k12获奖课件-基因表达_凌通
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人教版高中生物必修二《基因的表达》课件(共78张PPT)
RNA与DNA的关系中，也遵循碱基互补 配对原则。
思考？
DNA和RNA之间的碱基互补 配对关系是怎样的？
13
ห้องสมุดไป่ตู้
DNA和RNA之间的碱基互补配对关系
DNA
T A C C A A T A G A U G G U U A U C
RNA
14
mRNA是怎样传递遗传信息的呢？
mRNA是如何把DNA的遗传信息从 细胞核传递到细胞质中的呢？
mRNA
形成 mRNA 链，DNA的遗传信息就传递到mRNA上
请你用自己的语言描述转录的过程：
RNA聚合酶结合在DNA的模板链上，该 部位的双螺旋解开成为单链。
接着以DNA一条单链为模板，按碱基互 补配对原则，利用细胞核内游离的核糖核苷 酸，在RNA聚合酶的作用下合成一条RNA链。
最后，合成的RNA链与ＤＮＡ模板链脱 离，局部解旋的两条DNA单链复旋，恢复为 原来的双螺旋结构，DNA上的遗传信息就被 复制到了mRNA上。
DNA分子两条链中， 具有转录功能的这条 DNA的平面结构图 链叫做模板链. 无转 录功能的链叫做非模 版链。
以DNA的一条链为模板合成mRNA
DNA
T A C C A A T A G
RNA 聚合酶
G
游 离 的 核 糖 核 苷 酸
T A C C A A T A G A
G
19
T A C C A A T A G A U
G
25
T A C C A A T A G A U G G U U A
G
26
T A C C A A T A G A U G G U U A U
G
27
T A C C A A T A G A U G G U U A U C
高中生物课件《基因的表达》
翻译水平的调控
翻译起始：mRNA的5'端帽子和3'端polyA尾巴 翻译延伸：tRNA和rRNA的参与 翻译终止：终止密码子的识别和释放 翻译调控：mRNA的稳定性、翻译效率和翻译后修饰
蛋白质的降解与稳定性
蛋白质降解：蛋白质在细胞内被分解的过程 蛋白质稳定性：蛋白质在细胞内保持稳定的能力 蛋白质降解机制：包括泛素化、自噬等 蛋白质稳定性机制：包括蛋白质折叠、蛋白质相互作用等
基因表达与生物进化
基因表达与物种进化
基因表达：基因通过转录和翻译过程，产生蛋白质的过程 生物进化：生物种群在自然选择作用下，逐渐适应环境，产生新的性状和物种的过程 基因表达与生物进化的关系：基因表达是生物进化的基础，生物进化是基因表达的结果 实例：基因突变、基因重组、自然选择等过程，如何影响生物进化
转录调控：转录起始、延伸和终止受到多种因素的调控
转录后修饰：mRNA在转录后还需要进行剪接、加帽和尾修饰等过程，以适应蛋白质翻译的需 要
mRNA的翻译成蛋白质
关键步骤：tRNA携带氨基 酸，与mRNA上的密码子 配对
过程：mRNA在核糖体上 被翻译成蛋白质
蛋白质合成：氨基酸按照 mRNA上的密码子顺序连
基因表达与生物工程
基因工程：通过改变生物的基因来改变其性状 基因编辑：通过基因编辑技术来改变生物的基因 生物制药：通过基因表达来生产药物 生物能源：通过基因表达来生产生物能源 生物环保：通过基因表达来改善环境问题 生物农业：通过基因表达来提高农业生产效率
基因表达的未来展望
基因表达研究的挑战与机遇
效率
基因表达与药物研发
基因表达在药物研发中的作用：通过基因表达研究，可以找到新的药物靶点，提高药物研发效 率。
基因的表达课件ppt
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。
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。
基因表达PPT教学课件
温 故 知 新
１、基因表达包括哪些过程 :?转录和翻译
２、细胞分化过程是不同基因进行表达的果,
那么,分化后不同细胞的遗传物质相同吗 ?
３、原核生物和真核生物基因表达的调控相同吗?
４、比较原核细胞和真核细胞基因结构的异同：
第三节 基因表达的调控
生物体内每个细胞都含有该物种的一整套 基因，但是，这些基因并不是同时都在表达。 比如单细胞的细菌，就能够根据环境的变化， 开启或关闭某些基因，以便迅速合成它所需要 的蛋白质，停止合成它不需要的蛋白质。多细 胞生物体内基因的表达更为复杂。生物体内的 基因之所以能够有序地表达，是因为细胞内存 在着对基因表达的调控机制，这种调控机制是 生物体所不可缺少的。
3、积极作用：世界多极化是建立在各种力 量相互依存又相互制约的基础上，因此
（1）、有利于避免新的世界大战的爆发； （2）、有利于削弱和抑制霸权主义和强权
政治； （3）、有利于推动建立公正合理的国际政
治经济新秩序； （4）、有利于世界的和平、稳定、发展。
3、正确认识世界各种力量：
（1）美国极力维护其惟一超级大国地位；
围绕美伊战争，世界上发生了几个分裂：联合国分裂为主战 和反战两方，北约内部出现和平解决与军事打击之争的“裂 痕”，欧盟也分化为以法、德为代表的反战派和以英、西为 代表的主战派。“这无疑表明，世界多极化趋势在发展，各 种力量的重新组合并没有结束。
这场单极与多极的较量，“核心问题是：二十一世纪的国际事 务，到底是一个国家说了算，还是有事大家商量着办”。表面 上看美国单极霸权横冲直撞，可以在这场不对称战争中达到推 翻萨达姆政权的军事目的。但从深层次上看，美国失去了人心， 失道寡助，美国的战略目的——建立以美国主导的单极世界秩 序，则很难实现。(有什么好处？）
１、基因表达包括哪些过程 :?转录和翻译
２、细胞分化过程是不同基因进行表达的果,
那么,分化后不同细胞的遗传物质相同吗 ?
３、原核生物和真核生物基因表达的调控相同吗?
４、比较原核细胞和真核细胞基因结构的异同：
第三节 基因表达的调控
生物体内每个细胞都含有该物种的一整套 基因，但是，这些基因并不是同时都在表达。 比如单细胞的细菌，就能够根据环境的变化， 开启或关闭某些基因，以便迅速合成它所需要 的蛋白质，停止合成它不需要的蛋白质。多细 胞生物体内基因的表达更为复杂。生物体内的 基因之所以能够有序地表达，是因为细胞内存 在着对基因表达的调控机制，这种调控机制是 生物体所不可缺少的。
3、积极作用：世界多极化是建立在各种力 量相互依存又相互制约的基础上，因此
（1）、有利于避免新的世界大战的爆发； （2）、有利于削弱和抑制霸权主义和强权
政治； （3）、有利于推动建立公正合理的国际政
治经济新秩序； （4）、有利于世界的和平、稳定、发展。
3、正确认识世界各种力量：
（1）美国极力维护其惟一超级大国地位；
围绕美伊战争，世界上发生了几个分裂：联合国分裂为主战 和反战两方，北约内部出现和平解决与军事打击之争的“裂 痕”，欧盟也分化为以法、德为代表的反战派和以英、西为 代表的主战派。“这无疑表明，世界多极化趋势在发展，各 种力量的重新组合并没有结束。
这场单极与多极的较量，“核心问题是：二十一世纪的国际事 务，到底是一个国家说了算，还是有事大家商量着办”。表面 上看美国单极霸权横冲直撞，可以在这场不对称战争中达到推 翻萨达姆政权的军事目的。但从深层次上看，美国失去了人心， 失道寡助，美国的战略目的——建立以美国主导的单极世界秩 序，则很难实现。(有什么好处？）
基因表达(基因工程课件)
目的蛋白质稳定性高。
目的蛋白质易于分离: 利用亲和层析技术，可以快速 获得纯度较高的融合蛋白。
目的蛋白质表达率高: 与受体蛋白质共用一套表达元件。 目的蛋白质溶解性好：融合蛋白质在胞内形成良好的空
间构象，且大多具有水溶性。 目的蛋白质需要回收：融合蛋白质需要裂解和进一步
分离，才能获得目的蛋白。
目的基因表达
CONTENTS
目 录
01 基因表达载概体念的 概 念 、 种 类
02 基因表达载和体调的控特条点件 、 功 能
03
原核与真质核粒生物基因表达的主要差异
04
基因表达过程
05
影响外源基因表达的因素
03
蛋白质的表达形式
基因表达：指基因携带的遗传信息，经过 转录、翻译、加工修饰等复杂过程，产生 具有生物学功能的蛋白质过程。
mRNA上与核糖体16sRNA结合的序列。
原核生物肽链合成的延长：
1.进位: 氨基酰-tRNA结合到 核糖体A位。
氨基酸2
氨基酸1
2.成肽:转肽酶催化，P位上起 始氨基酰-tRNA上的氨基酸 与A位上氨基酰-tRNA的氨基 形成肽键。
CA A G G A
ACUAGGUUCCUGCUAG
3.转位：转位酶催化，A位的 肽酰-tRNA移入P位。
转录延长：
启动子清除，σ亚基脱落， RNA聚合酶核心酶变构，与 模板结合松弛，沿着DNA模 板前移，在核心酶作用下 NTP不断聚合，RNA链不断 延长。
核心酶
β ωα
α
β’
全酶 σ
原核生物：在同一DNA模板上，有多个转录同时进行（羽毛
状现象），转录尚未完成，翻译已在进行。
真核生物：转录延长过程与原核生物大致相似，但因有核膜
目的蛋白质易于分离: 利用亲和层析技术，可以快速 获得纯度较高的融合蛋白。
目的蛋白质表达率高: 与受体蛋白质共用一套表达元件。 目的蛋白质溶解性好：融合蛋白质在胞内形成良好的空
间构象，且大多具有水溶性。 目的蛋白质需要回收：融合蛋白质需要裂解和进一步
分离，才能获得目的蛋白。
目的基因表达
CONTENTS
目 录
01 基因表达载概体念的 概 念 、 种 类
02 基因表达载和体调的控特条点件 、 功 能
03
原核与真质核粒生物基因表达的主要差异
04
基因表达过程
05
影响外源基因表达的因素
03
蛋白质的表达形式
基因表达：指基因携带的遗传信息，经过 转录、翻译、加工修饰等复杂过程，产生 具有生物学功能的蛋白质过程。
mRNA上与核糖体16sRNA结合的序列。
原核生物肽链合成的延长：
1.进位: 氨基酰-tRNA结合到 核糖体A位。
氨基酸2
氨基酸1
2.成肽:转肽酶催化，P位上起 始氨基酰-tRNA上的氨基酸 与A位上氨基酰-tRNA的氨基 形成肽键。
CA A G G A
ACUAGGUUCCUGCUAG
3.转位：转位酶催化，A位的 肽酰-tRNA移入P位。
转录延长：
启动子清除，σ亚基脱落， RNA聚合酶核心酶变构，与 模板结合松弛，沿着DNA模 板前移，在核心酶作用下 NTP不断聚合，RNA链不断 延长。
核心酶
β ωα
α
β’
全酶 σ
原核生物：在同一DNA模板上，有多个转录同时进行（羽毛
状现象），转录尚未完成，翻译已在进行。
真核生物：转录延长过程与原核生物大致相似，但因有核膜
《基因的表达》PPT课件(新人教版-必修2)
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
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当某DNA碱基发生改变,是否一定 会导致生物性状发生改变? 不一定. 因为发生改变的碱基可能有以下两 种情况: 1,该碱基位于DNA无效片段上;
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凌 通 制 作
2,该碱基改变后形成的密码子与原 来的密码子决定同一种氨基酸
tRNA(转运RNA): (转运 ):
可以将氨基酸转运到核糖体中. 氨基酸的结合部位
凌 通 制 作
遗传信息: 遗传信息:
是基因上特定的脱氧核苷酸序列 是基因上特定的脱氧核苷酸序列 特定的
注意: 注意:
一个基因有两条单链,但只有其中一 一个基因有两条单链,但只有其中一 两条单链 含有遗传信息. 条含有遗传信息.
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凌 通 制 作
转录: 的一条链为模板,按 转录:是指以DNA的一条 的一条
照碱基互补配对原则,合成mRNA(信 ( 使RNA)的过程.
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转录过程总结
场所: 主要在细胞核 模板: DNA的一条链 原料: 4中核糖核苷酸 原则: 碱基互补配对原则(A-U) ( ) 产物: mRNA
凌通课件
基 因 的
功能上:控制生物性状的遗传物质结 遗传物质结 功能上 功能的基本单位. 构,功能 本质上(与DNA的关系):具有遗传 本质上 具有遗传 效应的DNA片段. 片段. 效应的 片段 位置上(与染色体的关系):在染色 位置上 在染色 体上呈直线排列. 体上呈直线排列.
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反密码子
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翻译过程总结
场所: 核糖体 原料: 氨基酸 模板: mRNA 转运工具: tRNA 原则: 碱基互补配对原则 产物: 多肽链
练习题
非常讲解
P29-3, P304,6,9,10,15 P128-6
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�
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翻译: 翻译:是指以mRNA为模板,按照碱基
互补配对原则,合成特定蛋白质的过程.
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密码子: 密码子:遗传学上把mRNA上决定一个 一个
氨基酸的三个相邻的碱基,叫做一个密 氨基酸ห้องสมุดไป่ตู้码子.(含起始码,终止码)
密码子 密码子 密码子
U U A G A U A U C
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mRNA
a,一种 一种氨基酸可 一种 以和多个 多个密码子相 多个 对应 b,一个 一个密码子只 一个 和一种 一种氨基酸相对 一种 应
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c,三个终止密码: UAA,UAG,UGA , ,
思考: 思考:
凌
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信
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小结
新名词: 新名词: 转运RNA( mRNA )信使RNA( tRNA) 重要概念: 重要概念: 基因,遗传信息,转录,翻译,密码子, 性状 重要生理过程: 重要生理过程: 转录,翻译 规律总结: 规律总结: 非常讲解P19-说明:
凌
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信
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凌 通 制 作
蛋白质分子的结构: 蛋白质分子的结构: 镰刀型贫血症
互动: 互动:
哪些生理过程遵循碱基互补配对原则? 哪些生理过程遵循碱基互补配对原则? (4种) DNA复制,RNA复制,转录,翻译 哪些生理过程可以产生水? 哪些生理过程可以产生水? (5种) 蛋白质合成,有氧呼吸,光合作用, 糖的合成,核酸的合成,ATP的合成
凌
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信
通 制 作
中心法则
复 制
DNA
转录 转录
RNA
翻译
蛋白质
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基因对性状的控制
性状:生物形态结构和生理特征,由蛋白 质体现. 酶的合成: 酶的合成:白化病
根本原因:基因异常导致酪氨酸酶不 能合成 直接原因:体内缺少酪氨酸酶
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2,该碱基改变后形成的密码子与原 来的密码子决定同一种氨基酸
tRNA(转运RNA): (转运 ):
可以将氨基酸转运到核糖体中. 氨基酸的结合部位
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遗传信息: 遗传信息:
是基因上特定的脱氧核苷酸序列 是基因上特定的脱氧核苷酸序列 特定的
注意: 注意:
一个基因有两条单链,但只有其中一 一个基因有两条单链,但只有其中一 两条单链 含有遗传信息. 条含有遗传信息.
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转录: 的一条链为模板,按 转录:是指以DNA的一条 的一条
照碱基互补配对原则,合成mRNA(信 ( 使RNA)的过程.
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转录过程总结
场所: 主要在细胞核 模板: DNA的一条链 原料: 4中核糖核苷酸 原则: 碱基互补配对原则(A-U) ( ) 产物: mRNA
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基 因 的
功能上:控制生物性状的遗传物质结 遗传物质结 功能上 功能的基本单位. 构,功能 本质上(与DNA的关系):具有遗传 本质上 具有遗传 效应的DNA片段. 片段. 效应的 片段 位置上(与染色体的关系):在染色 位置上 在染色 体上呈直线排列. 体上呈直线排列.
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反密码子
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翻译过程总结
场所: 核糖体 原料: 氨基酸 模板: mRNA 转运工具: tRNA 原则: 碱基互补配对原则 产物: 多肽链
练习题
非常讲解
P29-3, P304,6,9,10,15 P128-6
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翻译: 翻译:是指以mRNA为模板,按照碱基
互补配对原则,合成特定蛋白质的过程.
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密码子: 密码子:遗传学上把mRNA上决定一个 一个
氨基酸的三个相邻的碱基,叫做一个密 氨基酸ห้องสมุดไป่ตู้码子.(含起始码,终止码)
密码子 密码子 密码子
U U A G A U A U C
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mRNA
a,一种 一种氨基酸可 一种 以和多个 多个密码子相 多个 对应 b,一个 一个密码子只 一个 和一种 一种氨基酸相对 一种 应
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c,三个终止密码: UAA,UAG,UGA , ,
思考: 思考:
凌
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小结
新名词: 新名词: 转运RNA( mRNA )信使RNA( tRNA) 重要概念: 重要概念: 基因,遗传信息,转录,翻译,密码子, 性状 重要生理过程: 重要生理过程: 转录,翻译 规律总结: 规律总结: 非常讲解P19-说明:
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蛋白质分子的结构: 蛋白质分子的结构: 镰刀型贫血症
互动: 互动:
哪些生理过程遵循碱基互补配对原则? 哪些生理过程遵循碱基互补配对原则? (4种) DNA复制,RNA复制,转录,翻译 哪些生理过程可以产生水? 哪些生理过程可以产生水? (5种) 蛋白质合成,有氧呼吸,光合作用, 糖的合成,核酸的合成,ATP的合成
凌
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中心法则
复 制
DNA
转录 转录
RNA
翻译
蛋白质
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基因对性状的控制
性状:生物形态结构和生理特征,由蛋白 质体现. 酶的合成: 酶的合成:白化病
根本原因:基因异常导致酪氨酸酶不 能合成 直接原因:体内缺少酪氨酸酶
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