4.1 基因指导蛋白质的合成（第1课时）-2023-2024学年高一下学期生物人教版必修2

4.1 基因指导蛋白质的合成 课时1 转录 贺老师 第4章 基因的表达 1 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？ 基因 蛋白质的合成 控制 基因的表达： 苏云金杆菌的Bt抗虫蛋白 普通棉花 转基因抗虫棉 为什么转基因棉花能抗虫？ 为什么转基因棉花能产生抗虫蛋白？ 基因如何指导蛋白质的合成？ 2 细胞质 细胞核 DNA(2nm) (遗传信息) 核孔0.9nm 核糖体 （蛋白质合成场所） ? RNA 思考：基因主要存在哪里？蛋白质在哪里合成的？ 信使 皇帝不出宫 DNA 核糖体 地方官员 DNA和核糖体两者在空间上是隔开的。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。 3 RNA的结构和功能 核糖核苷酸 C、H、O、N、P 基本单位： 核糖核苷酸 A(腺嘌呤） U(尿嘧啶) C(胞嘧啶) G(鸟嘌呤) 5’ 1’ 2’ 3’ 4’ 元素组成： RNA: 脱水缩合 1 RNA的组成： 4 “三叶草型” 转运RNA（tRNA） 信使RNA（mRNA） 核糖体RNA（rRNA） →蛋白质合成的“三剑客” 遗传信息传递的媒介， 蛋白质合成的模板 核糖体的组成成分 转运氨基酸的工具 少数RNA还具有催化作用，有的作为RNA病毒的遗传物质 RNA的结构和功能 蛋白质 rRNA tRNA mRNA 2 RNA的种类和功能： 5 DNA和RNA的比较 种 类 DNA RNA 组 成 成 分 碱基 磷酸 五碳糖 全 称 基本组成单位 空间结构 分布（真核细胞） 特有：T 特有：U 共有： A、G、C 都有磷酸 脱氧核糖 核糖 脱氧核糖核酸 核糖核酸 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 多为规则双螺旋结构 多为单链 细胞核（主要） 线粒体、叶绿体 细胞质（主要） 遗传信息储存在碱基的排列顺序中 6 (1)RNA也是由基本单位——核苷酸连接而成，也能储存遗传信息（碱基的排列顺序）。 (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)在RNA与DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”，但由于RNA中没有T，DNA中没有U，所以U与A配对。 穿过0层膜 RNA适于作DNA的信使的原因 （为什么RNA可以帮DNA送信？） 7 遗传信息的转录 思考：DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的？ 转录（transcription） T A T G C A T G A T C G A G C T T A T C A T G A C G A G C T T C A A 3' 5' …… …… DNA上的遗传信息 U A U G C A U G A U C G A G C U U RNA 5' 把DNA上的遗传信息copy 下来 和哪过程相似？ 8 1、过程： 游离的核糖核苷酸 U A A A U U C G C A G C G U G C G C T T T G C G T C C 3’ 5’ 5’ 3’ 5’ 3’ （RNA聚合酶催化形成磷酸二酯键） 1. 解旋 RNA聚合酶使DNA双链解开，碱基暴露出来。 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。 2. 配对 新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。 3. 连接 合成的mRNA从DNA链上释放。而后，DNA双螺旋恢复。 4. 释放 遗传信息的转录 9 遗传信息的转录 10 遗传信息的转录 真核生物： 原核生物：拟核、细胞质（质粒） 通过 酶以DNA的 为模板合成 的过程。 2、概念： 3、场所： 细胞核（主要） 叶绿体和线粒体（基质） 4、产物： mRNA、rRNA、tRNA等 RNA聚合 一条链 RNA 11 遗传信息的转录 5、条件： 原料： 模板： 能量： 酶： RNA聚合酶（能解旋+聚合） DNA的一条链的某片段 4种游离的核糖核苷酸 由ATP提供 6、特点： 边解旋边转录 7、遗传信息的流动方向： DNA→mRNA 8、意义： 遗传信息从DNA传递到mRNA上，为后续的翻译过程作准备。 12 DNA复制 转录 时间 场所 解旋 模板 原料 酶 配对方式 特点 方向 产物 意义 细胞分裂 间期 生长发育过程 先后 完全解旋 只解有遗传效应片段（基因） DNA的两