必修全一册第三第2节基因结构.docVIP

年 级 高三 学 科 生物 版 本 人教版 内容标题 基因结构 编稿老师 陈义 【本讲教育信息】 一. 教学内容： 基因结构 二. 学习内容： 本周学习基因的结构和基因的表达。掌握真核和原核生物的基因结构特点，两者的基因结构差异，区别编码区域非编码区的特点作用。 三. 学习重点： 1. 原核细胞和真核细胞的基因结构 2. 基因结构的差别 四. 学习难点： 1. 原核生物和真核生物的基因结构 2. 原核生物和真核生物的非编码区区别 五. 学习过程： （一）基因结构 1. 基因 概念：具有遗传效应的DNA片断（无论是核基因还是质基因储存、传递和表达遗传信息早在20世纪50年代，科学家们就开始了对基因内部结构的研究直到70年代中期，随着DNA分析技术的发展，人们才对基因的结构有所认识。原核细胞的基因结构真核基因是不连续基因：鸡卵清蛋白mRNA与DNA杂交实验 鸡卵清蛋白基因的大小和结构如下：　　（1）A、B、C、D、E、F、G的序列不能转录，约占75.2%5641bp） （2）L、1、2、3、4、5、6、7的序列能够转录，约占24.8%1859bp） 大小：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。 特点： 编码区：连续核苷酸结构，指导蛋白质的合成 意义：非编码区虽然不能编码蛋白质，但有调控遗传信息表达的核苷酸序列对于遗传信息的表达是不可缺少的。RNA聚合酶是由多个肽链构成的蛋白质 催化DNA转录为RNARNA聚合酶识别调控序列中的结合位点与结合开始转录RNA聚合酶沿DNA分子移动，并DNA分子的一条链为模板合成RNA转录完毕后，RNA链释放出来RNA聚合酶从DNA模板链上脱落 真核细胞的基因结构 由编码区和非编码区两部分真核细胞的基因结构要比原核细胞的基因结构复杂 B. 编码区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 内含子功能目前还没有统一的认识内含子对基因的转录具有某种调控作用内含子在生物进化的某一个阶段曾起过重要作用，如把编码同一种功能蛋白质的外显子连锁在一起。 真核细胞中，不同种类的蛋白的基因所含的外显子和内含子的数目是不同的，长度也有差别真核细胞中，每一个能够编码蛋白质的基因都含有若干个外显子和内含子人的血红蛋白中，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。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 β－珠蛋白基因外显子的碱基对在整个基因碱基对中所占的比例凝血因子基因中外显子的碱基对在整个基因碱基对中所占的比例真核细胞中，编码基因真核细胞中，人类基因组研究人们根治了天花，战胜了霍乱，控制了麻疯病等一些过去被判为不治之症的疾病人类在对自身的认识和保护方面，却有许多不如人意之处。比如肿瘤、心血管疾病日益成为人类死亡的主要病因全世界还有20％～50％的人备受各种慢性疾病的折磨目前，我国还有11％的人患有高血压，2.5％的人智力低下实际上，人类的许多生理和病理现象都与基因有关为了进一步了解基因的结构和功能1990年由美国科学家率先提出了人类基因组计划（HGP，Human Genome Project）全球范围的全面研究人类基因组的重大科学项目目前参与这项工作计划的有包括中国在内的6个国家（其他是美国、英国、法国、德国、日本），其中我国是参与这项研究计划的唯一发展中国家。人类基因组指人体DNA分子所携带的全部遗传信息人的单倍体基因组由24条双链的DNA分子组成（包括1～22号染色体DNA与X、Y染色体DNA）有30亿个碱基对，估计有10万个基因。人类基因组计划分析测定人类基因组的核苷酸序列主要内容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。搞清楚每一个基因的核苷酸序列。 1人类只有一个基因组1）由24条染色体DNA分子组成22条常染色体和X、Y染色体2）人体染色体DNA约有3×109bp，含有3万~3.5万个基因3）携带着人类的全部遗传信息2. 人类基因组计划绘制4张图1）遗传图：利用染色体上基因交换频率，推断基因之间的遗传距，根据点测交实验确定各个基因的相互位置和排列顺序，绘制基因连锁图2）物理图：用限制酶将染色体切割成若干片段，利用互补原理通过分子杂交法，以一小段DNA序列作为标记，分析标记间的距离并确定各个片段在染色体上的实际排列顺序3）转录图：反映在正常或受控条件下能够表达的cDNA片段数目、种类、结构与功能的信息4）序列图：测定人类基因组的DNA序列是核心DNA克隆技术和DNA测序技术成2000年6月