3.4基因控制蛋白质合成第1课时课件-2024-2025学年高一下学期生物浙科版必修2

第三章 遗传的分子基础 第四节 基因控制蛋白质合成 第一课时 DNA的遗传信息通过转录传递给RNA 刘瑶瑶 116办公室 非洲大象和南极企鹅,它们的生活环境不同,生活习性迥异,外表形态更是大相径庭......这是由于它们的细胞中都含有一定量的DNA,里面储存了大量的遗传信息,那么,DNA分子到底是如何控制遗传性状的呢? 导入 基因的功能效应 基因是有遗传效应的DNA片段 图2 正常光线(左)和紫外线照射下(右)的4只小鼠,其中3号小鼠为对照,1、2、4号小鼠转入了绿色荧光蛋白基因 图1 发绿色荧光的水母 生长在太平洋西北部的一种水母能发出绿色荧光(图1)这是因为水母的DNA上有一段长度为5.17 103个核苷酸的片段——绿色荧光蛋白基因。转基因实验表明,转入了水母绿色荧光蛋白基因的转基因鼠,在紫外线的照射下,也能像水母一样发光(图2)。 基因通常是DNA分子的功能片段 P69 1866年 根据豌豆遗传现象,提出了遗传因子(基因)假说 1902年 发现染色体行为,提出萨顿假说,既遗传因子就在染色体上 1910年左右 利用果蝇的伴性遗传现象,证明了基因在染色体上的假说 孟德尔 萨顿 摩尔根 艾弗里 1944年 利用肺炎双球菌体外转化实验证明DNA是遗传物质 赫尔希 蔡斯 1952年 利用T2噬菌体侵染细菌实验证明DNA是遗传物质 从孟德尔假设基因的存在,到充分认识其本质,是一个艰苦、漫长的过程。人们发现染色体与基因的平行关系后,通过实验证明了基因在染色体上——染色体中的DNA是遗传物质——基因是具有遗传效应的DNA片段。 P69 DNA 染色体 细胞 细胞核 染色体 DNA 基因A 基因B 基因C 基因D 染色体、DNA、基因的关系 基因 基因在DNA上的分布是不连续的,基因之间由非基因片段隔开。 思考:基因都在染色体上吗? 真核生物的基因主要位于染色体上, 少数位于叶绿体、线粒体中。 叶绿体 线粒体 DNA 荞麦叶绿体基因 159,272bp RNA病毒的基因是有遗传效应的RNA片段 流感病毒 艾滋病毒 冠状病毒 思考:基因都是DNA片段吗? 基因通常是DNA分子的功能片段 P69 基因是 具有遗传效应的DNA片段(包括部分病毒的RNA片段) 遗传物质结构和功能的基本单位 DNA(部分生物是RNA)分子上含特定遗传信息的核苷酸序列的总称 DNA作为携带遗传信息的生物大分子,通过一系列复杂的酶促合成过程,将遗传信息反应到蛋白质的分子结构上。由此看出,DNA分子具有双重功能: 1、以自身为模板,半保留地进行复制,保持遗传信息的稳定性。——携带遗传信息 2、DNA中贮存的遗传信息决定蛋白质的结构。——表达遗传信息 P70 生物性状的主要体现者 DNA 如何 蛋白质 DNA 基因 细胞核 蛋白质在哪里合成? 8 DNA 基因 细胞核 蛋白质在哪里合成? 细胞质中的核糖体 信息如何传达? 9 细胞核 DNA能不能出细胞核? 细胞质中的核糖体 推测:有一种中间物质 信使 10 DNA复制的猜测 1955年,布拉切特分别用洋葱根尖和变形虫进行实验。如果往洋葱根尖细胞和变形虫中加入RNA酶分解细胞质中的RNA,细胞中的蛋白质合成就会停止。而再加进从酵母菌中提取的RNA,则又能够合成一定数量的蛋白质。 结论: 蛋白质合成跟RNA有关。 材料分析 细胞核 细胞质中的核糖体 RNA 基因 蛋白质 RNA 核基因携带的遗传信息是怎样传递到细胞质中? 12 从DNA到蛋白质 转录的概念 P70 转录:以DNA的一条链为模板,依据碱基互补配对原则,合成RNA的过程。 通过转录,遗传信息由DNA传递到RNA。 3. 场所:真核生物:细胞核,线粒体、叶绿体;原核生物:拟核 转录过程 P71 该过程不需要解旋酶,RNA聚合酶有解旋作用; RNA聚合酶 T C G A T C G A T T G C A A C G T A C A C G G T A A T T 转录不是沿着整条DNA长链进行 a. 解旋:首先,RNA聚合酶与基因中的启动部位结合,包括一个或几个基因的DNA片段的双螺旋解开。 P69 b. 配对 以DNA 的一条链为模板, 原料:4种游离的核糖核苷酸 按照碱基互补配对原则,与DNA模板链上的碱基互补配对。核糖核苷酸与模板链上的碱基A配对的是碱基U。 转录过程 U A C G A G C A G T C G A DNA模板链 P69 c. 连接:在RNA聚合酶的作用下,这些与模板链互补的核糖核苷酸通过磷酸二酯键依次聚合形成RNA链。 RNA 聚合酶 DNA模板链 U U A U G C C C G A G C A G T C G A 游离的核糖核苷酸 转录过程 基因通常是DNA分子的功能片段 P69 d. 释放:随着RNA聚合酶在DNA分子上移动,RNA链不断延伸,并从DNA链上释放,DNA双链恢复原双螺旋结构。 RNA 聚合酶 DNA模板链 A G C A G T C G A T C G T C A G C T 转录的产物——RNA P70 核糖核苷酸 RNA的全称? 1 RNA的基本组成单位? 2 RNA的空间结构特点? 3 核糖核酸 一般为单链 RNA单链 RNA的的碱基组成? C、G、A、U A G C U 2个环 (五环+六环) 1个环 (六环) A=U,G C 核糖 碱基 磷酸 A G C 含氮碱基 RNA的分类 P71 种类 mRNA tRNA rRNA 名称 分布 功能 结构 示 意 图 共同点 细胞核、细胞质 细胞质 与蛋白质结合成核糖体 携带DNA的遗传信息,决定蛋白质中氨基酸顺序 识别并携带特定的氨基酸到核糖体,使之按照mRNA的信息指令连接起来,形成蛋白质 核糖体的重要成分 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都是单链,基本单位相同;③都参与蛋白质合成过程 信使RNA 转运RNA 核糖体RNA 每种tRNA只能转运一种氨基酸,一种氨基酸可由一种或多种tRNA转运 P69 转录过程 RNA聚合酶的移动方向: 代表转录的方向; 判断方法:①方向为从RNA脱离DNA部分到RNA-DNA配对区域。 ②游离核糖核苷酸加入的方向为RNA末端 .在真核生物中,细胞核内转录而来的RNA产物经过加工才能成为成熟的mRNA,然后转移到细胞质中,用于蛋白质合成。 P69 转录过程的注意事项 .DNA边解旋边转录 .DNA转录的模板是DNA的模板链,且模板不是固定不变的; RNA聚合酶的作用: 转录的时间: RNA链延伸方向: RNA聚合酶在模板链的 移动方向: 破坏氢键,解旋; 催化形成磷酸二酯键,连接核糖核苷酸 细胞的整个生命历程 5’ 3’ 3’ 5’ 遗传信息的转录—总结 P69 以DNA的一条链为模板,依据碱基互补配对原则,合成RNA的过程。 转录的概念? 1 转录的场所? 2 转录的模板 3 转录的原料 4 转录的条件 5 转录的碱基配对方式 6 转录的产物? 7 细胞核、叶绿体、线粒体、拟核 DNA分子的一条链 (模板链) 四种游离的核糖核苷酸 模板、原料、能量、酶(RNA聚合酶同时具有解旋功能) G-C C-G T-A A-U 三种RNA(mRNA rRNA tRNA) 牛刀小试 1.如图表示真核生物体内DNA传递遗传信息的某过程,据图回答问题: (1)图示两种物质的组成元素有_。 (2)该图所示的是遗传信息传递的_过程,该过程发生的主要场所是_。 (3)物质③是以DNA的哪一条链为模板形成的?_。试写出③的碱基序列_。 C、H、O、N、P 转录 细胞核 CAUGCA ① 牛刀小试 2.如图是真核生物mRNA合成过程图,请据图判断下列说法中正确的是( ) A.①正处于解旋状态,形成这种状态需要解旋酶 B.图中②是以4种脱氧核苷酸为原料合成的 C.如果图中③表示酶分子,则它的名称是RNA聚合酶 D.图中的②合成后,在细胞核中与核糖体结合并控制蛋白质的合成 C 牛刀小试 3.图为细胞核内DNA上某个基因转录过程示意图。据图分析,下列叙述错误的是( ) A.图示中有8种核苷酸 B.①处碱基为T或U C.甲链为该基因的模板链 D.②处DNA螺旋解开 B Thank you for listening! Lavf58.20.100 $$