4.1 基因指导蛋白质的合成-【生物讲堂】2023-2024学年高一生物同步备课课件（人教版2019必修2）

第4章 基因的表达 4.1基因指导蛋白质的合成 基因如何指导蛋白质的合成 中心法则是如何描述 遗传信息的传递规律的？ 几乎所有生物共用同一套密码子的基本事实，给我们什么启示？ 本 节 聚 焦 资料一：某种实验小鼠的毛色受一对等位基因Avy和a的控制,Avy为显性基因,表现为黄色；a为隐性基因,表现为黑色。 思考：小鼠的毛色基因是如何控制小鼠的毛色性状的? Avy基因 ASP蛋白 + 黄色 毛囊细胞 基因的表达：基因控制蛋白质的合成的过程。 DNA和核糖体两者在空间上是隔开的。DNA作为遗传物质其上的碱基排列顺序是遗传信息，而蛋白质是氨基酸的排列顺序。 据图猜测：细胞核中的DNA如何指导细胞质中的蛋白质合成呢? 细胞质 细胞核 Avy基因 （ASP蛋白质合成场所） 核糖体 染色质直径15-30nm 核孔10nm 直径23nm 细胞质基质中不含DNA 信使 猜测1：DNA经过核孔从细胞核来到细胞质指导蛋白质的合成。 猜测2：核糖体通过核孔进入细胞核。 猜测3：在DNA和蛋白质之间，存在一种中间物质充当信使，指导蛋白质的合成。 RNA? 任务一：寻找神秘的“信使” 1.请同学们利用类比学习法，回顾DNA的结构，说一说RNA的结构。 C、H、O、N、P 化学组成： 磷酸、核糖、碱基 A(腺嘌呤） U(尿嘧啶) C(胞嘧啶) G(鸟嘌呤) 元素组成： 基本单位: 脱水缩合 RNA： 4种核糖核苷酸 1 2 RNA的种类和功能： mRNA tRNA rRNA ①RNA一般是单链，而且比DNA短→能通过核孔，从细胞核转移到细胞质； ②由4种核糖核苷酸连接而成→碱基的排列顺序多种多样→能储存遗传信息。 提取信息：请同学们阅读课本64-65页相关内容，回顾DNA与RNA的异同， 归纳RNA适合作为信使的原因。 遗传信息传递的信使， 蛋白质合成的模板。 核糖体的组成成分 识别并转运氨基酸 少数RNA还具有催化作用，有的作为RNA病毒的遗传物质 提出问题 实验思路 加入RNA酶降解细胞中的RNA，观察蛋白质合成情况（减法原理）； 再加入从细胞提取的RNA，观察蛋白质的合成情况（自身对照）。 预期结果 加入RNA酶降解细胞中的RNA后，蛋白质合成停止，再加入细胞中提取的RNA后，细胞又可重新合成蛋白质。 实验证据 ①1955年布拉舍用洋葱根尖和变形虫进行了实验；若加入RNA酶降解细胞中的RNA，则蛋白质合成就停止，若再加入从酵母中提取的RNA，则又可以重新合成一些蛋白质。 ②1955拉斯特等人用放射性同位素标记变形虫RNA的原料，首先在细胞核中检测到有放射性的RNA;然后将细胞核转移到未标记的去核变形虫中。经过一段时间发现放射性已在细胞质中。 如何设计一个实验说明RNA可能就是基因与蛋白质之间的信使？ 任务一：寻找神秘的“信使” 得出结论：蛋白质的合成与RNA有关。 得出结论：RNA在 合成，向 移动。 细胞核 细胞质 资料三：1961年，布伦纳等科学家用T2噬菌体侵染大肠杆菌，一段时间后从细菌中分离出新合成的RNA。又将大肠杆菌的DNA和噬菌体的DNA变性成为单链DNA，然后用分离出的RNA分别与之杂交，发现这些新合成的RNA只能与噬菌体的单链DNA形成双链杂交分子。 据此可得出，新合成的RNA是以谁为模板的? 新合成的RNA以噬菌体的DNA为模板 任务一：寻找神秘的“信使” 大肠杆菌DNA 大肠杆菌DNA RNA是DNA与蛋白质之间的信使 实验结论 任务二：模拟RNA的合成过程 请同学们自学教材P65第三段及图4-4后，以小组为单位模拟mRNA的合成过程。 ①简述转录过程的条件(内容包含转录的场所、模板、原料和酶) ②已知RNA聚合酶只能催化单体与单体或多聚链的3’端相连， 请指出你所模拟的转录过程的模板链和转录的方向。 ③DNA链完全解开后才开始转录吗? 转录完一条完整分子后，RNA才从模板脱离、DNA才恢复双链的吗? ④你转录出的RNA的序列和模板链、非模板链的序列的异同? 如何保证DNA能够准确的将遗传信息传递给RNA? 小组互助活动： 派2名小组代表上台利用白板上可移动的元素模拟转录的动态过程。1名负责解说， 1名负责操作。 二、遗传信息的转录 1.概念：在细胞核中，以DNA的 为模板合成 的过程。 2.场所：主要是_______，细胞质中的_______、_______中也能发生。 3.产物： 。 4.过程：