3.4.1基因指导蛋白质的合成 课件-2022-2023学年高中生物

基因指导蛋白质的合成 第1节 第四章 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 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 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 PART 01 RNA的结构和功能 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，从细胞核转移到细胞质 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 G C T A G C U 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？（P65） 9 ①RNA的基本组成单位是核苷酸，含有四种碱基，可以传递遗传信息 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 ③组成RNA的碱基也遵循“碱基互补配对原则” 思考：RNA为什么可以作为DNA的信使传递信息呢？（P65） DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的？ 10 遗传信息的转录 PART 02 二、遗传信息的转录 1.转录的概念：在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板，合成RNA的过程。 2.条件： ①模板： 解开的DNA双链中的一条链 4种核糖核苷酸 细胞核 RNA聚合酶 ②原料： ③场所： ④酶： ⑤碱基互补配对： A-U T-A G-C C-G ⑥能量： ATP 主要在细胞核，含有DNA的部位如线粒体、叶绿体、拟核也可以发生转录 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，在RNA聚合酶的作用下开始mRNA的合成 第二步 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´ 3.过程 13 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P66 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 ； 思考·讨论 ② 该RNA与DNA互补链的碱基序列基本相同,只是DNA链上T的位置，RNA 链上是U 。 1953年4月25日，剑桥大学卡文迪许实验室的沃森（25岁）和克里克（37岁）在《自然》上发表了一篇一页的论文，题为《核酸的分子结构——脱氧核糖核酸的一种结构》 15 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-