【生物】基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成第1課時(shí)課件-2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期生物人教版（2019）必修2

第4章基因的表達(dá)第一節(jié)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成

（第1課時(shí)）問(wèn)題探討轉(zhuǎn)入的是基因，得到的卻是蛋白質(zhì)！為什么會(huì)這樣？蘇云金桿菌提取Bt抗蟲(chóng)蛋白基因?qū)朊藁?xì)胞Bt抗蟲(chóng)蛋白Bt基因表達(dá)基因可以控制蛋白質(zhì)的合成，這個(gè)過(guò)程就是基因的表達(dá)。思考：細(xì)胞核中DNA如何指導(dǎo)細(xì)胞質(zhì)中蛋白質(zhì)合成呢？問(wèn)題探討細(xì)胞核核糖體（23nm）細(xì)胞質(zhì)DNA(2nm)核孔0.9nmDNA(基因）主要存在于細(xì)胞核中蛋白質(zhì)的合成在細(xì)胞質(zhì)中的核糖體上進(jìn)行信使信使問(wèn)題探討資料1:1955年，科學(xué)家用RNA酶分解變形蟲(chóng)細(xì)胞中的RNA，蛋白質(zhì)合成停止。資料2：1955年，科學(xué)家用放射性標(biāo)記尿嘧啶核苷酸的培養(yǎng)液培養(yǎng)變形蟲(chóng)細(xì)胞，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)該標(biāo)記先出現(xiàn)在細(xì)胞核，隨后出現(xiàn)在細(xì)胞質(zhì)。DNARNA？蛋白質(zhì)核質(zhì)？轉(zhuǎn)

錄翻

譯為什么RNA適于做DNA的信使呢？RNA充當(dāng)了DNA的信使一、為什么RNA適合做DNA的信使1.DNA和RNA在分子組成上的區(qū)別DNARNARNA的分子組成與DNA相似：具備傳遞遺傳信息的可能。脫氧核苷酸核糖核苷酸AGCT腺嘌呤鳥(niǎo)嘌呤胞嘧啶胸腺嘧啶AGCU腺嘌呤鳥(niǎo)嘌呤胞嘧啶尿嘧啶一、為什么RNA適合做DNA的信使DNARNAA核糖POCPOUPOGPO核糖核糖核糖2.RNA與DNA結(jié)構(gòu)上的差異

RNA是單鏈，比DNA短，能夠通過(guò)核孔轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中。磷酸二酯鍵一、為什么RNA適合做DNA的信使RNA分為3種①信使RNA（mRNA）蛋白質(zhì)合成的模板。②轉(zhuǎn)運(yùn)RNA（tRNA）氨基酸的運(yùn)載工具。③核糖體RNA（rRNA）核糖體的組成部分。蛋白質(zhì)rRNA核糖體tRNAmRNA3.RNA的組成和種類(lèi)部分堿基配對(duì)（含氫鍵）DNARNA組成元素相同基本單位不同組成不完全相同五碳糖含氮堿基分布不同空間結(jié)構(gòu)不同種類(lèi)不同功能不同一、為什么RNA適合做DNA的信使C、H、O、N、P脫氧核苷酸核糖核苷酸脫氧核糖核糖A、G、C、TA、G、C、U主要在細(xì)胞核主要在細(xì)胞質(zhì)規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)通常呈單鏈1種（DNA）3種（mRNA、tRNA、rRNA）生物的主要遺傳物質(zhì)部分病毒的遺傳物質(zhì)蛋白質(zhì)合成的模板氨基酸的搬運(yùn)工參與核糖體的構(gòu)成少數(shù)具有催化作用二、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄DNA的遺傳信息RNA的遺傳信息轉(zhuǎn)錄過(guò)程如何呢閱讀課本P65內(nèi)容，然后總結(jié)出轉(zhuǎn)錄的概念、場(chǎng)所、條件以及過(guò)程分別是什么？二、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄思考：DNA的遺傳信息怎樣傳遞給mRNA？RNA聚合酶TCGATCGATTGCAACGTACACGGTAATT第1步：DNA雙鏈解開(kāi)，堿基暴露出來(lái)。TCGTCGTTGCCGCGGTACAAATAATTAA5’3’5’3’轉(zhuǎn)錄方向5’3’CGGGAU游離的核糖核苷酸CAACGGGCCAAAUUUUUUU第2步：游離的核糖核苷酸與DNA模板鏈上的堿基互補(bǔ)配對(duì)，在RNA聚合酶的作用下開(kāi)始mRNA合成。TCGTCGTTGCCGCGGTACAAATAATTAA5’3’5’3’轉(zhuǎn)錄方向5’3’CGGGAUCAACGGGCCAAAUUUUUUUTCGTCGTTGCCGCGGTACAAATAATTAA5’3’5’3’轉(zhuǎn)錄方向5’3’CGGGAUCAACGGGCCAAAUUUUUUUTCGTCGTTGCCGCGGTACAAATAATTAA5’3’5’3’轉(zhuǎn)錄方向5’3’CGGGAUCAACGGGCCAAAUUUUUUUTCGTCGTTGCCGCGGTACAAATAATTAA5’3’5’3’轉(zhuǎn)錄方向5’3’CGGGAUCAACGGGCCAAAUUUUUUUTCGTCGTTGCCGCGGTACAAATAATTAA5’3’5’3’轉(zhuǎn)錄方向5’3’CGGGAUCAACGGGCCAAAUUUUUUUTCGTCGTTGCCGCGGTACAAATAATTAA5’3’5’3’轉(zhuǎn)錄方向5’3’CGGGAUCAACGGGCCAAAUUUUUUU模板鏈第3步：新結(jié)合的核糖核苷酸連接到正在合成的mRNA分子上（RNA聚合酶的催化形成磷酸二酯鍵）TCGTCGTTGCCGCGGTACAAATAATTAACGGGAUCAACGGGCCAAAUUUUUUUTCGTCGTTGCCGCGGTACAAATAATTAACGGGAUCAACGGGCCAAAUUUUUUU第4步：合成的mRNA從DNA鏈上釋放，而后DNA雙螺旋恢復(fù)。UAACUGCCTAGGAUGTARNA聚合酶①解旋②配對(duì)③連接④釋放酶：____________結(jié)果：雙鏈解開(kāi)，暴露堿基RNA聚合酶原則：_________________能量：___________模板：________________原料：________________堿基互補(bǔ)配對(duì)原則DNA的一條鏈4種核糖核苷酸ATP酶：___________結(jié)果：形成一個(gè)_______RNA聚合酶RNA合成的RNA從________上釋放DNA雙鏈恢復(fù)成________結(jié)構(gòu)DNA鏈雙螺旋二、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄二、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄概念場(chǎng)所時(shí)期條件RNA是在細(xì)胞核中，通過(guò)RNA聚合酶以DNA的一條鏈為模板合成的，這一過(guò)程叫作轉(zhuǎn)錄。主要是在細(xì)胞核（少量細(xì)胞質(zhì)）個(gè)體生長(zhǎng)發(fā)育的整個(gè)過(guò)程（真核細(xì)胞分裂期較少）遺傳信息的轉(zhuǎn)錄模板原料酶能量DNA的一條鏈以細(xì)胞中游離的4種核糖核苷酸RNA聚合酶ATP等（打開(kāi)氫鍵、形成磷酸二酯鍵）二、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄特點(diǎn)精確復(fù)制的原因意義延伸方向產(chǎn)物邊解旋邊轉(zhuǎn)錄堿基互補(bǔ)配對(duì)原則A－U、T－A、G－C、C－G遺傳信息從DNA傳遞到RNA上，為翻譯做準(zhǔn)備。RNA（mRNA、tRNA、rRNA）RNA從5'端向3'端延伸遺傳信息的轉(zhuǎn)錄遺傳信息的流動(dòng)方向DNA→RNA深度思考1.轉(zhuǎn)錄過(guò)程中也有DNA的解旋過(guò)程,該過(guò)程需要解旋酶嗎？DNA鏈完全解開(kāi)么？2.分裂間期和分裂期都可以進(jìn)行轉(zhuǎn)錄嗎？提示

分裂期的染色體高度螺旋，DNA難以解旋，轉(zhuǎn)錄難以發(fā)生。提示不需要，RNA聚合酶也有解旋功能,邊解旋邊轉(zhuǎn)錄.3.轉(zhuǎn)錄的是DNA還是DNA片段？提示

轉(zhuǎn)錄以基因?yàn)閱挝?，不同基因模板鏈不同深度思?.一個(gè)基因的兩條鏈都可以作為轉(zhuǎn)錄的模板嗎?一個(gè)DNA分子上的所有基因轉(zhuǎn)錄出的RNA都相同嗎？提示轉(zhuǎn)錄時(shí)只能以基因的一條鏈為模板；不同的基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA不完全相同?；駻基因B轉(zhuǎn)錄CCAUG……GCCAmRNA1轉(zhuǎn)錄UAGUAC……UACGmRNA2哪條是模板鏈？--ATGCATGCAT……CCATGCTAGCCA……TCCCTACC……ATCATGCATCCATGC-----TACGTACGTA……GGTACGATCGGT……AGGGATGG……TAGTACGTAGGTACG---1鏈2鏈1鏈2鏈其它基因6.轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的RNA的堿基序列與其模板鏈的堿基序列有何異同點(diǎn)？

與DNA的另外一條鏈的堿基序列有何異同點(diǎn)？DNA雙鏈片段a鏈b鏈CGAACCTCACGC信使RNAGCTTGGAGTGCGGCUUGGAGUGCG深度思考①RNA與DNA模板鏈的堿基互補(bǔ)配對(duì)②RNA與非模板鏈的堿基序列基本相同（T替換U）5.一個(gè)DNA分子中某個(gè)基因轉(zhuǎn)錄時(shí)，其他基因是否一定也在進(jìn)行轉(zhuǎn)錄？提示其他基因可能轉(zhuǎn)錄也可能不轉(zhuǎn)錄，它們之間互不影響（1）轉(zhuǎn)錄時(shí)只解旋要表達(dá)的基因片段，不需要解旋酶。（2）模板鏈不是固定不變的。（3）轉(zhuǎn)錄不是轉(zhuǎn)錄整個(gè)DNA，是轉(zhuǎn)錄其中的基因。（4）一個(gè)DNA轉(zhuǎn)錄出的mRNA不完全相同。（5）同種生物的不同細(xì)胞中，由于基因的選擇性表達(dá)，mRNA的種類(lèi)和

數(shù)量一般是不相同的。注意：聯(lián)系細(xì)胞分化：不是所有基因都會(huì)轉(zhuǎn)錄，轉(zhuǎn)錄是有選擇的。細(xì)胞分化時(shí)基因選擇性表達(dá)源于基因的選擇性轉(zhuǎn)錄。DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的比較DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄時(shí)間場(chǎng)所解旋模板原料酶配對(duì)方式特點(diǎn)方向產(chǎn)物意義細(xì)胞分裂間期生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程完全解旋只解有遺傳效應(yīng)片段（基因）DNA的兩條鏈均為模板DNA的一條鏈為模板四種脫氧核苷酸四種核糖核苷酸解旋酶、

DNA聚合