第三章第二节 基因的结构

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基因的结构
第三章 第二节
预习提问
什么叫基因？
基因是指有遗传效应的DNA片段。
什么叫遗传效应？
遗传效应是指有转录为mRNA，继而翻译为蛋白质，或转录为核糖体RNA、转运RNA的功能。
中心法则
一 原核细胞的基因结构
编码区
非编码区
非编码区
编码区上游
编码区下游
调控遗传信息的表达
(调控序列)
编码蛋白质
(编码序列)
一 原核细胞的基因结构
编码区
非编码区
非编码区
与RNA聚合酶结合位点
RNA聚合酶是一种蛋白质，能识别并与调控序列中的结合位点结合，能催化DNA转录为RNA
一 原核细胞的基因结构
与RNA聚合酶结合位点
RNA聚合酶
A G G T C A C G T C G
T C C A G T G C A G C
一 原核细胞的基因结构
与RNA聚合酶结合位点
A G G T C A C G T C G
T C C A G T G C A G C
RNA聚合酶
A G G U C A C G U C G
一 原核细胞的基因结构
与RNA聚合酶结合位点
A G G T C A C G T C G
T C C A G T G C A G C
A G G U C A C G U C G
二 真核细胞的基因结构
编码区
非编码区
非编码区
编码区下游
调控遗传信息的表达
(调控序列)
外显子
(能编码蛋白质)
内含子
(不能编码蛋白质)
在真核细胞中，控制不同种类的蛋白质的基因，所含的外显子和内含子的数目是不同的，长度也有差别。
例如：人的血红蛋白中，有一种蛋白质叫做β－珠蛋白，它的基因有1700个碱基对，其中有3个外显子和2个内含子，能够编码146个氨基酸，其外显子的碱基对在整个基因碱基对中所占的比例是多少 ？
146×3÷1700×100%=26%
外显子的碱基对在整个基因碱基对中所占的比例
人的一种凝血因子的基因，在它的186000个碱基对中，有26个外显子和25个内含子，能够编码2552个氨基酸，其外显子的碱基对在整个基因碱基对中所占的比例是多少？
2552×3÷186000×100%=4%
真核细胞基因结构和原核细胞的有何相同点和不同点？
1）相同点：
都是由能够编码蛋白质的编码区和具有调控作用的非编码区组成。
2）不同点：
原核细胞基因的编码区是连续的，真核细胞基因的编码区是间隔的，不连续的。
三 人类基因组研究
什么叫人类基因组？
是指人体DNA分子所携带的全部遗传信息。
人类基因组计划(HGP，Human Genome Project)的主要目标是什么？
分析测定人类基因组的核苷酸序列
启动：20世纪90年代
耗资：30亿美元
参与：中国、美国、英国、法国、德国、日本。
研究人体单倍体基因组中的24条双链DNA分子(22条常染色体DNA和X、Y性染色体DNA)上的全部基因。
人类基因组计划的研究对象是什么？
包括绘制人类基因组的四张图，即遗传图、物理图、序列图和转录图。
人类基因组计划的主要内容是什么？
人类基因组计划要绘制的四张图具体是什么？
遗传图：
把基因标记在染色体上以遗传距离表示相对位置的图。(遗传距离以基因或DNA片段在染色体交换过程中分离的频率)
物理图：
表示DNA序列上DNA标记之间实际距离的图。
序列图：
整个人类基因组的核苷酸序列图。
转录图：
整个人类基因组中1%~5%的编码序列图。
什么技术为人类基因组的研究提供了可能
DNA克隆技术、DNA测序技术
DNA克隆技术：
是指将外源DNA插入到运载体中，然后转入到细菌等微生物细胞中扩增到几百万倍的过程。
DNA测序技术：
根据各种核苷酸(特别是碱基)的性质不同，测定DNA中的核苷酸种类、排列顺序等
人类基因组的研究有何意义
1）对于各种疾病，尤其是各种遗传病的诊断、治疗具有划时代的意义。
2）对于进一步了解基因表达的调控机制、细胞的生长、分化和个体发育的机制，以及生物的进化等也具有重要的意义。
3）将推动生物高新技术的发展，并产生巨大的经济效益。
1）下面关于真核生物基因的认识完全正确是一组是 （ ）
①编码区能够转录为相应的信使RNA，经加工参与蛋白质的生物合成
②在非编码区有RNA聚合酶结合点
③真核细胞与原核细胞基因结构完全一样
④内含子不能够编码蛋白质序列
A、①②③ B、②③④
C、③④① D、①②④
D
练习
2）原核细胞基因的非编码区组成是（ ）
A、基因的全部碱基序列组成
B、信使RNA上的密码序列组成
C、编码区上游和编码区下游的DNA序列组成
D、能转录相应信使RNA的DNA序列组成
C
练习
练习
3）关于一个典型的真核基因和原核基因结构特点的叙述，不正确的是 （ ）
A、都有不能转录为信使RNA的区段
B、都有与RNA聚合酶结合的位点
C、都有调控作用的核苷酸序列
D、都有内含子
D
判断题
1．原核细胞的基因结构中没有内含子，只有外显子。
（　　）
2．基因结构中的非编码序列通常是具有调控作用的。
（　　）
3．真核细胞基因结构中的非编码序列是位于编码区
上游和下游的核苷酸序列。（　　）
4．真核细胞的一个基因只能编码一种蛋白质，因此，
它的编码序列只含有一个外显子和一个内含子。（　 ）
×
×
√
×
《人类基因组计划》将得到浩如烟海的序列数据,仅将单
倍体人基因组30亿核苷酸对排色印出来,就将达百万页
之多,这大约相当于1000本上海市电话簿那样厚;据估
计,人类基因组的编码序列约1亿碱基对,只占基因组全序
列的3%.而非编码序列, 除已知对基因起调节作用或参与
染色体构建和功能活动的小部分外,大多数序列还不清楚.
由此可知,要破译“遗传语言”,读懂这包括天文数字的遗传
信息“天书“,其难度该有多大!
（１）人的体细胞的ＤＮＡ约有多少个核苷酸对？
（２）体细胞里的ＤＮＡ含有多少个脱氧核糖分子？
（３）性细胞中的ＤＮＡ含有多少个碱基？
（４）人类基因组计划中要测定多少条染色体？
６０亿
１２０亿
６０亿
２４条
小结
原核细胞的基因结构
真核细胞的基因结构
人类基因组研究