4.1基因指导蛋白质的合成（第1课时）课件 2024—2025学年高一下学期生物人教版必修2

资料2. 生长在太平洋西北部的一种水母能发出绿色荧光，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。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。 基因通过控制蛋白质的合成来控制生物体的性状——基因具有遗传效应 绿色荧光蛋白基因 绿色荧光蛋白 控制合成 绿色荧光 发出 回顾旧知 水母之所以能够发出绿色的荧光是因为水母的DNA上有一段绿色荧光基因可以控制合成绿色荧光蛋白，从而发出荧光，那么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发出荧光，说明其体内也产生了绿色荧光蛋白 这说明基因可以通过控制蛋白质的合成来控制生物的性状（生物表现出来的性状也就是表现型），我们把基因控制（指导）蛋白质合成的过程叫做基因的表达（板书） 1 4.1.1基因指导蛋白质的合成 本节聚焦 1.基因如何指导蛋白质的合成？ 2.中心法则是如何描述遗传信息的传递规律的？ 3.几乎所有的生物共用一套密码子的基本事实，给我们什么启示？ ？ 蛋白质 DNA(基因) RNA 转录 翻译 基因如何指导蛋白质的合成？ 核糖体 合 成 问题:为什么RNA适于作DNA的信使呢？ 通过上节课的学习我们知道基因是有遗传效应的DNA片段，对真核生物来说DNA主要存在于细胞核中，而蛋白质的合成是在细胞质中的核糖体内进行的，那么细胞核中的基因要如何指导细胞质中的蛋白质合成呢？ 打比方，细胞核就相当于司令部，细胞质就相当于战场，而细胞核中的DNA就是司令，它是不会到细胞质中直接指挥蛋白质的合成的 因此科学家推测，在DNA和蛋白质之间，还有一种中间物质充当信使，它就是RNA 首先我们要了解RNA的结构 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 RNA 4 RNA的基本单位 DNA的基本单位 ①RNA组成与DNA的很相似：它也是由基本单位——核苷酸连接而成的 脱氧核糖 核糖 脱氧核糖核苷酸 核糖核苷酸 核苷酸也含有4种碱基，这些特点使得RNA具备准确传递遗传信息的可能。 AGC T AGC U 尿嘧啶 胸腺嘧啶 ②RNA一般为单链，比DNA短，能通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。 双链 单链 RNA适合于作DNA的信使的原因 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） RNA与DNA的比较 遗传信息储存在碱基的排列顺序中 6 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 识别并转运氨基酸 与蛋白质结合形成核糖体 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 RNA中不存在氢键？ ❌ 核糖体RNA(rRNA） tRNA 注意：tRNA虽然是单链，但存在氢键 DNA的信使 蛋白质合成的模板。 遗传信息传递的媒介 常与核糖体结合翻译时作模板 RNA的种类和功能 RNA还有其他类型，比如催化RNA，还有作为遗传物质的RNA。RNA中不存在氢键？那么DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的呢？——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' 遗传信息的转录 8 1.转录：在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板， 按照碱基互补配对原则合成RNA的过程。 问题：1.DNA复制需要解旋酶，转录需要解旋酶吗？ 2.转录只能发生在细胞核吗？ 不是 不需要 遗传信息的转录 具有解旋功能 真核生物： 2.转录的场所： 细胞核(主要) 叶绿体和线粒体 原核生物 (主要) 拟核 遗传信息的转录 3.转录的时间： 个体生长发育的整个过程 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，新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的RNA分子上 合成的RNA从DNA链上释放，而后DNA双螺旋恢复 RNA与模板链是反向的 4.转录的过程 遗传信息的转录 解旋 配对 连接 释放 遗传信息的转录 12 遗传信息的转录 5.条件：（1）模板： （2）原料： （3）能量： （4）酶： 6.原则： 7.产物： 8.特点： 9.遗传信息传递的方向： DNA的一条链 四种游离的核糖核苷酸 ATP 碱基互补配对原则（A-U，G-C，C-G，T-A） RNA（mRNA，tRNA，rRNA） RNA聚合酶 DNA mRNA RNA子链的延伸方向：从RNA的5′端→3′端，与RNA聚合酶的移动方向一致。 边解旋边转录，单链转录 13 DNA复制和转录的比较 DNA复制 转录 时间 场所 模板 原料 酶 配对方式 方向 产物 细胞分裂间期 生长发育过程 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 2个子代DNA分子 mRNA、tRNA、rRNA 主要在细胞核或拟核，少部分在线粒体、叶绿体 新链从5’端-3’端延伸 新链从5’端-3’端延伸 1.转录成的RNA的碱基序列与DNA的两条单链的碱基序列各有哪些异同？ RNA DNA 2.转录与DNA复制有哪些共同之处？ 转录与DNA复制都需要模板、都遵循碱基互补配对原则。 模板链 非模板链 互补 配对 相同， T换为U 遗传信息的转录 15 3、看图回答下列问题： A T C G A G C G A G T C T T C G T C A A T C G A T G A C A T C G G C DNA U C G C U A G C mRNA mRNA 基因1 基因2 a链 b链 部分解旋 不是，转录其中的基因（具有遗传效应的DNA片段） （1）转录过程是对整个DNA分子进行转录吗？ 遗传信息的转录 注意：同种生物不同种类的细胞，由于基因的选择性表达，mRNA的种类和数量不同，但是tRNA和rRNA的种类没有差异 16 3、看图回答下列问题： A T C G A G C G A G T C T T C G T C A A T C G A T G A C A T C G G C DNA U C G C U A G C mRNA mRNA 基因1 基因2 a链 b链 部分解旋 （2）同一个DNA分子转录出来的mRNA一定相同吗？ 遗传信息的转录 （同一个DNA分子中转录的模板链不是固定的一条） 17 当堂检测 1．关于RNA的结构和功能的叙述，不正确的是（ ） A．细胞中的RNA分子一般为单链 B．RNA比DNA短，能在细胞内传递遗传信息 C．RNA是某些原核生物的遗传物质 D．某些RNA能在细胞内催化化学反应 2．下列有关人胰岛素基因转录的叙述，错误的是 （ ） A．需要RNA聚合酶催化 B．产物为RNA C．以DNA的一条链作为模板链 D．原料为4种游离的脱氧核苷酸 C 核糖核苷酸 RNA病毒 D 3．如图表示某细胞内某生理过程，观察图形，下列说法正确的是 （ ） A．在真核细胞中该过程仅发生在细胞核内 B．图中的酶是DNA解旋酶，能使DNA双链氢键解开 C．甲链是编码链 D．图中酶移动的方向是从右向左 D RNA聚合酶 线粒体、叶绿体 模板链 4. 如图中甲、乙表示真核生物遗传信息传递的两个过程，丙为其中部分 片段的放大示意图。以下分析正确的是 (　　 ) B A.图中酶1和酶2是同一种酶 B.图丙中b链可能是构成核糖体的成分 C.图丙是图甲的部分片段放大 D.图乙所示过程在高度分化的细胞中不能发生 DNA聚合酶 RNA聚合酶 RNA DNA(模板链） rRNA 乙 能 20 (1)核糖核苷酸是组成RNA的基本单位,共有4种。( ) (2)RNA主要有三种，主要分布在细胞质中。( ) (3)转录时DNA聚合酶能识别DNA分子中的特定碱基序列。( ) (4)转录以DNA的两条链为模板、四种核糖核苷酸为原料合成mRNA。( ) (5)一个基因的两条链不能同时转录生成两种不同的mRNA。 ( ) (6)在细胞的生命历程中,mRNA的种类会不断发生变化。( ) √ √ × × √ √ Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$