4.1.1基因指导蛋白质的合成第一课时课件-2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

第4章 基因的表达 第1节 基因指导蛋白质的合成 第一课时 1 01 引入 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。 转入的是基因，得到的却是蛋白质！为什么会这样？ 基因 蛋白质的合成 控制 基因的表达： 苏云金杆菌的Bt抗虫蛋白 普通棉花 转基因抗虫棉 为什么转基因棉花能抗虫？ 为什么转基因棉花能产生抗虫蛋白？ 02 遗传信息的转录 细胞核中的基因如何指导细胞质中的蛋白质合成？ DNA携带的遗传信息是怎样传递到细胞质中的呢？ 当遗传信息到达细胞质后，细胞又是怎样解读的呢？ 基因通常是有遗传效应的DNA片段 蛋白质是在细胞质中合成的 ？ DNA主要存在于细胞核中 02 遗传信息的转录 在DNA和蛋白质之间，还有一种中间物质充当信使，就是 。 RNA 细胞核中的基因如何指导细胞质中的蛋白质合成？ 细胞质 细胞核 DNA(2nm) (遗传信息) 核孔0.9nm 核糖体 （蛋白质合成场所） 信使 DNA 核糖体 ? RNA 02 遗传信息的转录 在DNA和蛋白质之间，还有一种中间物质充当信使，就是 。 RNA 1.RNA的全称： 2.RNA的基本单位： 核糖核酸 核糖核苷酸 （1）五碳糖不同 （2）碱基不完全相同 （3）RNA一般为单链 3.RNA与DNA的主要区别： 细胞核中的基因如何指导细胞质中的蛋白质合成？ 02 遗传信息的转录 细胞核中的基因如何指导细胞质中的蛋白质合成？ 在DNA和蛋白质之间，还有一种中间物质充当信使，就是 。 RNA 1.RNA的全称： 2.RNA的基本单位： 核糖核酸 核糖核苷酸 （1）五碳糖不同 （2）碱基不完全相同 （3）RNA一般为单链 3.RNA与DNA的主要区别： 4.RNA的种类及功能 （1）mRNA——信使RNA 携带着从DNA转录来的遗传信息，是合成蛋白质的模板。 （2）tRNA——转运RNA 识别并运载氨基酸 （3）rRNA——核糖体RNA 是核糖体的组成成分 少数RNA还具有催化作用， 有的作为RNA病毒的遗传物质 02 遗传信息的转录 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） 02 遗传信息的转录 RNA是什么物质？为什么RNA适于作DNA的信使呢? （1）RNA是由基本单位——核苷酸连接而成，核苷酸含有4种碱基（A、U、G、C），它能准确传递遗传信息。 （2）RNA一般是单链，而且比DNA短，能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。 （3）RNA与DNA的关系中，也遵循碱基互补配对原则，以mRNA为媒介可将遗传信息传递到细胞质中。 穿过0层膜 02 遗传信息的转录 DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的 ？ 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。 （1）转录的定义： 通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。 （2）转录的场所： 主要发生在细胞核 少部分发生在线粒体和叶绿体 真核生物： 主要发生在拟核 少部分发生在细胞质(质粒转录) 原核生物： 02 遗传信息的转录 02 遗传信息的转录 第一步 RNA聚合酶将DNA双链解开，碱基暴露出来 第二步 游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对 第三步 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 第四步 合成的RNA从DNA链上释放，而后DNA双螺旋恢复 3´ 3´ 5´ 5´ 5´ （3）转录的过程： （4）转录的特点： 边解旋边转录； DNA单链模版转录。 02 遗传信息的转录 （5）转录的条件： 原料： 模板： 能量： 酶： DNA一条链的某片段 RNA聚合酶 4种游离的核糖核苷酸 ATP （6）转录的碱基配对方式： G-C C-G T-A A-U （7）转录的结果： 形成一个RNA分子 （8）转录的实质： 遗传信息的传递 （9）转录的合成方向： RNA从5'端向3'端方向延伸 03 DNA转录与复制的对比 转录与DNA复制有什么异同点？ 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 先后 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 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 03 DNA转录与复制的对比 1、转录与DNA复制有哪些共同之处？这对保证遗传信息的传递有什么意义？ 转录与DNA复制都需要模板、都遵循碱基互补配对原则。 碱基互补配对原则能够保证遗传信息传递的准确性。 03 DNA转录与复制的对比 2、转录成的RNA的碱基序列，与DNA两条单链的碱基序列各有哪些异同点？ ①转录成的RNA的碱基序列，与作为模板的DNA单链的碱基序列之间的碱基是互补配对关系。 ②与DNA双链间碱基互补配对不同的是，RNA链中与DNA链的A配对的是U，不是T ； ③DNA另一条链的碱基序列基本相同，只是DNA链上T的位置，RNA链上是U 。 RNA DNA 模板链 非模板链 互补 配对 相同， T换为U 03 DNA转录与复制的对比 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 不能，转录只能以基因的一条链为模板 不一定相同,到底以DNA哪条链为模板不是固定不变的 不是，转录是以基因为单位进行 （2） 一个基因的两条链都能转录吗？ （3）不同基因的模板链是否相同？ （1）转录过程是对整个DNA分子进行转录吗？ 1. 下列关于DNA复制和转录异同点的叙述中正确的是 （ ） A．模板不同 B．场所不同 C．产物不同 D．所需的酶相同 2. 遗传信息转录的模板是（ ） A．tRNA B．rRNA C．mRNA D．DNA的一条链 C D 对位练习 (1)图甲表示DNA分子的_______过程，通过______________原则以确保遗传信息的准确传递。 (2)图乙中，DNA的一条链作为模板，在___________酶的催化作用下合成单链的物质a为______，则需要的原料是________________。 (3)在图甲和图乙中，以母链为模板合成子链时，子链的延伸方向均为__________（填“5′→3′”或“3′→5′”）。 3. 生命是物质、能量和信息的统一体，图甲和图乙为遗传信息传递的部分图解。回答下列问题： 复制 碱基互补配对 RNA聚合 RNA 4种核糖核苷酸 5′→3′ 对位练习 04 真核细胞的基因结构 启动子 非编码区 非编码区 编码区（基因） 前体mRNA 转录 成熟mRNA 汉水丑生侯伟作品 终止子 编码区上游 编码区下游 不编码氨基酸的序列在RNA自身的催化作用下被切除 05 真核细胞和原核细胞基因转录过程的区别 真核细胞 基因结构 编码区（基因） 非编码区 非编码区 编码区（基因） 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 06 信使物质是RNA的实验证据 科学家用洋葱根尖和变形虫进行了实验。发现若加入RNA酶降解细胞中的RNA，则蛋白质的合成就停止，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。 实验1 （1）根据实验1可以得出什么结论？ 蛋白质的合成依赖于RNA。 RNA酶 蛋白质的合成停止 RNA 提取物 蛋白质的合成恢复 06 信使物质是RNA的实验证据 1955年戈德斯坦（Goldstein）和普劳特（Plaut）用同位素标记RNA前体，发现放射性同位素都在细胞核内。经过一段时间，发现放射性同位素出现在细胞质中。 实验2 (2)为什么用同位素标记RNA前体，发现放射性同位素都在细胞核内？ (3)实验2变形虫的细胞质为什么会出现有标记的RNA分子？ RNA在细胞核内形成 细胞核中合成的RNA分子可以通过核孔进入细胞质 06 信使物质是RNA的实验证据 科学家经过实验发现，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，把细菌裂解、离心，分离出RNA与核糖体。分离出来的RNA有14C标记，将分离得到的RNA分别与细菌的DNA和噬菌体的DNA杂交，发现RNA只能与噬菌体的DNA形成双链杂交分子。 实验3 （4）实验为什么选择14C的尿嘧啶作为标记物？ 尿嘧啶是RNA特有的碱基，实验中选择14C-U作为标记物可以标记新合成的RNA。 A 腺嘌呤 G 鸟嘌呤 C 胞嘧啶 U 尿嘧啶 06 信使物质是RNA的实验证据 科学家经过实验发现，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，把细菌裂解、离心，分离出RNA与核糖体。分离出来的RNA有14C标记，将分离得到的RNA分别与细菌的DNA和噬菌体的DNA杂交，发现RNA只能与噬菌体的DNA形成双链杂交分子。 实验3 （2）实验中分离出的含14C标记的RNA，能与噬菌体的DNA分子形成杂交分子，不能与细菌的DNA结合，说明什么问题？ 新合成的RNA是以噬菌体的DNA为模板合成的。 ~~~~~~~~~ RNA 噬菌体的DNA 杂交分子 THANK YOU 本节课就上到这里，谢谢大家！ Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $