4.1 基因指导蛋白质的合成 课件 2022—2023学年高一下学期生物人教版必修2

基因指导蛋白质的合成 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? 基因(DNA)的分布： 蛋白质的合成场所： DNA的分布和蛋白质的合成场所不同，那么遗传信息如何传递？ 科学家推测： 在DNA和蛋白质之间，还有一种中间物质充当信使。 主要存在于细胞核（真核生物）中；拟核（原核生物） 核糖体（细胞质） 1955年，有人分别用洋葱根尖和变形虫进行实验。如果往洋葱根尖细胞和变形虫中加入RNA酶分解细胞质中的RNA,细胞中的蛋白质合成就会停止。而再加入从酵母菌中提取的RNA，则又能合成一定数量的蛋白质。同年，拉斯特（Laster Gold）等人将变形虫用同位素标记的尿嘧啶核苷酸培养液来培养，发现标记的RNA分子首先在细胞核中合成。 实验结果表明： 蛋白质的合成显然跟RNA有关 RNA扮演了什么角色 材料分析 ？ 遗传信息的转录 DNA和RNA的区别 DNA中文名称： RNA中文名称： DNA水解产物： RNA水解产物： DNA完全水解产物： RNA完全水解产物： 核糖 脱氧核糖 核糖和脱氧核糖的结构模式图 遗传信息的转录 脱氧核糖核酸 核糖核酸 脱氧核糖核苷酸 核糖核苷酸 脱氧核糖、磷酸、A、T、C、G（4种碱基） 核糖、磷酸、A、U、C、G（4种碱基） 思考：为什么RNA适于作DNA的信使？ （1）RNA也是由基本单位——核苷酸连接而成的，核苷酸也含有4种碱基，这使得RNA具备准确传递遗传信息的可能； （3） RNA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； （2） DNA链和RNA链能遵循“碱基互补配对原则”进行互补配对：A-U、T-A、G-C、 C-G 。 RNA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。 遗传信息的转录 RNA的种类 （1）mRNA: 携带着从DNA转录来的遗传信息，是合成蛋白质的模板。 mRNA上三个相邻的碱基决定着蛋白质的一个特定的氨基酸，遗传学上将这三个碱基称为密码子。 细胞核、细胞质 遗传信息的转录 信使RNA （2）tRNA: 它的一端是氨基酸结合的部位，另一端有3个碱基决定着携带氨基酸的种类，并能与mRNA上特定的密码子配对，称为反密码子。 细胞质 三叶草形，局部呈双链 RNA的种类 遗传信息的转录 转运RNA （3）rRNA: 它是核糖体的组成成分，同时催化肽键的形成。 核糖体 共同点：都是转录产生的，基本单位都是核糖核苷酸，都参与翻译过程 RNA的种类 遗传信息的转录 核糖体RNA RNA的种类和功能 示意图 英文名称 中文名称 结构 功能 共同点 mRNA tRNA rRNA 信使RNA 转运RNA 核糖体RNA 单链 单链（局部双链），经过折叠呈三叶草的叶形（内有部分碱基对），一端是携带氨基酸的部位，另一端有3个相邻的碱基 单链 传递遗传信息，作为蛋白质合成的模板；（课本原话：作DNA的信使） 识别密码子并转运氨基酸 核糖体的组成成分 ①都是转录产生的； ②基本单位都是四种核糖核苷酸； ③都参与翻译的过程 少数RNA还具有催化作用，有的作为RNA病毒的遗传物质 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 这个过程称为转录。 （叶绿体、线粒体、拟核）DNA在哪里，转录就在哪里发生 个体生长发育的整个过程（几乎所有活细胞中） 遗传信息的转录 ①模板： ②原料： ③酶： ④能量 时间： 转录的条件： DNA的一条链 4种游离的核糖核苷酸（A/U/C/G） RNA聚合酶 ⑴ 解旋 第1步：DNA双链解开（_________的催化），_____暴露出来； RNA聚合酶 碱基 注意：转录需要解旋，但不需要解旋酶（RNA聚合酶本身具有解旋功能） 转录-过程 遗传信息的转录 ⑵配对⑶连接 第2步：游离的____________与____________上的碱基互补配对， 在___________的作用下开始mRNA的合成； 核糖核苷酸 DNA模板链 第3步：新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。 （____________的催化形成____________） RNA聚合酶 磷酸二酯键 RNA聚合酶 该过程中，游离的核糖核苷酸随机地与DNA链上的碱基碰撞、互补配对； 遗传信息的转录 （4）释放 第4步：合成的_____从_______上释放