4.1 基因指导蛋白质的合成（第1课时）-【轻松备课】2022-2023学年高一生物同步精品课件（人教版2019必修2）

第1节 基因指导蛋白质的合成 Gene guided protein synthesis 授课人： 工作单位： 人教版 2019 必修二《遗传与进化》 目标 01 02 03 RNA的组成与种类 RNA作为DNA信使的原因 遗传信息的转录 教学目标 问题探讨 将苏云金杆菌抗虫蛋白基因（Bt 抗虫蛋白基因）转入普通棉花，培育出的棉花植株会产生 Bt 抗虫蛋白。转入的是基因，得到的却是蛋白质！为什么会这样？ 苏云金杆菌 提取 Bt抗虫蛋白基因 导入 棉花细胞 Bt抗虫蛋白 Bt基因表达 原来，基因可以控制蛋白质的合成，这个过程就是基因的表达。 思考：细胞核中DNA如何指导细胞质中蛋白质合成呢？ 问题探讨 细胞核 核糖体 细胞质 DNA (2nm) 核孔0.9nm 语言矛盾： ATGC碱基 排列顺序 氨基酸 排列顺序 位置矛盾： 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） 问题探讨 资料1: 1955年,戈德斯坦和普劳特观察到放射性物质标记的RNA从细胞核转移到细胞质。 资料2：1955年，布拉切特以洋葱根尖和变形虫为材料，用RNA酶分解细胞中的RNA，蛋白质的合成就停止。如果再加入酵母中提取的RNA，蛋白质又开始合成。 DNA RNA ？ 蛋白质 核 质 ？ 转 录 翻 译 一、为什么RNA适合做DNA的信使 1. DNA和RNA在化学组成上的区别 H 含氮碱基 腺嘌呤（A） 鸟嘌呤（G） 胞嘧啶（C） 胸腺嘧啶（T） 腺嘌呤（A） 鸟嘌呤（G） 胞嘧啶（C） 尿嘧啶（U） 含氮碱基 DNA RNA RNA的基本组成单位——核糖核苷酸也含有4种碱基（AUCG），这些特点使得RNA具备传递遗传信息的可能。 一、为什么RNA适合做DNA的信使 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 RNA是由多个核糖核苷酸连接而成的单链分子。 2. RNA的组成和种类 一、为什么RNA适合做DNA的信使 DNA RNA是单链，比DNA短，能够通过核孔转移到细胞质中。 RNA 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 一、为什么RNA适合做DNA的信使 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。 一、为什么RNA适合做DNA的信使 3. RNA适合做信使的原因 二、遗传信息的转录 思考：DNA的遗传信息怎样传递给mRNA？ 二、遗传信息的转录 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 二、遗传信息的转录 转录的方向 RNA聚合酶 DNA mRNA 5' 3' 5' 3' 游离的核 糖核苷酸 RNA 是在细胞核中，通过RNA 聚合酶以 DNA 的一条链为模板合成的过程。 1.转录的概念： 2.条件： 模板： 原料： 酶： 能量： DNA的一条链 RNA聚合酶 游离的四种核糖核苷酸 ATP 4.产物： mRNA（还有tRNA和rRNA） 3.原则： 碱基互补配对 RNA聚合酶 T C G A T C G A T T G C A A C G T A C A C G G T A A T T 第1步：DNA双链解开，碱基暴露出来。 5.过程： 14 T C G T C G T T G C C G C G G T A C A A A T A A T T A A 5’ 3’ 5’