管秀娟 基因的表达PPT 9月26最新

转录 转录
DNA双链 A—C—T—G—G—A—T—C —T 转 T—G—A—C—C —T—A—G—A 录 mRNA 翻 译 蛋白质 A—C—U—G—G—A—U—C —U
肽键 肽键
苏氨酸——甘氨酸——丝氨酸 C–C–U GGA A–G–A UCU
tRNA （反密码子） U–G–A
mRNA ACU （遗传密码）
C
4.已知一段DNA分子中，鸟嘌呤占的比例是20%， 由该DNA转录出来的RNA，其胞嘧啶的比例是
A.10%
B.20%
C.40%
D. 无法确定
只能确定双链DNA分子中G和C共占全部碱基的40%，每条链中G
和C也占该链的40%，但G或C在该链中各自占有的比例无法确定。
5.一种人工合成的信使RNA只含有两种核苷酸（U
mRNA
通常一个mRNA同时结合多个核糖体，进行多 个肽链的合成。
（三）、遗传信息流——中心法则
转录 复 制 DNA（基因） 逆转录
复 制 mRNA
翻译
蛋白质
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。
（2）“翻译”是一个合成蛋白质 __________的过程， 核糖体 。 进行的场所是_______ ―翻译”过程的进行条件： mRNA和转运RNA 、氨基酸、酶、ATP等 _______________________________ 。
mRNA如何决定蛋白质中的氨基酸？
现代遗传学研究认为，mRNA通过密码子决 定蛋白质中的氨基酸。

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5、cAMP与代谢物激活蛋白p242
• cAMP是在腺苷酸环化酶的作用下由ATP转变而来的 ，在真核生物的激素调节过程中也起着十分重要的作 用。
• 将细菌放在含葡萄糖的培养基中培养，cAMP的浓度 就低；如果培养基中只有甘油或乳糖等不进行糖酵解 途径的碳源，cAMP的浓度就会很高。
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大肠杆菌中的代谢物激活蛋白，由Crp基 因编码，能与cAMP形成复合物。
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二、操纵子学说
1、操纵子模型的提出 1961年，Monod和Jacob提出 获1965年诺贝尔生理学或医学奖
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Jacob and Monod
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2、操纵子的定义 操纵子：是基因表达的协调单位，由启动子、操纵 基因及其所控制的一组功能上相关的结构基因所组 成。操纵基因受调节基因产物的控制。
分子所编码
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② 这个mRNA分子的启动子紧接着O区，而位于 I与O之间的启动子区（P），不能单独启动合 成β-半乳糖苷酶和透过酶的生理过程。
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③ 操纵基因是DNA上的一小段序列（仅为26bp）， 是阻遏物的结合位点。
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RNA聚合酶结合部位
阻遏物结合部位
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操纵位点的回文序列
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组成型突变： lacOc
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组成型突变： lacI-
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不可诱导突变（超阻遏）：
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四、影响因子240 1、lac操纵子的本底水平表达 有两个矛盾是操纵子理论所不能解释的： ①诱导物需要穿过细胞膜才能与阻遏物结合，而转运
诱导物需要透过酶，后者的合成也需要诱导。 解释：一些诱导物可以在透过酶不存在时进入细胞？
• 在负控诱导系统中，阻遏蛋白与效应物（诱导物） 结合时，结构基因转录；

体的组成, D正确。
答案A
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[对点练1] 经测定, 甲、乙、丙3种生物的核酸中碱基之比如下表, 这3种生物的核 酸分别为:________、________、________。
项目 甲 乙 丙
A
G
C
T
U
60
40
60
40
30
20
20
30
41
23
44
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解析根据碱基种类判断, 甲、乙是DNA, 丙是RNA, 再根据碱基比例判定甲是单 链DNA, 乙是双链DNA。 答案单链DNA双链DNARNA
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遗传信息的转录
———————————————自主梳理———————————————
细胞核 一条链
4种游离的核糖核苷酸 RNA聚合酶
碱基 碱基互补配对
一条链 核糖核苷酸
RNA聚合酶 mRNA
DNA链上 双螺旋
mRNA、tRNA、rRNA
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(1)转录时, 需要解旋吗?需要解旋酶吗?为什么? 提示需要解旋, 因为DNA双链只有解开螺旋才能为转录提供模板; 不需要解旋酶, 因为RNA聚合酶本身就兼有解旋的作用。 (2)转录时, RNA子链的延伸方向如何?与RNA聚合酶的移动方向一致吗? 提示5′端→3′端; 一致。 (3)转录时, RNA子链与其模板链之间进行碱基互补配对, 碱基互补配对的方式共有几 种?分别是什么?所形成的碱基对共有几种?分别是什么? 提示3种, A与U、T与A、G与C; 4种, A－U、T－A、G－C和C－G。 (4)转录只能形成mRNA一种RNA吗?转录形成的RNA中一定没有氢键吗? 提示转录可以形成mRNA、tRNA和rRNA等; 不一定, 转录形成的tRNA中含有氢键。

转录水平调控
基因表达首先经历转录水平的调控，即DNA转录成RNA的过程，这种调控可以控制RNA 的种类和数量。
翻译水平调控
转录完成后，RNA需要进行翻译，即RNA转变为蛋白质的过程，这种调控可以控制蛋白 质的种类和数量。
表观遗传调控
除了转录和翻译水平的调控外，基因表达还受到表观遗传调控的影响，这种调控可以通过 修饰DNA或RNA来影响基因的表达。
基因的分类
根据功能和结构，基因可分为编码基因和非编码基因。
基因表达的必要性
生物生长和发育
基因表达是生物生长和发育的基础，通过基因的表达，生物体会产生相应的蛋白 质，进而实现生物的生长发育。
环境应答
基因表达也是生物对环境应答的基础，生物体会根据环境的变化，通过基因的表 达来调整自身的状态。
基因表达的调控
某些基因的突变可以导致基因表达异常，进而引发疾病 ，如遗传性疾病、癌症等。
基因甲基化
DNA甲基化是调节基因表达的重要方式之一，当甲基化 异常时，基因表达也会受到影响，进而可能导致疾病发 生。
基因印记
基因印记是指来自父母双方的基因在表达上存在差异， 这种差异可能导致一些疾病的发生。
通过基因表达研究疾病分子机制
基因编辑技术
改进和优化CRISPR-Cas9等基因编辑技术，使其更加精准、高效、 安全。
未来可能的研究热点和挑战
跨学科融合
整合生物学、化学、物理学和计算机科学等多学科的前沿技术与方法，为基因表达研究提供新的视角和工具。
数据科学在基因表达研究中的应用
充分利用大数据和人工智能技术，挖掘基因表达数据的隐藏信息和规律。
以基因表达为靶点的药物开发
靶点
通过研究基因表达在疾病中的作用，科学家们可以找到新的药物靶点，这些 靶点可以是调控基因表达的分子或者是与基因表达相关的通路。

脱氧核苷酸
思考:染色体, 思考:染色体,DNA,基因,脱氧核甘酸,遗传信息 ,基因,脱氧核甘酸, 的关系? 的关系?
基因的表达 基因通过指导蛋白质的合 成来控制性状的过程. 成来控制性状的过程.
第一节 基因指导蛋白质的合成
DNA(基因) (基因) 细胞核
?
蛋白质(性状) 蛋白质(性状) 细胞质核糖体上
转运RNA(tRNA):分子结构呈三叶草形, 转运RNA(tRNA):分子结构呈三叶草形,其"叶 RNA(tRNA) 端能与一个特定的氨基酸结合, 叶片" 柄"端能与一个特定的氨基酸结合,"叶片"端有三 个特殊的碱基称为"反密码子" 能与mRNA mRNA上的 个特殊的碱基称为"反密码子",能与mRNA上的 密码子"相识别.反密码子的种类:61种 "密码子"相识别.反密码子的种类:61种. 天冬 酰氨 异亮 氨酸
染色体
染色体是DNA的 的 染色体是 主要载体 基因是有遗传效 应的DNA片段 应的 片段
每条染色体上有一个DNA分子 分子 每条染色体上有一个
DNA 是主要的遗传物质
每个DNA分子上 分子上 每个 含有许多基因
是遗传物质的结构和功能单位
基因
基因中脱氧核苷酸 的排列顺序代表着 遗传信息
每个基因含有许 多脱氧核苷酸
4,某一多肽链共有100个氨基酸,则控制 ,某一多肽链共有 个氨基酸, 个氨基酸 合成该肽链的基因中的碱基数至少有 A,600 , B,300 , C,297 , D,594 ,
基因碱基:信使 碱基: 基因碱基:信使RNA碱基:氨基酸数目 碱基 氨基酸数目=== 双链) 单链) (双链) (单链)

B
D
7、某信使RNA上，A的含量是24%，U的含量 是26%， C的含量是27%，则控制其合成的模 板链中G的含量为 C A. 23% B. 25% C. 27% D. 24% 8、某信使RNA的碱基中，U占19%，A占21%， 则作为它的模板的DNA中，胞嘧啶占全部碱 基的 D A. 21% B. 19% C. 60% D. 30% 9、已知一段双链DNA分子中，鸟嘌呤所占比 例为20%，由该DNA转录出来的RNA中，其胞 嘧啶的比例是 D A. 10% B. 20% C. 40% D.无法确定
17、构成蛋白质的氨基酸有20种，则决定氨基酸的密 码子和组成密码子的碱基种类分别有 D A. 20种和20种 C. 64种和4种 B. 64种和20种 D. 61种和4种
18、控制合成胰岛素（含51个氨基酸）的基因中，含 有嘧啶碱基至少有 B A. 306个 B. 153个 C. 102个 D. 51个 19、某DNA片段中有1200个碱基对，控制合成某蛋白 质，从理论上计算，在翻译过程中，最多需要多少种 转运RNA参与运输氨基酸 C C. 61 D. 20 A. 400 B. 200
DNA复制
转录
生长发育过程 细胞核 只解有遗传效应片段 DNA的一条链为模板
时间 场所 解旋 模板 原料 酶 能量 原则 特点 产物
细胞分裂间期
细胞核 完全解旋 DNA的两条链均为模板
四种脱氧核苷酸 DNA聚合酶等
ATP A-T、G-C
半保留复制，边解旋边复制
四种核糖核苷酸 RNA聚合酶等
ATP A-U、G-C
生物呈现多样性
翻译小结
1.翻译的场所： 细胞质的核糖体 2.翻译时的模板： mRNA 3.翻译的原料： 合成蛋白质的20种氨基酸 4.翻译的起始密码有: 个，终止密码有: 2 个3