4.1.1遗传信息的转录课件-2024-2025学年高一下学期生物人教版必修2

第一课时 遗传信息的转录 单元主题——《探索肥胖的奥秘—基因的表达》 遗传与进化 1 《柳叶刀》发布全球肥胖数据，中国超重/肥胖成年人数量最多，达到4.02亿。 ob基因只在脂肪细胞中表达，编码蛋白质产物叫“瘦素”， 主要有调节人体饮食及控制人体热量消耗的作用。 2 生命观念 1 2 3 4 学习目标 建构转录等概念，形成生命是物质、能量和信息的统一体的生命观念。 科学思维 科学探究 社会责任 辨析三种RNA的结构和功能，提升分析复杂事件的方法和能力。 掌握遗传信息转录的过程和特点，认同健康生活方式的重要意义。 运用科学探究方法，验证RNA是信使的实验思路，提升讨论和交流的能力。 3 任务一：探究信使分子的本质（理论推测） DNA(基因） 主要存在于_______ 蛋白质的合成 在细胞质中的________ 细胞核 核糖体 4 任务一：探究信使分子的本质（理论推测） 假说1：DNA出细胞核指导蛋白质的合成。 假说2：核糖体进入细胞核合成蛋白质。 假说3：DNA和蛋白质之间有一种中间物质充当信使。 事实1：DNA作为遗传物质，被折叠压缩固定在核骨架上，无法随意移动，目的是对DNA进行保护。 事实2：DNA分子直径约2nm，核糖体大致为圆形颗粒，直径23nm，而核孔只有0.9nm。 5 任务一：探究信使分子的本质（理论推测） 作为DNA的信使，需要满足哪些特点呢？ 学生活动1 能识别DNA上的遗传信息 能携带并准确传递遗传信息 具有多样性 分子量小，易于通过核孔 6 任务一：探究信使分子的本质（实验证据） 思考1：从结构功能角度分析什么物质适合充当DNA的信使， 并说出理由。 胞嘧啶 鸟嘌呤 腺嘌呤 尿嘧啶 胞嘧啶 鸟嘌呤 腺嘌呤 胸腺嘧啶 碱基 碱基对 （1）RNA也是由核苷酸组成，含氮碱基有A、G、C、U，具备准确传递遗传信息的可能。 （2）RNA一般是单链，比DNA短，能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。 （3）RNA与DNA之间也遵循碱基互补配对原则。 7 任务一：探究信使分子的本质（实验证据） 思考2：设计实验证明RNA由细胞核转移至细胞质。 实验材料：变形虫，培养液等。 要求清晰的语言阐明设计思路、预期结果。提示：减法加法原理 学生活动2 1955年Brachet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。 任务一：探究信使分子的本质（实验证据） 思考3：如何设计实验追踪RNA的产生和转移？ 同位素标记法 放射性标记的RNA原料最可能是：_____________。 3H-尿嘧啶 1955年Goldstein和Plaut用放射性同位素标记变形虫RNA的原料，发现放射性都在核内，然后将细胞核转移到未标记的变形虫中。经过一段时间发现放射性已在细胞质中。 9 任务一：探究信使分子的本质（实验证据） 思考4：通过资料说明了什么？ 1961年，布伦纳等用噬菌体侵染细菌，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结合。 新合成的RNA是以_______的DNA为模板合成的 综上，得出结论： 在DNA和蛋白质之间，充当信使的物质是RNA！ 噬菌体 10 作为DNA的信使， 是蛋白质合成的模板 识别密码子，转运氨基酸 核糖体的组成成分 ①信使RNA ( mRNA) 单链 ②转运RNA ( tRNA) 单链 ③核糖体RNA( rRNA ) 单链 注意：少数RNA还具有催化作用，有的作为RNA病毒的遗传物质。 tRNA 任务一：探究信使分子的本质（实验证据） RNA的类型 任务二：DNA指导蛋白质合成的过程（转录） 挑战一：超级填空 场所: 条件: RNA是在 中，通过 以DNA的 为模板合成的，这一过程叫作转录。 细胞核（主要），少部分在线粒体、叶绿体 模板： 原料： 能量： 酶： DNA的一条链 4种游离的核糖核苷酸 ATP RNA聚合酶 定义: 原则： 特点： 方向： 产物： 碱基互补配对原则 边解旋边转录 子链5’→3’ 细胞核 RNA聚合酶 一条链 mRNA、rRNA、tRNA 任务二：DNA指导蛋白质合成的过程（转录） 挑战二：概括归纳 阅读课本P65，结合屏幕视频，尝试将转录过程概括为几个动词。 任务二：DNA指导蛋白质合成的过程（转录） 建构模型，尝试描述转录过程（以mRNA形成为例）。 ①______ ②______ ③_____ ④______ 学生活动3 任务二：DNA指导蛋白质合成的过程（转录） AI建模 【突破一】精确转录 --ATGCATGCAT…… CATCCATAACCATC …… CCTAAGGATAG CCAGCCCAGATG …… CATGCATCCATGC--- --TACGTACGTA ……GTAGGTATTGGTAG…… GGATTCCTATC GGTTGGGTCTAC …… GTACGTAGGTACG--- 基因ob 胰岛素基因 基因A 其他基因 1链 2链 AUGCAU……CCAUAA 转 录 mRNA1 GGUCUAC……GUA 转 录 mRNA2 下图是脂肪细胞中的一段DNA序列，据图回答以下问题： 1.标出ob基因的模板链。分析mRNA与模板链、编码链之间的碱基序列关系？ 2.为提高转录效率，ob基因的两条链是否都可以作为转录的模板链？请分析原因。 3.标出A基因的模板链。分析一个DNA分子上不同基因的模板链是否相同？ 4.人的脂肪细胞和心肌细胞中相同的DNA分子进行转录时，产生的mRNA是否相同？请分析原因。 学生活动4 --ATGCATGCAT…… CATCCATAACCATC …… CCTAAGGATAG CCAGCCCAGATG …… CATGCATCCATGC--- --TACGTACGTA ……GTAGGTATTGGTAG…… GGATTCCTATC GGTTGGGTCTAC …… GTACGTAGGTACG--- 基因ob 胰岛素基因 基因A 其他基因 1链 2链 AUGCAU……CCAUAA 转 录 mRNA1 GGUCUAC……GUA 转 录 mRNA2 1.转录以基因为单位。 2.DNA分子上基因的两条链中只有一条链是转录的模板链，不同基因之间哪条链是模板链不是固定不变的。 3.一个基因转录的模板链是固定不变的。 4.一个DNA分子中某个基因转录时，其他基因不一定也在进行转录。 基因的选择性表达 下图是脂肪细胞中的一段DNA序列，据图回答以下问题： 学生活动4 【突破一】精确转录 --ATGCATGCAT…… CATCCATAACCATC …… CCTAAGGATAG CCAGCCCAGATG …… CATGCATCCATGC--- --TACGTACGTA ……GTAGGTATTGGTAG…… GGATTCCTATC GGTTGGGTCTAC …… GTACGTAGGTACG--- 基因ob 基因A 1链 2链 AUGCAU……CCAUAA 转 录 mRNA1 编码链 GGUCUAC……GUA 转 录 mRNA2 模板链 编码链 模板链 5’ 3’ 5.在基因ob中， RNA聚合酶沿DNA的移动方向是从_____往_____。（填“左”或“右”） 5’ 3’ 左 右 6.尝试标出mRNA2的3’和5’。在基因H中，RNA聚合酶沿着DNA的移动方向是从_____往_____。（填“左”或“右”） 左 右 5’ 3’ 5’ 3’ 学生活动4 下图是脂肪细胞中的一段DNA序列，据图回答以下问题： 【突破一】精确转录 --ATGCATGCAT…… CATCCATAACCATC …… CCTAAGGATAG CCAGCCCAGATG …… CATGCATCCATGC--- --TACGTACGTA ……GTAGGTATTGGTAG…… GGATTCCTATC GGTTGGGTCTAC …… GTACGTAGGTACG--- 基因ob 基因A 1链 2链 AUGCAU……CCAUAA 转 录 mRNA1 编码链 GGUCUAC……GUA 转 录 mRNA2 模板链 编码链 模板链 5’ 3’ 5’ 3’ 5’ 3’ 5’ 3’ 学生活动4 下图是脂肪细胞中的一段DNA序列，据图回答以下问题： 转录中，如何实现遗传信息的快速传递？ 【突破一】精确转录 提示：RNA聚合酶催化速率是每秒40-50个核苷酸，一个基因的大小大约是1000个碱基对 转录中，如何实现遗传信息的快速传递？ 学生活动4 【突破一】精确转录 【突破二】转录后加工 ob基因刚刚转录出的mRNA能直接用于翻译吗？ 资料：科学家发现ob基因刚转录出来的RNA全长有4500个碱基，而翻译成的瘦素分子仅由167个氨基酸组成。 ①获取该基因的双链DNA片段及其转录形成的mRNA；②加热DNA双链使其成为单链，并与细胞质中提取的mRNA按照碱基配对原则形成双链分子；③染色、制片，电镜观察，可观察到右图中结果。 1.据资料分析图中1、2分别是什么物质？ 2.分析图中现象出现的原因？ 3.推测真核生物的基因结构有什么特点呢？ 1 2 DNA mRNA 学生活动5 【突破二】转录后加工 真核细胞和原核细胞基因结构的区别 真核细胞基因结构 编码区 编码区 非编码区 非编码区 启动子 终止子 RNA聚合酶识别结合位点，启动转录 终止转录 外显子 内含子 原核细胞基因结构 非编码区 非编码区 基因ob 基因A RNA聚合酶 RNA聚合酶 【突破二】转录后加工 转录后加工 外显子 内含子 真核生物的一个基因中既含有编码氨基酸的外显子，又含有不编码氨基酸的内含子，而且外显子与内含子都被转录，这样形成的RNA称为前体mRNA。 基因ob 转录 前体mRNA 成熟mRNA 真核细胞和原核细胞基因结构的区别 建构思维导图 理论联系生活 健康生活 积极锻炼 合理饮食 科学生活 自我评价 组内互评 Lavf58.12.100 Transcoded by Arctime Pro 2.2.1 $$