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1、第六课 遗传与变异第三课时基因的表达要点、疑点、难点基因的概念基因是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位，基因是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位，是有遗传效应的 是有遗传效应的DNA DNA 片段。在染色体上呈线性排列。片段。在染色体上呈线性排列。1 基因的概念与结构要点、疑点、难点原核细胞的基因结构原 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 相 同。有 的 区 段 能 够 转 录 为
2、相 应 的 信 使RNA，进 而 指 导 蛋 白 质 的 合 成，也 就 是 说 能够 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DNA 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 缺 少 的。这 是 因 为 在 非 编 码 区 上，有 调 控 遗 传 信 息表达的核苷酸序列。基因的结构要点、疑
3、点、难点真 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 结 构 要 比 原 核 细 胞 的 基 因结 构 复 杂。与 原 核 细 胞 比 较，真 核 细 胞 基 因 结 构 的 主 要 特 点 是：编 码 区 是 间隔 的、不 连 续 的。也 就 是 说，能 够 编 码 蛋 白 质 的 序 列 被 不 能 够 编 码 蛋 白 质 的序 列 分 隔 开 来，成 为 一 种 断 裂 的 形 式。其 中，能 够 编 码 蛋 白 质 的 序 列
4、叫 做 外显子，一般不能够编码蛋白质的序列叫做内含子。真核细胞的基因结构基 因 的 结 构要点、疑点、难点原 核 细 胞 基 因 和 真 核 细 胞 基 因 的 区 别 要点、疑点、难点2 人类基因组计划 人类基因组包括构成24条染色体不同的24个DNA 分子。人类基因组计划最基本的任务是搞清楚每个DNA 分子中碱基排列顺序。主要内容是绘制四张图，即遗传(连锁)图、物理图、DNA 序列图和转录图。(1)遗传图 遗传图是指基因或DNA 标记(如多肽性遗传标记)在染色体上以遗传距离表示相对位置的图，又称为连锁图。(2)物理图 物理图指表示DNA 序列上DNA 标记之间实际距离的图。通常由DNA 的
5、限制酶片段或克隆的DNA 片段有序排列而成。标记之间的物理距离以DNA 上核苷酸数目的多少(kb 表示千碱基对，Mb表示百万碱基对)来表示。物理图是进行DNA 序列分析和基因组织结构研究的基础。物理图反映了DNA 标记之间的实际距离，而遗传图则反映DNA 标记之间的连锁关系。(3)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。测定的总长度约为1m。由30亿个核苷酸对组成的序列图就是人类基因组计划原定2005年要完成的任务。2000年6月，六国科学家已向全世界宣布“人类基因组草图”的绘制工作已经完成。(4)转录图 在整个人类基因组中，只有1%5%的DNA 序列为编码序列。在
6、人体某一特定组织的细胞中，一般只有0.1%的基因可以表达。要点、疑点、难点2 人类基因组计划 人 的10万 个 基 因，编 码 序 列 为1亿 碱 基 对，仅 占 整 个 基 因 组 的3%。除 已 知 部 分 非 编码 序 列 对 基 因 活 动 起 调 节 作 用，或 参 与 染 色 体 结 构 形 成 及 其 复 制 外，大 多 数 非 编 码 序 列的功能还不清楚。人 们 预 测，搞 清 楚 这 些 序 列 的 功 能，将 可 能 使 一 些 生 物 学 重 大 问 题 得 到 解 决。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
7、 重 要 的 在 于 这 些 过 程 彼 此之 间 在 时 空 上 的 紧 密 联 系 和 配 合。受 精 卵 之 所 以 能 发 育 成 完 整 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 列 中 被 活化 或 受 阻 碍，一 些 科 学 家 认 为，对 人 和 其 他 动 物 基 因 组DNA 全 序 列 的 比 较 研 究，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 望 得 到
8、答 案，基因组工作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RNA 的组成元素RNA 的结构与分类RNA 的与DNA 的比较复制、转录与翻译的比较遗传信息与遗传密码中心法则DNA（基因）RNA 蛋白质（性状）转录翻 译逆转录遗传信息遗传密码基因中脱氧核苷酸的排列顺序信息RNA 中核糖核苷酸的排列顺序。常以三个邻的碱基决定一个氨基酸C、H、O、N、P要点、疑点、难点组成元素核糖核苷酸RNAmRNA（信使RNA）指导蛋白质合成tRNA（转运RNA）运载氨基酸rRNA（核糖体RNA）参与核糖体构成C、H、O、N、P基本单位核糖磷酸含N 碱基嘌呤嘧啶腺嘌呤（A）鸟嘌呤（G
9、）胞嘧啶（C）尿嘧啶（U）要点、疑点、难点结构DNA RNA基本单位碱基五碳糖无机酸嘌呤嘧啶无机酸规则的双螺旋结构脱氧核糖核苷酸腺嘌呤（A）胞嘧啶（C）脱氧核糖磷酸鸟嘌呤（G）腺嘌呤（A）鸟嘌呤（G）胸腺嘧啶（T）胞嘧啶（C）尿嘧啶（U）核糖磷酸核糖核苷酸通常呈单链要点、疑点、难点时期复制 转录 翻译场所原材料模板其它条件最后结果细胞分裂间期细胞核脱氧核苷酸DNA酶、ATP两个DNA 分子蛋白质合成细胞核核糖核苷酸DNA酶、ATP一个RNA 分子蛋白质合成核糖体氨基酸信息RNA酶、ATP一条多肽链要点、疑点、难点3 基因的表达以蛋白质合成有关的计算DNARNA蛋白质136 6n3nn遗传信息遗传密码碱基数碱基数氨基酸数肽键数（n-m）0课前热身1基因是有 的DNA片段。2如果DNA的一条模板链的碱基排列顺序是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；它能决定 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 中进行的。遗传效应、TGCGATCGT、UGCGAUCGU、6、6、细胞核