4.1 基因指导蛋白质的合成课件-2024-2025学年高一下学期生物人教版必修二

基因指导蛋白质的合成-1 第4章 基因的表达 学习目标： 理解遗传信息的转录过程 掌握转录和DNA复制的区别 如果现在要复活恐龙，我们应该怎么办？ 获得恐龙的DNA分子，让DNA进行复制。 从原理上分析，利用已灭绝的生物DNA真的能使恐龙复活吗？ 远古化石：被琥珀困住的蚊子 新知探究 一种生物整套的DNA中储存着该物种的生长所需的全部遗传信息，从DNA到具有各种性状的DNA的生物体，需要通过复杂的基因表达及其调控过程，因此复活恐龙很难做到 资料1：生长在太平洋西北部的一种水母能发出绿色荧光(图B)，这是因为水母的DNA上有一段长度为5.17×103个碱基对的片段——绿色荧光蛋白基因。 基因通常是具有遗传效应的DNA片段，可以控制某种性状。 发绿色荧光的水母 绿色荧光蛋白基因 绿色荧光蛋白 控制合成 绿色荧光 发出 新知探究 3 资料2：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。 转基因棉花（右） Bt抗虫 蛋白基因 Bt抗虫 蛋白 控制合成 抗虫 表现性状 基因可以指导蛋白质的合成，这个过程就是基因的表达。 新知探究 4 DNA上的遗传信息怎么传递到细胞质？ 遗传信息储存在细胞核的DNA中 蛋白质的合成在细胞质（核糖体） 充当信使的中间物质——RNA 遗传信息的转录 01 5 RNA的化学组成与DNA异同 基本单位—核糖核苷酸连接而成； 核糖 核糖核苷酸 一分子磷酸 一分子核糖 一分子含氮碱基 核糖核苷酸组成 含氮碱基种类 A 腺嘌呤 G 鸟嘌呤 C 胞嘧啶 U 尿嘧啶 遗传信息的转录 01 6 RNA的结构与DNA异同 RNA是核糖核苷酸连接而成的长链； 一般由一条核糖核苷酸链构成； 比DNA短。 DNA RNA DNA由两条脱氧核苷酸链构成； 反向平行方式盘旋成双螺旋结构。 遗传信息的转录 01 7 为什么RNA适于作信使？ 结构： 化学组成： 遵循“碱基互补配对原则”： 遗传信息的转录 01 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； 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4种核苷酸，能携带遗传信息； 但由于RNA中没有T，DNA中没有U，所以U与A配对。 8 RNA的种类及功能 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 遗传信息的转录 01 9 遗传信息的转录过程 解决以下问题 DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的？ 什么是转录？场所？转录的具体过程？转录的结果？ 转录需要的原料是？模板？碱基如何配对？ 遗传信息的流动方向？ 遗传信息的转录 01 10 转录的起始（以mRNA为例) 基因 启动子 RNA聚合酶 RNA聚合酶结合到基因的启动子（RNA聚合酶结合位点，位于DNA上）位置，转录开始。 遗传信息的转录 01 11 解旋：在ATP的驱动下，RNA聚合酶将DNA双螺旋的两条链解开。 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 C G T A T A C G G C T A G C C G T A 3' 5' 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' ATP RNA聚合酶 遗传信息的转录 01 过程 12 合成mRNA：游离的核糖核苷酸按碱基互补配对原则，DNA模板链上的碱基配对，确定RNA的核糖核苷酸排列顺序。 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' U A U G C A U G A U C G A G C U U 遗传信息的转录 01 过程 13 mRNA延伸：通过RNA聚合酶形成磷酸二酯键，从5’→3’延伸。 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' U A U G C A U G A U C G A G C U U U A U G C A U G A U C G A G C U U 5' 3' ATP 形成磷酸二酯键 遗传信息的转录 01 过程 14 脱离：mRNA释放，DNA双链恢复 U A U G C A U G A U C G A G C U U 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 C G T A T A C G G C T A G C C G T A 3' 5' 细胞质 细胞核 mRNA 遗传信息的转录 01 过程 15 RNA聚合酶将DNA双链解开，碱基暴露出来 第一步 游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对 第二步 在RNA聚合酶的作用下，新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的RNA分子上 第三步 合成的RNA从DNA链上释放，而后DNA双螺旋恢复 第四步 3´ 3´ 5´ 5´ 5´ 遗传信息的转录 01 特点：边解旋边转录 3’ 5’ 3’ 5’ 遗传信息的转录 01 17 RNA的种类及功能 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 少数RNA还具有催化作用，有的作为RNA病毒的遗传物质 遗传信息的转录 01 18 概念： 时间： 场所： 条件 能量： 模板： 原料： 酶： 遗传信息的转录 01 小结 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。 细胞核（主要） ATP DNA的一条链 游离的4种核糖核苷酸 RNA聚合酶 （*打开氢键、形成磷酸二酯键） 19 原则： 特点： 意义： 方向： A－U、T－A、G－C、C－G 产物： 遗传信息传递的方向： 遗传信息的转录 01 小结 碱基互补配对原则。 边解旋边转录。 从子链的5' 端向 3' 端延伸。 RNA（三种RNA） DNA→RNA 遗传信息从DNA传递到RNA（mRNA）上，为翻译做准备。 20 讨论以下问题 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？ 与DNA复制相比，转录需要的原料和酶各有什么不同？ 都需要模板；都遵循碱基互补配对原则。 碱基互补配对原则保证遗传信息转录的准确性。 DNA复制：脱氧核糖核苷酸为原料，解旋酶和DNA聚合酶。 DNA转录：核糖核苷酸为原料，RNA聚合酶。 遗传信息的转录 01 21 转录产生的RNA的碱基序列与其模板链的碱基序列有何异同点？与DNA的另外一条链的碱基序列有何异同点？ 与模板链：碱基互补配对； 与非模板链：碱基序列基本相同（T变成U）。 写出以b链为模板转录形成的mRNA碱基序列。 写出b链的互补a链的碱基序列。 DNA双链片段 a链 b链 C G A A C C T C A C G C 信使RNA G C U U G G A G U G C G G C T T G G A G T G C G 遗传信息的转录 01 22 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 完全解旋 只解有遗传效应片段（基因） DNA的两条链均为模板 DNA的一条链为模板 四种脱氧核苷酸 四种核糖核苷酸 解旋酶、 DNA聚合酶等 RNA聚合酶等 A-T、 T—A、C—G 、 G—C A-U、 C—G 、T—A、 G—C 半保留复制，边解旋边复制 边解旋边转录 2个子代DNA分子 mRNA、tRNA、rRNA 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 主要在细胞核或拟核，少部分在线粒体、叶绿体、质粒 新链从5’端-3’端延伸 新链从5’端-3’端延伸 小结 （1）转录时，DNA链完全解开吗？ 不是，只解旋有遗传效应的片段，即基因片段 （2）一个DNA分子中某个基因转录时，其他基因是否一定也在进行转录？ 一个DNA分子中的两个基因，不一定同时进行转录。 （3）一个基因的两条链都能转录吗？ 只以一条链为模板 （4）不同基因的模版链是否相同？ 不同基因模板链不同，根据需要选择模板链 当堂检测 1.由DNA分子蕴藏的信息所支配合成的RNA在完全水解后，得到的化学物质是(　　) A.氨基酸、葡萄糖、碱基 B.氨基酸、核苷酸、葡萄糖 C.核糖、碱基、磷酸 D.脱氧核糖、碱基、磷酸 C 2.关于RNA和DNA的区别，下列说法错误的是(　　) A.DNA是规则的双螺旋结构，而RNA一般是单链 B.DNA中的五碳糖是核糖，RNA中的五碳糖是脱氧核糖 C.DNA特有的碱基是T，而RNA特有的碱基是U D.DNA中的嘧啶和嘌呤相等，但RNA中不一定 B 当堂检测 3.信使RNA中核苷酸的顺序是由下列哪项决定的(　　) A.转运RNA中核苷酸的排列顺序 B.蛋白质分子中氨基酸的排列顺序 C.核糖体RNA中核苷酸的排列顺序 D.DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序 D 解析　RNA是在细胞核中以DNA一条链为模板合成的，这一过程称为转录。所以信使RNA中核苷酸的排列顺序是由DNA分子中的脱氧核苷酸的排列顺序决定的。 当堂检测 4.下列关于真核细胞中转录的叙述，正确的是（　　） A. 细胞中的RNA合成过程不会在细胞核外发生 B. 转录时RNA聚合酶的结合位点在RNA上 C. tRNA、rRNA和mRNA都从DNA转录而来 D. 一个基因转录时两条DNA链可同时作为模板 提示 A、细胞中的RNA合成过程主要在细胞核内进行，在线粒体和叶绿体也可以进行，A错误； B、转录时RNA聚合酶的结合位点在DNA上，B错误； C、转录是以DNA一条链为模板，以核糖核苷酸为原料，合成RNA的过程，包括tRNA、rRNA和mRNA，C正确； D、一个基因转录时，DNA的一条链作为转录的模板，D错误。 C 当堂检测 转录得到的mRNA仍是碱基序列，而不是蛋白质。那么，mRNA上的遗传信息如何传递到蛋白质上呢？ DNA携带的遗传信息——碱基序列 蛋白质——氨基酸序列 mRNA携带的遗传信息——碱基序列 转录 ? 28 下节课见 29 Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$