高中生物必修二基因的表达 精选文档
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高一生物必修2 基因的表达
高一生物必修2 基因的表达一、遗传信息的转录2、RNA的类型⑴信使RNA（mRNA）⑵转运RNA（tRNA）⑶核糖体RNA（rRNA）3、转录⑴转录的概念⑵转录的场所主要在细胞核⑶转录的模板以DNA的一条链为模板⑷转录的原料4种核糖核苷酸⑸转录的产物一条单链的mRNA⑹转录的原则碱基互补配对⑺转录与复制的异同（下表：）二、遗传信息的翻译2、翻译⑴定义⑵翻译的场所细胞质的核糖体上⑶翻译的模板mRNA⑷翻译的原料20种氨基酸⑸翻译的产物多肽链（蛋白质）⑹翻译的原则碱基互补配对⑺翻译与转录的异同点（下表）：三、基因表达过程中有关DNA、RNA、氨基酸的计算1、转录时，以基因的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，产生一条单链mRNA，则转录产生的mRNA分子中碱基数目是基因中碱基数目的一半，且基因模板链中A+T（或C+G）与mRNA分子中U+A（或C+G）相等。
2.翻译过程中，mRNA中每3个相邻碱基决定一个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中氨基酸数目是mRNA中碱基数目的1/3，是双链DNA碱基数目的1/6 。
中心法则⑴DNA→DNA：DNA的自我复制；⑵DNA→RNA：转录；⑶RNA→蛋白质：翻译；⑷RNA →RNA：RNA的自我复制；⑸RNA→DNA：逆转录。
DNA→DNA RNA→RNADNA→RNA 细胞生物病毒RNA→蛋白质RNA→DNA（5）翻译过程GAA三、基因对性状的控制1．DNA RNA蛋白质（性状）脱氧核苷酸序列核糖核苷酸序列遗传信息2．基因、蛋白质和性状的关系（1）基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状，如白化病等。
（2）基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，如镰刀型细胞贫血等。
（3）基因型与表现型的关系，基因的表达过程中或表达后的蛋白质也可能受到环境因素的影响。
（4）生物体性状的多基因因素：基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间多种因素存在复杂的相互作用，共同地精细地调控生物的性状。
高中生物必修2第4章基因的表达
原核细胞和真核细胞基因表达的比较
• 原核：边转录边翻译 • 真核： 转录和翻译有时空界限， 先转录，后翻译 • 基因的表达=转录+翻译
6.真核细胞中复制、转录、翻译的比较
DNA复制 转录
生长发育过程中
翻译
生长发育过程中
时间
主要场所
细胞分裂间期 细胞核
细胞核
基因的一条链为模板 4种核糖核苷酸 RNA聚合酶等 ATP A-U、T-A G-C，C-G
• 资料 • 1955年有人曾用洋葱根尖和变形虫进 行实验，如果加入RNA酶分解细胞中 的RNA，蛋白质合成就停止；而如果 再加入从酵母中提取出来的RNA，则 又可重新合成一定数量的蛋白质。 • 从本实验能得出什么结论？ • 蛋白质的合成与RNA有关，RNA充当了 DNA和蛋白质之间的信使 • RNA为什么适合充当DNA的信使？
如何理解“以基因的一条链为模 板进行转录”
• DNA上所有碱基都转录？
• DNA上只有一部分碱基构成基因，其他 大部分（ e.g. 人98%）的碱基都是非基 因片段 • 转录时，细胞内所有基因都转录？ • 所有体细胞内都含有全部染色体（e.g. 人46条），但不同的组织、器官、细 胞中，转录的基因不同——基因的选 择性表达
• mRNA→多肽
盘曲折叠形成一定 翻译得到的多肽有生物活性吗 ？ 的空间结构→有活 如果转录过程中，DNA上某一个 性的蛋白质
碱基发生突变，可能引起什么样的结果？ • 蛋白质合成的快捷性 P67
短，后 合成
一个mRNA分子上可以结合 多个核糖体，同时进行多条 肽链的合成，因此少量的 mRNA分子可以迅速合成大 量蛋白质。
• 二、遗传信息的翻译 • 1、定义： P64 • 在细胞质中以mRNA为模板，以细胞质中游离 的各种氨基酸为原料，合成具有一定氨基酸 顺序的多肽链的过程。
高中生物必修二 基因的表达
复制转录翻译时间场所模板原料酶酶产物能量细胞分裂的间期个体生长发育的整个过程主要在细胞核主要在细胞核细胞质的核糖体dna的两条链dna的一条链mrna4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸20种氨基酸解旋酶dna聚聚合酶rna聚合酶合成酶2个双链dna一个单链rna多肽链都需要复制转录翻译产物去向特点碱基配对意义传递到2个子细胞或子代通过核孔进入细胞质组成细胞结构蛋白或功能蛋白边解旋边复制半保留复制边解旋边转录转录后dna恢复原状翻译结束后mrna被降解成单体体attacggcautacggcauuacggc传递遗传信息表达遗传信息使生物表现出各种性状dnarna的碱基和氨基酸的数量关系cgtgcacatgcactggtadna氨基酸cguggacaumrna精氨酸gcatrna遗传信息遗传密码反密码子氨基酸序列基因的碱基??mrna的碱基??氨基酸6??3??1模板链谷氨酸cug组氨酸gua相关计算?若基因中有n个碱基氨基酸的平均相对分子质量为a则合成含m条多肽链的蛋白质的相对分子质量为
第19讲 基因的表达
一、比较：RNA与DNA区别 分布 组成成分 结构 染色
分析：RNA适合于作为DNA信使的条件
1.RNA与DNA结构相似，碱基（核糖核苷酸） 可以储藏遗传信息
2.RNA一般是单链，且比DNA短，能通过核 孔从细胞核转移至细胞质
三种RNA的比较
种
信使RNA
类 （ mRNA)
特 点
镰刀型细胞贫血症的血红蛋白分子结构异常）
规范表述：“控制”
生物体性状的多基因因素
1、基因与性状并不是都是一一对应的简单的线性 关系，一种性状由多个基因控制。而且还受到环境 因素的影响。 比如：人的身高 2、基因与基因、基因与基因产物，基因和环境之 间存在这复杂的相互作用，共同精细地调控生物的 性状。
第19讲 基因的表达
一、比较：RNA与DNA区别 分布 组成成分 结构 染色
分析：RNA适合于作为DNA信使的条件
1.RNA与DNA结构相似，碱基（核糖核苷酸） 可以储藏遗传信息
2.RNA一般是单链，且比DNA短，能通过核 孔从细胞核转移至细胞质
三种RNA的比较
种
信使RNA
类 （ mRNA)
特 点
镰刀型细胞贫血症的血红蛋白分子结构异常）
规范表述：“控制”
生物体性状的多基因因素
1、基因与性状并不是都是一一对应的简单的线性 关系，一种性状由多个基因控制。而且还受到环境 因素的影响。 比如：人的身高 2、基因与基因、基因与基因产物，基因和环境之 间存在这复杂的相互作用，共同精细地调控生物的 性状。
人教版教学课件高中生物人教版必修二第4章：《基因的表达》
翻译调控：通过调控基因表达，影响蛋白质合成，实现生物体的生长发育和生理功能
基因表达的调控机制
表观遗传学调控
概念：表观遗传学是指在不改变DNA序列的情况下，通过改变基因表达来影响生物性状 的过程。
调控方式：包括DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA调控等。
作用：表观遗传学调控在生物发育、疾病发生、环境适应等方面具有重要作用。
基因表达与个性化医疗
基因表达：基因通过转录和翻译过程产生蛋白质的过程 个性化医疗：根据个体基因差异制定治疗方案 基因检测：通过基因测序技术检测个体基因差异 药物选择：根据基因检测结果选择合适的药物和剂量 治疗效果：个性化医疗可以提高治疗效果，减少副作用 发展趋势：个性化医疗是未来医疗发展的重要方向
基因突变可能导 致疾病
基因表达异常可 能导致癌症
基因表达异常可 能导致遗传病
基因表达与药物研发
基因表达：基因 通过转录和翻译 过程产生蛋白质 的过程
药物研发：通过 研究基因表达， 发现与疾病相关 的基因，进而开 发药物
基因表达异常： 可能导致疾病， 如癌症、遗传病 等
药物研发方向： 针对基因表达异 常，开发靶向药 物，如基因编辑、 基因沉默等
课件下载：点击此处下 载课件
课件版本：V1.0
标题：人教版高中生物 必修二第4章《基因的
表达》课件
课程目标：理解基因表 达的基本原理和调控机
制
课程时长：45分钟
版权声明：版权所有， 未经许可不得转载或用
于商业用途
课件制作：XXX
课件目录
基因的表达概述 添加标题
基因表达的过程 添加标题
基因表达的研究进展 添加标题
基因表达的概述
基因表达的定义
基因表达是指基因在细胞内通过转录和翻译过程，将遗传信息转化为蛋白质的过程。 基因表达包括转录和翻译两个阶段。 转录是指以DNA为模板，在RNA聚合酶的作用下，合成RNA的过程。 翻译是指以mRNA为模板，在tRNA、rRNA和蛋白质因子等作用下，合成蛋白质的过程。
基因表达的调控机制
表观遗传学调控
概念：表观遗传学是指在不改变DNA序列的情况下，通过改变基因表达来影响生物性状 的过程。
调控方式：包括DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA调控等。
作用：表观遗传学调控在生物发育、疾病发生、环境适应等方面具有重要作用。
基因表达与个性化医疗
基因表达：基因通过转录和翻译过程产生蛋白质的过程 个性化医疗：根据个体基因差异制定治疗方案 基因检测：通过基因测序技术检测个体基因差异 药物选择：根据基因检测结果选择合适的药物和剂量 治疗效果：个性化医疗可以提高治疗效果，减少副作用 发展趋势：个性化医疗是未来医疗发展的重要方向
基因突变可能导 致疾病
基因表达异常可 能导致癌症
基因表达异常可 能导致遗传病
基因表达与药物研发
基因表达：基因 通过转录和翻译 过程产生蛋白质 的过程
药物研发：通过 研究基因表达， 发现与疾病相关 的基因，进而开 发药物
基因表达异常： 可能导致疾病， 如癌症、遗传病 等
药物研发方向： 针对基因表达异 常，开发靶向药 物，如基因编辑、 基因沉默等
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标题：人教版高中生物 必修二第4章《基因的
表达》课件
课程目标：理解基因表 达的基本原理和调控机
制
课程时长：45分钟
版权声明：版权所有， 未经许可不得转载或用
于商业用途
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基因表达的过程 添加标题
基因表达的研究进展 添加标题
基因表达的概述
基因表达的定义
基因表达是指基因在细胞内通过转录和翻译过程，将遗传信息转化为蛋白质的过程。 基因表达包括转录和翻译两个阶段。 转录是指以DNA为模板，在RNA聚合酶的作用下，合成RNA的过程。 翻译是指以mRNA为模板，在tRNA、rRNA和蛋白质因子等作用下，合成蛋白质的过程。
高中生物必修二：基因的表达
细胞核
细胞质
U U A G AU AUC mRNA
问题情境： 转录后进入细胞质的mRNA仍是碱基
序列，而不是蛋白质。那么，mRNA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 将遗传信息翻译成蛋白质？
思考：mRNA的4种碱基如何决定20种氨基酸？ 碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样的？
感悟科学家破译遗传密码的推理过程： 1个碱基决定1个氨基酸？ 4种,不行！ 2个碱基决定1个氨基酸？
16种组合方式也不能决定20种氨基酸,不行！！
提出：mRNA上每3个相邻的碱基决定1个 氨基酸。 64种，可行！！！
密码子：mRNA上三个相邻的碱基称为 一个密码子（三联体密码）。
思考与讨论：已知一段mRNA的碱基序列是 AUGGAAGCAUGUCCGAGCAAGCCG，你 能结合密码子表写出对应的氨基酸序列吗？
DNA一条链
mRNA
原料 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 20种氨基酸
产物
信息传 递方向
DNA DNA DNA
RNA
肽链
DNA mRNA mRNA 蛋白质
特点
半保留复制，边 解旋边复制
边解旋边转录
一个mRNA分 子可以与多个 核糖体结合
能发生碱基配对的场所和过程:
场所: 细胞核、线粒体、叶绿体、 核糖体
练习巩固：
1.DNA分子的解旋发生在____D____过程中。
A.复制 B.转录 C.翻译
D.复制和转录
2.果蝇的遗传物质由____B_____种核苷酸组成。
A.2
B.4
C.5
D.8
3.一个DNA分子可以转录出多少种多少个mRNA 分子( C ) A.一种一个 B.一种多个 C.多种多个 D.无数种无数个
细胞质
U U A G AU AUC mRNA
问题情境： 转录后进入细胞质的mRNA仍是碱基
序列，而不是蛋白质。那么，mRNA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 将遗传信息翻译成蛋白质？
思考：mRNA的4种碱基如何决定20种氨基酸？ 碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样的？
感悟科学家破译遗传密码的推理过程： 1个碱基决定1个氨基酸？ 4种,不行！ 2个碱基决定1个氨基酸？
16种组合方式也不能决定20种氨基酸,不行！！
提出：mRNA上每3个相邻的碱基决定1个 氨基酸。 64种，可行！！！
密码子：mRNA上三个相邻的碱基称为 一个密码子（三联体密码）。
思考与讨论：已知一段mRNA的碱基序列是 AUGGAAGCAUGUCCGAGCAAGCCG，你 能结合密码子表写出对应的氨基酸序列吗？
DNA一条链
mRNA
原料 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 20种氨基酸
产物
信息传 递方向
DNA DNA DNA
RNA
肽链
DNA mRNA mRNA 蛋白质
特点
半保留复制，边 解旋边复制
边解旋边转录
一个mRNA分 子可以与多个 核糖体结合
能发生碱基配对的场所和过程:
场所: 细胞核、线粒体、叶绿体、 核糖体
练习巩固：
1.DNA分子的解旋发生在____D____过程中。
A.复制 B.转录 C.翻译
D.复制和转录
2.果蝇的遗传物质由____B_____种核苷酸组成。
A.2
B.4
C.5
D.8
3.一个DNA分子可以转录出多少种多少个mRNA 分子( C ) A.一种一个 B.一种多个 C.多种多个 D.无数种无数个
必修2第四章基因的表达PPT课件
密码子总数是 64 种， 但决定氨基酸的密码子是 61 种。
一种密码子决定一种氨基酸，但一 种氨基酸可以由1种或几种 不同的 密码子决定。 密码子的简并性
6返回
密码子与反密码子
亮氨酸
天冬氨酸
A AU
CUA
√ 一种tRNA只能携带一种氨基酸? × 一种氨基酸只能由一种tRNA携
带?
上一张 7返回
转录的具体过程
（A-U、T-A、G-C、C-G）
（ 7）转录的结果：mRNA
转录flash 8返回
DNA上的特殊序列
启动子： 引导RNA聚合酶与基因的正确部位结合 终止子： 阻碍RNA聚合酶的移动，并使其从DNA
模板链上脱离下来
9返回
遗传信息的翻译
转录得到的RNA仍是碱基序列，而不是蛋白 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？
细胞核
DNA的一条链 4种核糖核苷酸
mRNA 碱基互补配对
A-U、T-A、C-G、G-C
细胞质核糖体
mRNA 20种氨基酸 蛋白质（多肽链） 碱基互补配对 A-U、U-A、C-G、G-C
生命活动的体现 者和承担者
蛋白质
分 类
结构 蛋白
功能蛋白 （如：酶)
代谢 过程
遗传信息
遗传密码
表现性状
基因的表达
2
淀粉分支酶正常合成
蔗糖不合成为淀粉，蔗糖含量升高 蔗糖合成为淀粉，淀粉含量升高
淀粉含量低的豌豆由于失水 淀粉含量高，有效保留水分，豌 而显得皱缩（性状：皱粒） 豆显得圆鼓鼓（性状：圆粒）
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基因、蛋白质、性状的关系
一种密码子决定一种氨基酸，但一 种氨基酸可以由1种或几种 不同的 密码子决定。 密码子的简并性
6返回
密码子与反密码子
亮氨酸
天冬氨酸
A AU
CUA
√ 一种tRNA只能携带一种氨基酸? × 一种氨基酸只能由一种tRNA携
带?
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转录的具体过程
（A-U、T-A、G-C、C-G）
（ 7）转录的结果：mRNA
转录flash 8返回
DNA上的特殊序列
启动子： 引导RNA聚合酶与基因的正确部位结合 终止子： 阻碍RNA聚合酶的移动，并使其从DNA
模板链上脱离下来
9返回
遗传信息的翻译
转录得到的RNA仍是碱基序列，而不是蛋白 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？
细胞核
DNA的一条链 4种核糖核苷酸
mRNA 碱基互补配对
A-U、T-A、C-G、G-C
细胞质核糖体
mRNA 20种氨基酸 蛋白质（多肽链） 碱基互补配对 A-U、U-A、C-G、G-C
生命活动的体现 者和承担者
蛋白质
分 类
结构 蛋白
功能蛋白 （如：酶)
代谢 过程
遗传信息
遗传密码
表现性状
基因的表达
2
淀粉分支酶正常合成
蔗糖不合成为淀粉，蔗糖含量升高 蔗糖合成为淀粉，淀粉含量升高
淀粉含量低的豌豆由于失水 淀粉含量高，有效保留水分，豌 而显得皱缩（性状：皱粒） 豆显得圆鼓鼓（性状：圆粒）
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基因、蛋白质、性状的关系