1.2遗传信息通过复制和表达进行传递课件-2022-2023学年高一下学期生物沪科版（2019）必修2

第2节 遗传信息通过复制和表达进行传递 必修2 遗传与进化 第1章 遗传的分子基础 本节重点 中心法则及其发展 DNA为什么要进行复制？ 为了保证细胞分裂产生的2个子细胞中含有相同的遗传信息 所以没有分裂能力的细胞不会进行DNA复制 DNA如何进行复制？ 观看视频《DNA复制》 遵循碱基配对的原则，从5´到3´方向合成新生链 DNA复制时，首先是DNA解旋酶从复制起点处打开DNA双链之间的氢键（真核细胞的DNA有多个复制起点） 使部分双链解开，形成两条单链，作为复制的母链 随后，单链DNA结合蛋白像“楔子”一样结合在这两条单链上 防止单链再次结合成为双链（氢键会自发形成，无需酶的催化） 然后，DNA聚合酶和其他一些特定蛋白质被招募到DNA上，以打开的母链为模板 以4种脱氧核苷三磷酸（dATP、dTTP、dGTP、dCTP）为原料 随着DNA双链不断解旋，新生链不断延长 直至DNA复制全部完成 因此称为半保留复制 在复制得到的子代DNA中 一条单链来自母链 另一条单链是新合成的 DNA复制为什么被称为半保留复制？ 曾经关于DNA的复制方式有3种假设：半保留复制、全保留复制和分散复制？ 最终科学家是通过何种方式证明DNA的复制方式是半保留复制的？ 观看视频《证明DNA半保留复制的实验》 在RNA聚合酶的作用下，以DNA上特定片段的一条链为模板合成RNA，该过程称为转录 DNA是遗传物质，但无法承担大多数生物学功能， 大多数的生物学功能是由什么承担的？ 蛋白质 DNA是通过控制蛋白质的合成来控制生物学功能的 细胞核中的DNA无法进入细胞质，细胞质中的核糖体无法进入细胞核， DNA是如何把遗传信息传递给核糖体，从而控制蛋白质合成的？ RNA通过核孔进入细胞质，与核糖体结合，充当合成蛋白质的模板，该过程称为翻译 这种在DNA上能转录出RNA的特定功能片段称为基因 充当蛋白质合成模板的RNA称为信使RNA（简写为mRNA） 转录和翻译的过程称为基因表达 观看视频《基因表达》 转录的过程是怎样的？ 转录的过程可划分为起始、延伸和终止三个阶段 起始：RNA聚合酶识别并结合到启动子区域, DNA双链局部解旋，RNA聚合酶催化形成RNA链的第一个磷酸二酯键 延伸：RNA聚合酶沿着模板链向其5´方向移动, RNA链不断延长 终止：终止子的特定结构会导致RNA聚合酶和RNA链从DNA模板上脱离，转录过程终止 转录过程中，以DNA单链为模板 以4种核糖核苷三磷酸（ATP、UTP、GTP、CTP）为原料 遵循A-U、T-A、G-C配对的原则 沿5´→3´方向逐一连接成一条单链RNA 转录将基因中碱基序列蕴含的信息转化成了RNA碱基序列中的信息 mRNA（信使RNA）、tRNA（转运RNA）和rRNA（核糖体RNA）等 转录的产物有哪些？ 翻译的过程是怎样的？ mRNA中每三个相邻的核苷酸对应一个氨基酸（或翻译过程的终止信息） 称为密码子 破译密码子的含义是探究和理解多肽链合成过程的关键 科学家通过不断实验，破译了所有密码子，得到了遗传密码表 由两种及两种以上密码子对应同一种氨基酸的情况 称为简并性 大多数生物所使用的遗传密码表是相同的 起始密码子编码/不编码氨基酸 终止密码子编码/不编码氨基酸 tRNA担任着运送多肽链合成所需氨基酸的“运输车”和识别mRNA中密码子的“联络员”的双重角色 tRNA中段的三个核苷酸称为反密码子 可识别mRNA上的密码子 如图1-13中tRNA反密码子5´-GAA-3´可识别 密码子5´-UUC-3´ 氨基酸经活化后与tRNA结合，形成氨酰tRNA, 参与多肽合成 并兼有识别mRNA以及催化肽键形成的功能 rRNA与多种蛋白质结合形成核糖体 含大、小两个亚基 为翻译过程提供场所 翻译的基本过程如下： 核糖体小亚基与mRNA结合 并按照5´→3´的方向沿mRNA滑动 当滑动到mRNA的起始密码子处时 携带第一个氨基酸的氨酰tRNA（甲硫氨酰tRNA）结合到mRNA上 并识别第二个密码子 核糖体大亚基结合上来 形成完整的核糖体 携带第二个氨基酸的氨酰tRNA进入 在酶的催化下，第一个tRNA携带的甲硫氨酸 与第二个tRNA携带的氨基酸形成二肽 核糖体继续滑动 造成已成“空载”的第一个tRNA移位并释放 携带二肽的第二个tRNA也随之移位 空出的位置准备接受第三个tRNA 如此重复，不断将新的氨基酸加入到肽链中 二肽中第二个氨基酸与第三个tRNA上携带的氨基酸 形成第二个肽键 当“读码”进行到终止密码子时 肽链延伸终止, 多肽链合成结束 而在原核生物中，往往不需要这一加工过程 多数真核生物转录产生的RNA称为RNA前体（如mRNA前体、rRNA前体等） 这些RNA前体还需要经过转录后的加工过程 才能产生成熟的mRNA、tR