基因

核酸与基因细胞核、染色体、DNA、基因关系细胞核、染色体、DNA、基因、蛋白质、性状的关系图解螺旋染色质染色体（间期、细丝网状）（分裂期、棒状）螺旋缠绕缩短变粗着丝点染色质和染色体与姐妹染色单体关系染色体（棒状X型）分裂期着丝点S:复制螺旋缠绕缩短变粗染色质（细丝状）间期姐妹染色单体，各有1个DNA分开2条染色单体1个DNA2个DNA核酸核糖核酸（RNA）1、核酸的分类脱氧核糖核酸（DNA）2、核酸的基本结构单位——单核苷酸相邻核苷酸的连接键——3’-5’磷酸二酯键磷酸核糖（RNA）3、单核苷酸的组成戊糖脱氧核糖（DNA）碱基A、G、C、T（DNA)A、G、C、U（RNA)腺嘌呤鸟嘌呤胞嘧呤胸腺嘧呤尿嘧呤核酸的结构组成OO-HCH2POO-HOHHHH碱基脱氧核苷酸DNA磷酸脱氧核糖OO-HCH2POO-HOHHOHH碱基核糖磷酸核糖核苷酸RNA核苷酸1.DNA种类OO-HCH2POO-HOHHHH碱基腺嘌呤(A)鸟嘌呤(G)胸腺嘧啶(T)胞嘧啶(C)腺嘌呤脱氧核苷酸dAMPATGC鸟嘌呤脱氧核苷酸dGMP胸腺嘧啶脱氧核苷酸dTMP胞嘧啶脱氧核苷酸dCMP(4种)尿嘧啶(U)胞嘧啶(C)鸟嘌呤(G)腺嘌呤(A)2.RNA种类(4种)OO-HCH2POO-HOHHOHH碱基尿嘧啶(U)AUGC鸟嘌呤核糖核苷酸GMP尿嘧啶核糖核苷酸UMP胞嘧啶核糖核苷酸CMP腺嘌呤核糖核苷酸AMP单核苷酸种类dAMPAMPDNAdGMPRNAGMPdCMPCMPdTMPUMP单链RNA双链DNA比较项目DNARNA基本单位戊糖含氮碱基结构主要存在部位DNA、RNA的区别脱氧核苷酸核糖核苷酸脱氧核糖核糖A、G、C、TA、G、C、U双螺旋结构单链结构细胞核（线、叶）细胞质一、DNA(一)DNA结构模型:双螺旋结构要点:①双链，方向相反，互相平行,一起螺旋②磷酸和戊糖构成主链(骨架)，排在外侧③碱基对（氢键）排在内侧，遵循碱基互补原则：A-T，G-C④螺旋每周含10个碱基对练习：1、已知DNA其中一条链的碱基序列如下，请写出其另一条链碱基序列：DNA:5’ATGGCTAATCGGTCG3’3’5’2、已知某DNA分子中碱基G含量占19%，问：碱基C、T、A各占多少？3、核酸种类（）和（）4、构成核酸的碱基有（）种5、核苷酸的分子组成包括（）（）（）6、DNA的结构模型为（），其碱基配对原则是（）,碱基对通过()键连接.DNA的功能（一）储存遗传信息（二）复制（三）转录一、储存遗传信息（包含许多基因）•虽然DNA的碱基只有4对，但排列顺序各不相同•如DNA中有n个碱基对，则排列方式有4n种(二)DNA半保留复制（细胞核内进行，S期）DNA的复制（DNADNA）1、方式——半保留复制2、模板链：2条链3、过程：解旋互补合成（5’—3’）重新螺旋4、碱基互补原则：A-T，G-C5、结果：产生2个相同的DNA分子6、特点：复制没有严格的选择性1个DNA分子复制n次，将产生2n个DNA分子半保留复制:DNA复制后产生2个DNA分子,每个DNA分子都是由一条模板链(母链)和一条新合成的互补链(子链)组成.（三）转录（DNARNA）（细胞核内进行）（1）概念：以DNA双链中的一条链为模板合成RNA的过程。（2）模板链：一条链（3，-5，）（3）过程：解旋互补合成RNA脱落RNA加工（4）碱基互补原则：A-U，G-C，T-A（5）结果：产生1个RNA分子（6）特点：转录有严格的选择性(7)产物：mRNA、tRNA、rRNA剪接（内含子）戴帽（5，）加尾（3，）剪接（7）转录后加工：剪接（剪内含子对应部分）、戴帽、加尾戴帽加尾被剪切被剪切1324DNA(基因)RNA蛋白质蛋白质的基本单位氨基酸（20种）三、RNA的结构与功能（三种）信使RNA（mRNA）:传递遗传信息，指导蛋白质合成（DNAmRNA蛋白质）转移RNA(tRNA)：运输氨基酸核糖体RNA(rRNA)：合成蛋白质1、信使RNA（mRNA）①功能：传递遗传信息，指导蛋白质的合成（DNAmRNA蛋白质）②密码子——mRNA上每相邻的3个碱基一种密码决定一种氨基酸③起始密码：AUG（甲硫氨酸）终止密码：UAAUAGUGA（不决定氨基酸）密码子有43=64-361种(61种密码子决定20种氨基酸)问:某mRNA上包含100个密码子,至少包含多少个碱基?mRNA上包含900个碱基,最多包含多少个密码子?密码子特点1.起始密码和终止密码2.兼并性3.连续性4.方向性5.通用性2、转移RNA(tRNA)①结构：三叶草型②功能：运输氨基酸③反密码子：与密码子碱基互补(A-U,G-C。61种）密码子mRNA:5’AUGGCUAAUCGG3’反密码子tRNA:3’UACCGAUUAGCC5’氨基酸连接部与密码子互补3、核糖体RNA(rRNA)①特点：含量最多、分子量最大，占80%-90%存在于核糖体中②功能：合成蛋白质将tRNA运输过来的氨基酸，以肽键连接，形成多肽链，最终合成蛋白质（一）转录：以DNA为模板合成mRNA分子的过程。（二）翻译：以mRNA为模板合成蛋白质的过程。基因表达(蛋白质的合成)（DNA基因mRNA蛋白质）转录翻译细胞核细胞质基因表达转录翻译细胞核内细胞质中（三）转录（DNARNA）（细胞核内进行）（1）概念：以DNA双链中的一条链为模板合成RNA的过程。（2）模板链：一条链（3，-5，）（3）过程：解旋互补合成RNA脱落RNA加工（4）碱基互补原则：A-U，G-C，T-A（5）结果：产生1个RNA分子（6）特点：转录有严格的选择性(7)产物：mRNA、tRNA、rRNA剪接（内含子）戴帽（5，）加尾（3，）（二）翻译（mRNA蛋白质）（细胞质中进行）（1）概念：以mRNA为模板合成蛋白质的过程。（2）遗传密码DNARNA蛋白质蛋白质的基本单位氨基酸（20种）三、RNA的结构与功能（三种）信使RNA（mRNA）:传递遗传信息，指导蛋白质合成（DNAmRNA蛋白质）转移RNA(tRNA)：运输氨基酸核糖体RNA(rRNA)：合成蛋白质信使RNA（mRNA）1、密码子——mRNA上每相邻的三个碱基一种密码决定一种氨基酸2、起始密码：AUG（甲硫氨酸）终止密码：UAAUAGUGA（不决定氨基酸）决定氨基酸的密码子有43=64-3=61种，即61种密码子决定20种氨基酸（二）翻译（mRNA蛋白质）（细胞质中进行）（3）蛋白质的合成氨基酸的活化：tRNA氨基酸-tRNA起始：反密码子与起始密码结合延长：肽链延长终止：遇到终止密码，翻译结束问:1.某mRNA上包含200个密码子,至少包含多少个碱基?2.mRNA上包含300个碱基,最多包含多少个密码子?蛋白质的合成转录翻译蛋白质rRNA中心法则示意图三种RNA一、名词解释半保留复制密码子反密码子转录翻译基因基因组基因突变二、填空1、起始密码是（），终止密码包括（）（）（）,决定氨基酸的密码子有（）种，共决定（）种氨基酸．2、遗传信息的表达包括（）和（）两个步骤。三、简答题1、比较DNA与RNA的区别2、比较DNA转录与复制的区别3、已知DNA其中一条链的碱基序列如下：5’ACATCGGGACTT3’,(1)写出DNA另一条链碱基序列.(2)写出以3’-5’链为模板合成的mRNA(3)写出密码子及其代表的氨基酸.(4)写出相应tRNA的反密码子(5)写出中心法则示意图基因与基因组一、基因的概念1、基因——是遗传的基本单位，是具有遗传效应的DNA的片段。基因的载体是染色体基因产物：mRNA、tRNA、rRNA细胞核、染色体、DNA、基因、蛋白质、性状的关系图细胞核、染色体、DNA、基因关系二、基因的种类细胞核基因:2.5-3.5万个基因线粒体基因：37个基因（线粒体遗传病——母系遗传）基因的基本特征：（1）基因可以自我复制（2）基因决定性状（3）基因可以发生突变三、结构基因的结构与功能DNA编码链反编码链5'5'3'3'模板链反义链非模板链有义链（一）真核细胞基因的分子结构1、原核生物——连续基因2、真核生物——断裂基因（外显子和内含子）断裂基因1、断裂基因（splitgene）外显子（exon）内含子（intron）编码序列非编码序列被剪（一）真核生物基因的分子结构2、外显子（n+1个)被内含子(n个)隔开3、外显子与内含子接头——GT-AG剪接信号内含子（intron）:非编码序列通过RNA剪接被去除外显子（exon）：编码序列通过RNA剪接相互连接（二）侧翼序列包括启动子、增强子、终止子1、启动子：TATA框、CAAT框、GC框(启动基因的转录）2、增强子：增强基因转录活性3、终止子：提供转录终止信号侧翼序列：基因的5’和3’端的一段不被转录的非编码区ATAATTATAGGTCCAATCT（1）启动子转录起始点上游一段特异的核甘酸序列种类TATA框CAAT框GC框位置-20~-30bp-70~-80bpCAAT框两侧保守序列GGCGGG作用准确识别转录起始点促进转录增强转录效率（2）增强子：启动子上游或下游的一段DNA序列，增强转录效应（200倍），具组织特异性。核心序列为TGGAGA（3）终止子：3'下游的非编码区反向重复序列5’－AATAAA－3’基因的生物学作用•一、基因储存遗传信息•二、基因复制（DNA复制）•三、基因表达（转录和翻译）（DNAmRNA蛋白质）三、基因表达的调控1、原核生物基因表达的调控主要在转录水平上一个启动子乳糖操纵子一个操纵基因三个结构基因2、真核生物基因表达的调控第三节基因突变•荷兰DeVris提出•月见草变异，称为突变•于1901～1903年发表了“突变学说”。1910年摩尔根（Morgan)首先肯定了基因突变（果蝇由红眼到白眼）•基因突变也称点突变，是生物进化的源泉。•分为两大类：•染色体畸变和基因突变•基因突变：指基因DNA在分子结构上发生的碱基组成或排列顺序及数量的改变。•自然突变：由外界环境条件的自然作用或者由生物体内的生理和生化变化而发生的突变。•诱发突变：在专门的诱变素影响下发生的突变。一、基因突变的概念二、基因突变的诱发因素A.自然突变:自然发生的突变B.诱发突变:在人为条件下发生的突变如:正常绵羊突变产生短腿安康羊如:太空椒，人工育种中子照射不抗锈病的燕麦种子,变成抗锈病个体太空椒普通青椒神奇的太空育种基因突变发生的时间？细胞周期中的分裂间期A.有丝分裂间期B.减数第一次分裂间期体细胞生殖细胞基因突变（一般不能传给后代，如肿瘤）基因突变（可以传给后代）DNA在进行复制时发生错误或由于某种原因断裂后进行修复时发生错误。诱发因素可以分为：物理因素化学因素生物因素X射线、激光等亚硝酸和碱基类似物等病毒和某些细菌等•（一）化学诱变因素：主要包括药物、除草剂、杀虫剂、防腐剂、食物添加剂、大气污染物、工业废残渣等。•根据诱变剂对基因的作用方式分为：•1、碱基类似物：是指与正常碱基结构类似的嘌呤或嘧啶，在DNA复制时错误配对结合到DNA中，造成碱基替换。•2、烷化剂：可向DNA分子的核苷酸上添加烷基，造成基因突变。•3、芳香簇化合物：能够嵌入DNA核苷酸序列中，造成碱基的插入或丢失，导致移码突变•（二）物理诱变因素：辐射•分为：•1、电离辐射：电离使DNA分子发生化学变化，严重时引起染色体畸变•2、紫外线的诱变作用：主要表现为嘧啶碱二聚体化，最常见的是胸腺嘧啶二聚体，改变DNA局部结构，引起突变•（三）生物诱变因素：病毒、细菌、真菌及某些微生物也可引起基因突变。如乙肝病毒、人乳头瘤病毒。三、基因突变的特性①稀有性:自然界突变率很低：10－6-10-4②重复性:已发生突变的基因可以再次发生突变③可逆性：基因突变的方向是可逆的。④多向性：一个基因可以向不同发生突变⑤有害性:多数有害,少数有利基因突变的重复性•同一突变可以在同种作物的不同个体间多次发生，且发生频率也相似突变的可逆性显性基因A→隐性基因a正突变（forwardmutation）隐性基因a→显性基因A回复突变或反突变（backmutation）正突变