4.1基因指导蛋白质的合成（课件）-2023-2024学年高一下学期生物人教版（2019）必修2

4 .1基因指导蛋白质的合成-第1课时 思考： 1.帕克被蜘蛛咬后什么物质进入了他的细胞?该物质主要存 在于细胞的什么结构中? 有效物质是DNA;细胞核。 2.飞出来的蛛丝的主要化学成分是什么?该物质的合成场所 是哪里? 蛋白质；核糖体。 3.细胞核中的DNA 如何控制细胞质中的蛋白质合成? 问题探讨 DNA →蛋白质 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。 如何设计一个实验验证RNA 就 是基因与蛋白质之间的信使? 基因如何指导蛋白质合成? 问题探讨 实验思路： 减法原理 加入RNA酶降解细胞中的RNA,观察蛋白质合成情况， 再加入从细胞提取的RNA,观察蛋白质的合成情况。 实验结果及结论： 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。说明RNA就是基因与蛋白质之间的信使。 如何设计一个实验验证RNA就是基因与蛋白质之间 的信使? 一、信使的寻踪记 资料3: 1961年，布伦纳、雅各布、梅瑟生，用噬菌体侵染 细菌，在培养基中添加含14C标记的尿嘧啶，培养一段时间 后，裂解细菌分离出RNA与核糖体，分离的RNA含有14C标 记，把得到的RNA分子分别与细菌的DNA和噬菌体的DNA 杂交，发现RNA可与噬菌体的DNA形成DNA-RNA双链杂交 分子，不能与细菌的DNA 结台。 资料2: 1955年，布拉切特以洋葱根尖和变形虫为材料，用 RNA 酶分解细胞中的RNA, 蛋白质的合成就停止。如果再 加入酵母中提取的RNA, 蛋白质又开始合成。 资料1: 1955年，戈德斯坦和普劳特观察到放射性物质标记 的RNA从细胞核转移到细胞质。 结论：RNA 在DNA 和蛋白质合成中充当信使。 信使的寻踪记 科学史 P 脱氧核糖 胸腺嘧啶(T) 比较项目 DNA RNA 基本单位 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 五碳糖 脱氧核糖 核糖 含氮碱基 A T C G A U C G 结 构 双链结构 单链结构 主要存在部位 细胞核 细胞质 RNA是什么物质?为什么RNA适于作DNA的信使? 核糖 OH 核糖 磷酸 腺嘌呤(A) 鸟嘌呤(G) 胞嘧啶(C) 一、信使的寻踪记 RNA也是一种核酸 核糖 尿嘧啶(U) 含氮碱基 DNA RNA 脱氧核糖 ①能够储存遗传信息 它的分子结构与DNA 很相似，也是由基本单位—— 核苷酸连接而成，也能储存遗传信息。 ②容易转移到细胞质 RNA一般是单链，而且比DNA 短，因此能够通过核 孔转移到细胞质中。 RNA适于作为信使的原因 一、信使的寻踪记 RNA 的种类 信使 RNA(mRNA) 传递遗传信息， 蛋白质合成的模板 转运RNA(tRNA) 识别并转运氨基酸 核糖体RNA(rRNA) 核糖体的组成成分 DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的 ? 游离的核糖核苷酸 RNA聚合酶 二、转录过程 ①定义： 主要在细胞核中，通过RNA聚合酶以 DNA的一条链 为模板合成RNA的过程叫做转录。 第四步 合 成 的mRNA从 DNA链上释放， 而后DNA双螺 旋恢复 5' 3' DNA RNA 第二步 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 mRNA 的 合 成 3' ②过程： 第一步 DNA双链解开， 碱基暴露出来 3' 5 5' 游离的核糖核苷酸 RNA 聚合酶(打开氢键、形成磷酸二酯键) 第三步 新结合的核糖 核苷酸连接到 正在合成的 mRNA分 子 上 二、转录过程 转录方向 D N A 复 制 D N A 转 录 时间 细胞分裂间期 生长发育过程 场所 主要在细胞核或拟核，少部分在线粒体、叶绿体、质粒 解旋 完全解旋 只解有遗传效应片段(基因) 模板 DNA的两条链均为模板 DNA的一条链为模板 原料 四种脱氧核苷酸 四种核糖核苷酸 酶 解旋酶、DNA聚合酶等 RNA聚合酶等 能量 ATP 配对方式 A-T、T—A、C—G、G—C A-U、C—G、T—A、G—C 特点 半保留复制，边解旋边复制 边解旋边转录 子链方向 新链从5′端-3′端延伸 新链从5′端-3′端延伸 产物 2个子代DNA分子 mRNA、tRNA、rRNA 意义 使遗传信息从亲代传递给子 代，从而保持了遗传信息的 连续性 遗传信息从DNA传递到RNA (mRNA)上，为翻译做准备 DNA 复制和转录的比较(小结) 转录后RNA 的碱基序列： ①TACGTGACCGCAACGACAGGACTTAGGATT 编 码 链 ②ATGCACTGGCGTTGCTGTCCTGAATCCTAA 模 板 链 UACGUGACCGCAACGACAGGACUUAGGAUU mRNA 写一写： 【例1】下列有关DNA和RNA的叙述，正确的是(C ) A.由DNA转录形成的RNA的相对分子质量是该DNA的一半 B.通过DNA转录形成的RNA分子中没有碱基对存在 C.DNA 和RNA 的碱基组成不完全相同 D.tRNA和rRNA不是由 DNA转录形成的产物 【例2】下图表示在人体细胞核中进行的某一生理过 程，下列说法正确的是( D ) A.该过程共涉及5种核苷酸 B.在不同组织细胞中该过程的产物相同 C.该过程需要DNA 聚合酶 D.该过程涉及碱基互补配对和ATP 的消耗 练一练： $$