4.1 基因控制蛋白质的表达-【精讲课】2022-2023学年高一生物同步高效优质课件（人教版2019必修2）

4.1基因指导蛋白质的合成 必修二《遗传与进化》第四章 基因的表达 1 绿色荧光蛋白(Green fluorescent protein，简称GFP)：是一个由约238个氨基酸组成的蛋白质，从蓝光到紫外线都能使其激发，发出绿色萤光。 通过基因工程技术（转基因技术），绿色萤光蛋白(GFP)基因已被导入并表达在许多物种，包括细菌，酵母和其他真菌，鱼（例如斑马鱼），植物，苍蝇，甚至人等哺乳动物的细胞。 2008年， 瑞典皇家科学院将诺贝尔化学奖授予对GFP的发现、表达和开发做出了杰出贡献的三位科学家：下村修、马丁•查尔菲和钱永健。 钱永健是一位伟大的华人科学家，祖籍杭州，是导弹之父-钱学森的堂侄。一生获奖无数，几乎囊括所有生命科学领域大奖，也是唯一一位华人沃尔夫奖和诺贝尔奖“双得主”。 2 语言矛盾： 位置矛盾： ATGC碱基 排列顺序 氨基酸 排列顺序 基因的载体：染色体位于细胞核 蛋白质合成在核糖体（细胞质） 3 资料1：嗤菌体侵染大肠杆菌,该细菌ＲＮA和蛋白质的合成会立即停止，接着生成少量新的ＲＮＡ。经过一系列艰辛的细胞分析后，人们确定这种ＲＮＡ的结构很像一条ＤNＡ链，其碱基的比率与入侵的噬菌体的碱基比相同，而与被侵入的细菌ＤNＡ的碱基比不同。 资料 2：1955 年 Brachet 用变形虫进行了实验：若加入RNA酶降解细胞中的RNA，则蛋白质合成停止，若再加入RNA，则又可以重新合成一些蛋白质。 资料3：Goldstein 和 Plaut 用同位素标记变形虫RNA的前体，发现标记的RNA先都出现在核内，经过一段时间后发现被标记的RNA分子已在细胞质中。 DNA RNA 转录 核 核糖体（质） ？ 蛋白质 关键问题1：细胞核染色体是DNA的载体，DNA上线性排列的基因携带的遗传信息是怎样传递到细胞质中去的?即如何解决“区域”矛盾？ 4 关键问题2：为什么RNA适于作DNA的信使？ 核糖 脱氧核糖 核酸 基本单位 五碳糖 含氮碱基 核苷酸种类 平面结构 DNA RNA 请仔细研读教材与图片资料，探讨RNA与DNA分子在基本单位、平面结构等方面的区别？ 5 DNA和RNA在化学组成上的区别 脱氧核糖 胸腺嘧啶（T） 磷酸 腺嘌呤（A） 鸟嘌呤（G） 胞嘧啶（C） 核糖 尿嘧啶（U） DNA RNA RNA的分子组成与DNA很相似，一般是单链，比DNA短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。 关键问题2：为什么RNA适于作DNA的信使？ 6 RNA是由多个核糖核苷酸连接而成的单链分子。 RNA分为3种 1、信使RNA（mRNA） 蛋白质合成的模板。 2、转运RNA（tRNA） 氨基酸的运载工具。 3、核糖体RNA（rRNA） 核糖体的组成部分。 蛋白质 rRNA 核糖体 tRNA mRNA 关键问题2：为什么RNA适于作DNA的信使？ 7 关键问题2：为什么RNA适于作DNA的信使？ DNA RNA 组成元素相同 C、H、O、N、P 基本单位不同 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 组成不完全相同 五碳糖 脱氧核糖 核糖 含氮碱基 A、G、C、T A、G、C、U 分布不同 主要在细胞核 主要在细胞质 空间结构不同 规则的双螺旋结构 通常呈单链 种类不同 1种（DNA） 3种（mRNA、tRNA、rRNA） 功能不同 生物的主要遗传物质 作为部分病毒的遗传物质 作为翻译的模板 作为氨基酸的搬运工 参与核糖体的构成 少数具有催化作用 8 U A G C 游离的核糖核苷酸 RNA聚合酶 第1步：DNA双链解开，碱基暴露出来 第2步：游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对，在RNA聚合酶作用下开始mRNA的合成 第3步：新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上 第4步：新合成的mRNA从DNA链上释放。而后，DNA双螺旋恢复。 DNA 关键问题3：DNA的遗传信息怎样传递给mRNA？ 9 A G T A C A A A T A G C U G A C G G U U U RNA 聚合酶 关键问题3：DNA的遗传信息怎样传递给mRNA？ 10 A G T A C A A A T A G C U G A C G G U U U 关键问题3：DNA的遗传信息怎样传递给mRNA？ 11 A G T A C A A A T A G C U G A C G G U U U 关键问题3：DNA的遗传信息怎样传递给mRNA？ 12 A G T A C A A A T A G C U G A C G G U U U 关键问题3：DNA的遗传信息怎样传递给mRNA？ 13 A G T A C A A A T A G C U G A C G