4.1 基因指导蛋白质的合成（教学课件）-【上好课】2022-2023学年高一生物同步备课系列 （人教版2019必修2）

第1节 基因指导蛋白质的合成 第四章 人教版 高一年级 RNA的结构和功能 01 遗传信息的转录 02 03 遗传信息的翻译、中心法则 CONTENTS 目录 美国科幻电影《侏罗纪公园》曾轰动一时。影片围绕着虚构的“侏罗纪公园”，展现了丰富而新奇的科学幻想：各种各样的恐龙飞奔跳跃、相互争斗，而这些复活的恐龙是科学家利用提取的恐龙DNA还原而来的。 讨论: 从原理上分析，利用已灭绝生物的DNA，真的能够使它们复活吗？ 新课导入 遗传信息储存在细胞核的DNA中 蛋白质的合成发生在核糖体 充当信使的中间物质---RNA 20世纪三四十年代，人们认识到DNA是由以下四种脱氧核苷酸连成的长链，并且具备2nm的稳定直径。但是因为当时人们对蛋白质更加熟悉，主流观点认为蛋白质是遗传物质，所以科学家们并没有对DNA的结构展开深层次的研究 4 RNA的结构和功能 PART 01 一、RNA的结构和功能 1.元素组成： C、H、O、N、P 2.基本组成单位： 核糖核苷酸 3.结构： 一般是单链，比DNA短，能通过核孔，从细胞核转移至细胞质。 6 rRNA 4. RNA种类 信使RNA 转运RNA 核糖体RNA 7 种类 mRNA tRNA rRNA 名称 信使RNA 转运RNA 核糖体RNA 分布 功能 示 意 图 共同点 细胞核、细胞质 细胞质（主要） 与蛋白质结合成核糖体 翻译的直接模板 翻译时运载氨基酸 组成核糖体 ①都是转录产物 ②基本单位相同 ③都与翻译过程有关 5.三种RNA的比较 8 比较项目 DNA RNA 基本单位 五碳糖 含氮碱基 结 构 主要存在部位 DNA与RNA的比较 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 脱氧核糖 核糖 A T C G A U C G 通常呈双螺旋结构 多为单链结构 细胞核 细胞质 思考：RNA为什么可以作为DNA的信使传递信息呢？ 9 ①RNA也是由核苷酸组成，含氮碱基有A、G、C、U，具备准确传递遗传信息的可能。 ②RNA一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。 ③RNA与DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”；因此以mRNA为媒介可将遗传信息传递到细胞质中。 ④RNA为单链结构，不稳定，易降解，使得完成使命的RNA能迅速分解，保证生命活动的有序进行。 10 遗传信息的转录 PART 02 二、遗传信息的转录 1.概念：以DNA的一条链为模板,按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。其实质是将DNA脱氧核苷酸序列转录成mRNA核糖核苷酸的序列。 2.条件： ①模板： DNA的一条链，另一条链称为信息链。 4种核糖核苷酸 细胞核 RNA聚合酶(作用) ②原料： ③场所： ④酶： ⑤碱基互补配对： A-U T-A G-C C-G 3.意义：使遗传信息从DNA转移至RNA，为翻译过程提供模板mRNA。 ⑥能量： ATP（物质） 1.解旋 2.催化磷酸二酯键的形成 12 RNA聚合酶将DNA双链解开，碱基暴露出来 第一步 游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对 第二步 在RNA聚合酶的作用下，新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的RNA分子上 第三步 合成的RNA从DNA链上释放，而后DNA双螺旋恢复 第四步 3´ 3´ 5´ 5´ 5´ RNA与模板链是反向的 13 DNA复制与DNA转录 比较项目 DNA复制 DNA转录 模板 原料 碱基互补配对原则 酶 产物 DNA RNA DNA的两条链 DNA的一条链 四种脱氧核苷酸 四种核糖核苷酸 A-T；G-C A-U；T-A；G-C 解旋酶、DNA聚合酶等 RNA聚合酶 模板链 mRNA携带的遗传信息如何翻译成蛋白质？ 1.转录与DNA复制有什么共同之处？这对保证遗传信息的准确转录有什么意义？ 遗传信息的转录过程 转录与复制都需要模板、都遵循碱基互补配对原则，等等。其中，碱基互补配对原则能够保证遗传信息传递的准确性。 2.与DNA复制相比，转录所需要的原料和酶各有什么不同？ DNA复制所需要的原料是4种游离的脱氧核苷酸，所需要的酶是解旋酶和DNA聚合酶；转录所需要的原料是4种游离的核糖核苷酸，所需要的酶是RNA聚合酶。 思考·讨论 DNA双链片段 a链 b链 C G A A C C T C A C G C 信使RNA 比较mRNA和b链，以及mRNA和a链的碱基序列的差异。 G C T T G G A G T G C G G C U U G G A G U G C G 3.转录产生的RNA的碱基序列与其模板链的碱基序列有何异同点？与DNA的另外一条链的碱基序列有何异同点？ ① 该RNA与DNA模板链的碱基互补配对，A 与U配对，而非T