什么mRNA适于作DNA的信使？,因为它是遗传信息的传递者，所以叫做信使RNA。它是DNA的信使。,mRNA为什么叫做信使RNA？它是谁的信使？,RNA的组成、分类和作用,当细胞中只有
2、RNA时，它是遗传物质；当细胞中含有DNA时，RNA主要是负责DNA遗传信息的翻译和转录。,DNA,RNA,RNA 的种类,信使 RNA(mRNA),核糖体 RNA(rRNA),转运 RNA(tRNA),RNA按功能分：,比较RNA与DNA结构的不同,脱氧核苷酸,核糖核苷酸,脱氧核糖,核糖,A T C G,A U C G,双链结构,多为单链结构,细胞核,细胞质,DNA,主要在细胞核中,蛋白质的合成,在细胞质里进行,控制,通过RNA,转录的过程 以DNA的一条链为模板合成RNA,DNA,游离的核糖核苷酸,DNA与RNA的碱基互补配对：AU；TC；CG；TA,组成 RNA 的核糖核苷酸一个个连接起
3、来,形成的 mRNA 链，DNA上的遗传信息就传递到mRNA上,RNA,DNA,细胞质,细胞核,核孔,DNA,mRNA在细胞核中合成,细胞质,细胞核,mRNA通过核孔进入细胞质,小结：遗传信息的转录,转录的定义 转录的原料 转录时碱基是如何配对的？ 转录的产物,在细胞核中，以DNA的一条 链为 合成mRNA的过程。,4种核糖核苷酸,mRNA,A-U G-C T-A C-G,模板,复制与转录的比较,细胞核,细胞核,完全解旋,只解有遗传效应的片段,DNA的两条链,只有DNA的一条链,4种脱氧核苷酸,4种核糖核苷酸,DNA解旋酶、DNA聚合酶,DNA解旋酶RNA聚合酶,ATP,ATP,子代DNA,m
4、RNA,A-T C-G T-A G-C,A-U G-C T-A C-G,1、构成人体的核酸有两种,构成核酸的基本单位-核苷酸有多少种?碱基有多少种?( ) A.2种 4种 B.4种 4种 C.5种 5种 D.8种 5种 2、下列哪一组物质是RNA的组成成分( ) A.脱氧核糖核酸和磷酸 B.脱氧核糖碱基和磷酸 C.核糖碱基和磷酸 D.核糖嘧啶和核酸,D,C,3.DNA分子的解旋发生在_过程中( ) A.复制 B.转录 C.翻译 D.复制和转录 4.一个DNA分子转录出多少种多少个mRNA( ) A.一种一个 B.一种多个 C.多种多个 D.无数种无数个,D,C,转录得到的RNA仍是碱基序列，而
5、不是蛋白质。那么，RNA上的碱基序列如何能变成蛋白质中氨基酸的种类、数量和排列顺序呢？mRNA如何将信息翻译成蛋白质？,mRNA通过核孔进入细胞质中，开始它新的历程翻译。,二、遗传信息的翻译,DNA和RNA都只含有4种碱基，而组成生物体蛋白质的氨基酸有20种。这4种碱基是怎样决定蛋白质的20种氨基酸的？ 如果1个碱基决定1个氨基酸，4种碱基能决定多少种氨基酸？zxxk 如果2个碱基编码一个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？zxxk 一个氨基酸的编码至少需要多少个碱基，才足以组合出构成蛋白质的20种氨基酸？,碱基与氨基酸之间的对应关系,思考与讨论,4种碱基只能决定4种氨基酸，41=4。,二个碱基编
6、码一个氨基酸最多只能编码16种，42=16。,三个碱基决定一个氨基酸只能决定64种，43=64，足够有余。,如果一个氨基酸的编码至少需要多少个碱基，才足以组合出构成蛋白质的20种氨基酸？,如果2个碱基编码一个氨基酸， 最多能编码多少种氨基酸？,如果1个碱基决定1个氨基酸， 4种碱基能决定多少种氨基酸,密码子：mRNA上决定氨基酸的三个相邻的碱基。,密码子,亮氨酸,天门冬氨酸,异亮氨酸,转运RNA,氨基酸,亮氨酸,天门冬氨酸,异亮氨酸,亮氨酸,反密码子,tRNA的一端运载着氨基酸,tRNA“搬运工”,每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸!,细胞质,核糖体,肽键,亮氨酸,亮氨酸,肽键,亮氨酸,天门
7、冬 氨酸,亮氨酸,天门冬 氨酸,异亮氨酸,小结：翻译的过程,1.翻译的场所： 2.翻译时的模板： 3.翻译的原料： 4.翻译的条件: 5.翻译的工具: 6.翻译的产物:,核糖体,mRNA,游离的氨基酸,tRNA,蛋白质,酶，ATP、模板、原料,在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程。,以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程,细胞核,细胞质的核糖体,DNA的一条链,信使RNA,DNAmRNA,mRNA蛋白质,含A、U、C、G的4种核糖核苷酸,合成蛋白质的20种氨基酸,信使RNA,有一定氨基酸排列顺序的多肽，进一步加工为蛋白质,是遗传信息的转录,是遗传信息的表达,A
8、、由A、T、G、C四种碱基中任何三个做排列组合。 B、由A、U、G、C四种碱基中任何三个做排列组合。 C、由A、T、G、C、U五种碱基中任何三个做排列组合。 D、由A、U、G、T四种碱基中任何三个做排列组合。,练习 1、遗传密码的组成是（ ）,答案：B,A、信使RNA的密码 B、DNA特有的自我复制 C、碱基互补配对原则 D、转运RNA的媒介,2、DNA决定RNA的性质是通过（ ）,答案：C,A、GAT B、GAA C、GUA D、CTA,3、已知某转运RNA的一端的三个碱基顺序是GAU，它所转运的氨基酸是亮氨酸，那么决定此氨基酸的密码是由下列哪个转录来的（ ）,答案：A,A、转运RNA中核苷
9、酸的排列顺序 B、蛋白质分子中氨基酸的排列顺序 C、核糖体上的RNA核苷酸的排列顺序 D、DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序,4、信使RNA中核苷酸的顺序是由下列哪项决定的（ ）,答案：D,5、在遗传信息的转录和翻译过程中，起翻译者作用的是（ ） 核糖体RNA 转运RNA 信使RNA 氨基酸,答案：B,6、已知一段mRNA含有30个碱基，其中A和G有12个，转录该段mRNA的DNA分子中应有C和T的个数是（ ） 12 B. 24 C. 18 D. 30,第二节 基因对性状的控制,1.这两种叶形有什么区别？ 水中的叶比空气中的叶要狭小细长一些 2.这两种形态的叶，其细胞的基因组成一样吗？ 一样 3
10、.你能提出什么问题吗？ 为什么细胞的基因组成相同，而性状却表现出明显不同？,请据图画出一张流程图，简要的表示出其中遗传信息的流动方向。,DNA,转录,mRNA,蛋白质,翻译,中心法则内容,遗传信息的传递规律（流动方向）,表示,克里克的预见,一、中心法则的提出及其发展,转录,翻译,DNA,RNA,蛋白质,中心法则图解,资料分析,1、1965年，科学家在RNA病毒里发现了一种RNA复制酶，像DNA复制酶能对DNA进行复制一样，RNA复制酶能对RNA进行复制。,2、1970年，科学家在致癌的RNA病毒中发现逆转录酶，它能以RNA为模板合成DNA。,3、1982年，科学家发现疯牛病是由一种结构异常的蛋
11、白质在脑细胞内大量增殖引起的。这种因错误折叠而形成的结构异常的蛋白质，可能促使与其具有相同氨基酸序列的蛋白质发生同样的折叠错误，从而导致大量结构异常的蛋白质形成。,讨论：,1、你认为上述实验证据是否推翻了传统的中心法则，为什么？,2、作为生物学的核心规律之一，中心法则应该全面地反映遗传信息的传递规律。根据上述资料，你认为传统的中心法则是否需要修改？如果需要，应该怎样修改？,3、请根据讨论结果，修改原中心法则图解，建议用实线表示确信无疑的结论，用虚线表示可能正确的结论。,没有，实验证据指出了原有的中心法则没包含的遗传信息的可能传递途径，是对中心法则的补充而非否定,转录,翻译,DNA,RNA,蛋白
12、质,逆转录,n个基因 （脱氧核苷酸序列）,核苷酸排列序列,遗传信息,遗传密码,氨基酸序列,基因、蛋白质与性状有何关系？,中心法则的地位：是生命体系中最核心、最简约、最本质的规律,二、基因、蛋白质与性状的关系,基因指导_的合成,基因控制生物体的_,蛋白质,性状,蛋白质是生命活动的_者和_者,体现,承担,Q：蛋白质与生命性状特征有何关系?,Q：蛋白质如何承担生命活动？,运动(如肌纤维中的肌球蛋白和肌动蛋白，助肌肉收缩),运输(如血红蛋白、协助扩散和主动运输时的载体蛋白),调节(如生长激素、胰岛素),防御(如抗体),催化(各种酶),豌豆的圆粒与皱粒,从基因的角度来解释孟德尔的圆粒与皱粒豌豆,DNA中
13、插入了一段外来的DNA序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因,淀粉分支酶不能_,蔗糖不能合成为淀粉，蔗糖含量升高,淀粉含量低的豌豆由于失水而显得皱缩,编码淀粉分支酶的 基因正常,淀粉分支酶正常合成,蔗糖合成为淀粉 淀粉含量升高,淀粉含量高，有效保持 水分，豌豆显得圆鼓鼓,正常合成,白化病是一种较常见的皮肤及其附属器官黑色素缺乏所引起的疾病。 这类病人通常是全身皮肤、毛发、眼睛缺乏黑色素，表现出怕光等行为,人的白化病,控制酶形成的基因异常,控制酶形成的基因正常,酪氨酸酶不能正常合成,酪氨酸酶正常合成,酪氨酸不能正常转化为黑色素,酪氨酸能正常转化为黑色素,缺乏黑色素而表现为白化病,表现正常,由这二个实例
14、大家可以总结出什么共同点？,结论：基因通过控制酶的合成来控制代谢的过程，进而控制生物体的性状,间接控制,m,氨基酸,结构蛋白质,正常,异常,缬氨酸,谷氨酸,编码血红蛋白的基因中一个碱基变化,血红蛋白的结构发生变化,红细胞成镰刀型,容易破裂，患溶血性贫血,CFTR基因缺失3个碱基,CFTR蛋白结构异常，导致功能异常,患者支气管内黏液增多,黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染,囊性纤维病的病因图解,由这二个实例大家又可以总结出什么共同点？,结论：基因还能通过控制蛋白质的结构而直接控制生物体的性状,直接控制,基因、蛋白质与性状的关系是,基因,结构蛋白,细胞结构,生物性状,酶或激素,细胞代谢,生物性状,蛋
15、白质,直接作用,间接作用,总之：a.生物性状主要是由蛋白质体现 b.蛋白质的合成又受基因的控制 所以：生物的性状是由基因控制的,单基因控制某性状,多,人的身高、血压、智力、长相、记忆力、性格、自尊、对社会的态度等,遗传控制 + 后天环境的影响,表现型 =,基因型 + 外界环境,基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个错综复杂而又繁而有序的网络，精细地调控着生物体的性状,生物体性状的多基因因素,DNA的分布,（所以说，染色体是DNA的主要载体）,例：紫茉莉叶色的遗传,细胞质遗传_孟德尔的遗传规律， 后代只表现出_的性状,_和_中的DNA中的基因都称为
16、细胞质基因,线粒体DNA的缺陷与数十种人类的遗传病有关，这些疾病多与脑部和肌肉有关，如：,线粒体脑肌病：乳酸中毒，中风样发作综合症，母系遗传病。表现 为身材矮小、多毛、头痛、肌无力、运动诱发呕吐、癫痫发 作、再发性脑损伤，并引起偏瘫、偏语,这些疾病有什么特点？为什么？,受精过程中，受精卵的细胞质几乎全部来自母亲的卵细胞,线粒体,叶绿体,不符合,母本,细胞质基因与细胞核基因的区别,叶绿体、线粒体,细胞核,否，DNA分子裸露,与蛋白质合成为染色体,少,多,母系遗传,遵循孟德尔遗传规律,半自主复制 转录、翻译,复制 转录、翻译,第二节 基因对性状的控制,小结：,一、中心法则的提出及其发展,二、基因、
17、蛋白质和性状的关系,三、基因型和表现型的关系,四、生物性状是由多个基因控制的,五、细胞质基因,DNA,转录,复制,逆转录,RNA,蛋白质,翻译,RNA复制,基因,酶或激素,结构蛋白,细胞代谢,细胞结构,生物性状,生物性状,基因的表达,技能训练,遗传学家曾做过这样的实验：长翅果蝇幼虫正常的培养温度为25，将孵化后47d的长翅果蝇幼虫在3537处理624h后，得到了某些残翅果蝇。 1、请针对出现残翅果蝇的原因提出假说，进行解释。 提示：翅的发育是否经过酶催化的反应？酶与基因的关系是怎样的？酶与温度的关系是怎样的？ 2、这个实验说明基因与性状的关系是怎样的？,假设：翅的发育需要经过酶催化的反应，而酶
18、是在基因指导下合成的，酶的活性受温度、pH等条件影响。,结论：基因控制生物体的性状，而性状的形成同时还受到环境的影响。,性状,基因,外界环境, 性状的形成往往是内因（基因）与外因（环境因素等）相互作用的结果,3请您设计实验探究果蝇的这种性状变化是遗传物质变化引起？还是由环境因素作用引起？并说明机理！,将在3537处理624h后，得到了某些残翅果蝇进行雌雄交配，观察其后代的性状：,A如果后代都是长翅果蝇，则这种变化是由环境引起的温度影响了酶的活性，造成不能正常合成正常翅形。,B如果后代都是残翅果蝇，则这种变化时由于遗传物质改变引起的。,1、揭示生物体内遗传信息传递一般规律的是（ ） A基因的遗传
19、定律 B碱基互补配对原则 C中心法则 D自然选择学说,基础训练,C,2、如下图是设想的一条生物合成途径的示意图。若将缺乏此途径中必需的某种酶的微生物置于含X的培养基中生长，发现微生物内有大量的M和L，但没有Z，试问基因突变影响到哪种酶（ ）,M,A、 E酶 B、 B酶 C、 C酶 D、A酶和D酶,C,3、下图所示的过程，正常情况下在动植物细胞中都不可能发生的是（ ）,A、 B、 C、 D、,B,4、甜豌豆的紫花对白花是一对相对性状，由非同源染色体上的两个相对基因共同控制，只有当同时存在两个显性基因（A和B）时，花中的紫色素才能合成，下列说法正确的是（ ） A一种性状只能由一种基因控制 B生物体的性状完全由基因控制 C每种性状都是由两个基因控制的 D基因之间存在着相互作用,D,