4.1 基因指导蛋白质的合成（教学课件）-2023-2024学年高一生物下册同步备课课件（人教版2019必修2）

第四章 基因的表达 第1节 基因指导蛋白质的合成 ——赵沐溪 遗传信息的转录 遗传信息的翻译 随堂练习 中心法则 基因指导蛋白质的合成 目录 9d3b67dc-bbec-4369-98cc-7dbdd7f38e76.source.3.zh-Hans 2 问题探讨 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。 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？ 一种生物的整套DNA中储存着该种生物生长、发育等生命活动所需要的全部遗传信息，也可以说是构建生物体的蓝图。但是，从DNA到具有各种性状的生物体，需要通过极其复杂的基因表达及调控过程才能实现。因此，在可预见的将来，利用DNA来使灭绝的生物“复活”仍是难以做到的。 3 那么基因是如何指导蛋白质的合成的呢？ 我们知道，基因是有遗传效应的DNA片段。DNA主要存在于细胞核中，而蛋白质是在细胞质中合成。那么DNA携带的遗传信息是怎样传递到细胞质中的呢？当遗传信息到达细胞质后，细胞又是怎样解读的呢？ 遗传信息的转录 DNA在细胞核中 蛋白质在核糖体合成 不能出细胞核 不能进细胞核 通过信使RNA 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。 后来发现细胞中的确有这样的物质，它就是RNA。 4 1.RNA的结构层次 基本组成元素： 基本组成物质： 基本组成单位： RNA(单链)： C、H、O、N、P 磷酸基团、核糖、含氮碱基 核糖核苷酸（4种） 核苷酸链 RNA的结构及分类 O P CH2 OH O OH H OH H OH H H 碱基 磷酸 A:腺嘌呤 U:尿嘧啶 C:胞嘧啶 G:鸟嘌呤 遗传信息的转录 RNA是什么物质？为什么RNA适于作DNA的信使呢？ 5 名称 基本单位 化学 组成 五碳糖 含氮碱基 无机酸 结构 (双螺旋/单链) 细胞中分布 脱氧核糖核酸(DNA) 核糖核酸(RNA) 脱氧核苷酸(4种) 核糖核苷酸(4种) 脱氧核糖 核糖 T(胸腺嘧啶) U(尿嘧啶) A(腺嘌呤)、G(鸟嘌呤)、C(胞嘧啶) 磷酸 双螺旋结构 单链结构 主要在细胞核中 主要在细胞质中 2.RNA与DNA的异同 遗传信息的转录 6 种类 mRNA tRNA rRNA 名称 信使RNA 转运RNA 核糖体RNA 功能 结构 示意图 共同点 遗传信息传递的媒介 转运氨基酸的工具 组成核糖体 单链 单链，部分碱基配对形成三叶草型结构 单链 ①都是转录产物②基本单位相同③都与翻译过程有关 3.RNA的种类 遗传信息的转录 注意RNA中部分位置也存在双链，也会有氢键的存在 7 4.RNA适于作DNA的信使的原因 (1)RNA也是由基本单位—核苷酸连接而成，由核糖、磷酸、碱基( C、G、A、U )共同组成，也能储存遗传信息。 (2)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。 (4)RNA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。 (3)RNA为单链结构，不稳定，易降解，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 8 1.定义： 转录是指——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.场所： 真核生物：细胞核（主要）、叶绿体和线粒体（基质） 原核生物：拟核、细胞质 3.条件： 模板： DNA的一条链的片断 酶 ： RNA聚合酶 原料： 4种游离的核糖核苷酸 能量： ATP 遗传信息的转录 4.原则： 碱基互补配对原则（A-U，T-A，C-G，G-C） 5.特点： 边解旋边转录 6.实质： 7.结果： 遗传信息从DNA传递到mRNA 产生mRNA、 tRNA、 rRNA 8.方向： 5’至 3’(和DNA复制方向一致) 9 9.过程： ①解旋： C C G T A G T A T A C G G C T A G C C G T A T A C G G C C G T A T A G C C G A T A T C G A T C G T A T A T A T A 3' 5' 在ATP的驱动下，RNA聚合酶将DNA双螺旋的两条链解开，暴露出碱基。 该过程不需要解旋酶，RNA聚合酶有解旋作用； 遗传信息的转录 10 A G T A C A A A T G G G U U A U U A U C ②配对： 在RNA聚合酶的作用下，新结合的核糖核苷酸连接到正在