4.1 基因指导蛋白质的合成-【爱上生物课】2023-2024学年高一生物下学期高效课件（人教版2019必修2）

第4章 基因的表达 第1节 基因指导蛋白质的合成 背景知识 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？ 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。 DNA主要存在于细胞核中，而蛋白质是在细胞质（核糖体）中合成的。 DNA和核糖体两者在空间上是隔开的。那么，DNA携带的遗传信息是怎么传递到细胞质中的呢？ 已知，DNA不能出核孔（核孔有选择性） 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。 背景知识 充当信使的物质——RNA 脱氧核糖 DNA 胸腺嘧啶（T） 磷酸 腺嘌呤（A） 鸟嘌呤（G） 胞嘧啶（C） RNA 核糖 尿嘧啶（U） RNA的基本单位 DNA的基本单位 为什么RNA适于作DNA（基因）的信使？ 一、RNA的结构与功能 1.RNA适于作为DNA信使的原因： （1）RNA组成与DNA的很相似： 它也是由基本单位——核苷酸连接而成的，核苷酸也含有4种碱基，这些特点使得RNA具备准确传递遗传信息的可能。 （2）RNA一般为单链，比DNA短，能通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。 （3）组成RNA的碱基也严格遵循碱基互补配对原则。 一、RNA的结构与功能 2.RNA的种类与功能 信使RNA（mRNA）： 能将遗传信息从细胞核传递到细胞质中 转运RNA（tRNA）： 转运氨基酸的工具 核糖体RNA（rRNA）：核糖体的组成成分 一、RNA的结构与功能 1.概念： 2.时间： 3.场所： 4.条件： 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，这一过程叫作转录。 个体生长发育的整个过程 主要是细胞核，在叶绿体、线粒体中也能发生转录过程。 DNA的一条链 4种游离的核糖核苷酸 ATP RNA聚合酶 模板： 原料： 能量： 酶： 二、遗传信息的转录 A C C T G G A T C G A A C C T G G T G A C C T A G C T T G G A C ①解旋：DNA双链解开，碱基暴露出来。 5.过程： 二、遗传信息的转录 ②配对：游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对。 A C C T G G A T C G A A C C T G U G G A C A U G U G G A C U 5.过程： 二、遗传信息的转录 ③连接：在RNA聚合酶的作用下，mRNA开始合成，新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的RNA分子上 A C C T G G A T C G A A C C T G U G G A C U A G C U U C G G A C 5.过程： 二、遗传信息的转录 ④释放：合成的RNA从DNA链上释放，而后DNA双螺旋恢复。 A C C T G G A T C G A A C C T G A G C U U C G G A C U G G A C U 5.过程： 二、遗传信息的转录 5.过程： 二、遗传信息的转录 ①解旋：双链解开，暴露碱基。 ②配对： ③连接：RNA聚合酶 ④释放：合成的RNA从DNA链上释放，DNA双螺旋恢复。 5.过程： 原则：碱基互补配对原则(A-U，T-A，C-G，G-C) 模板：解开的DNA双链中的一条链 原料：游离的4种核糖核苷酸 6.产物： mRNA 、tRNA、rRNA。 ⑤方向：子链的5’→3’ 二、遗传信息的转录 7.特点： （1）一个DNA分子中有许多个基因，转录是以基因为单位进行的，每个基因可分别转录成一条mRNA，由于基因的选择性表达，一个DNA分子中某个基因进行转录时，其他基因可能转录也可能不转录，它们之间互不影响。 二、遗传信息的转录 7.特点： （2）转录的起点和终点分别是DNA分子上基因的启动子和终止子，其中启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位。 真核细胞的基因结构 编码区 非编码区 非编码区 内含子 外显子 启动子 终止子 与RNA聚合酶结合位点 二、遗传信息的转录 7.特点： （3）真核生物的DNA转录形成的mRNA需要在细胞核加工处理成为成熟的mRNA后才能作为下一步翻译的模板。 3’ 5’ 转录的DNA序列 新合成的mRNA 5’ 3’ 成熟的mRNA 5’ 3’ 二、遗传信息的转录 思考·讨论 ？ 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？ 转录和DNA复制都是以DNA为模板并按碱基互补配对原则进行的，碱基互补配对原则能够保证遗传信息准确无误地传递下去，从而保证了遗传的稳定性。 2.与DNA复制相比，转录所需要的原料和酶各有什么不同？ 转录所需要的原料是核糖核苷酸，酶是RNA聚合酶。 3.