人教版教學(xué)課件沈敏基因控制蛋白質(zhì)的合成

基因控制蛋白質(zhì)的合成歡迎來到這節(jié)關(guān)于基因如何控制蛋白質(zhì)合成的課程。我們將探討生命的基本過程，了解遺傳信息如何轉(zhuǎn)化為生命的構(gòu)建塊。教學(xué)目標(biāo)理解基因結(jié)構(gòu)掌握DNA和RNA的化學(xué)組成及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。掌握中心法則了解DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程。認(rèn)識(shí)基因表達(dá)理解基因如何調(diào)控蛋白質(zhì)的合成。應(yīng)用知識(shí)探討基因工程和生物技術(shù)的應(yīng)用。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)DNA的結(jié)構(gòu)與功能轉(zhuǎn)錄和翻譯過程基因表達(dá)調(diào)控難點(diǎn)遺傳密碼的解讀基因表達(dá)的復(fù)雜性生物技術(shù)的倫理問題基因的概念定義基因是DNA分子上攜帶遺傳信息的功能片段。功能控制生物體特征的形成和代謝過程的調(diào)節(jié)。組成由核苷酸序列構(gòu)成，包含啟動(dòng)子、編碼區(qū)和終止子。位置位于染色體上，是遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)。核酸的化學(xué)結(jié)構(gòu)糖DNA含有脫氧核糖，RNA含有核糖。磷酸連接核糖，形成核酸的骨架。堿基DNA：A、T、C、G；RNA：A、U、C、G。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)雙鏈兩條多核苷酸鏈以反向平行方式纏繞。堿基配對(duì)A與T配對(duì)，C與G配對(duì)，通過氫鍵連接。主溝和副溝雙螺旋結(jié)構(gòu)形成不等寬的溝。右手螺旋每10個(gè)堿基對(duì)完成一個(gè)周期。遺傳信息的載體1DNA儲(chǔ)存和傳遞遺傳信息的主要載體。2RNA傳遞和表達(dá)遺傳信息的中間載體。3蛋白質(zhì)執(zhí)行遺傳信息的功能分子。半保留復(fù)制1解鏈DNA雙鏈在酶的作用下解開。2配對(duì)新的核苷酸與模板鏈配對(duì)。3延長DNA聚合酶催化新鏈的合成。4校對(duì)修復(fù)酶檢查并修正錯(cuò)誤。轉(zhuǎn)錄過程1起始RNA聚合酶結(jié)合到啟動(dòng)子區(qū)域。2延伸RNA聚合酶沿DNA模板鏈移動(dòng)，合成RNA。3終止到達(dá)終止信號(hào)后，RNA聚合酶釋放新生RNA。轉(zhuǎn)錄的過程和特點(diǎn)1單鏈模板只有DNA的一條鏈作為模板。2互補(bǔ)配對(duì)新生RNA與DNA模板鏈互補(bǔ)。35'到3'方向RNA的合成方向是5'到3'。4即時(shí)釋放新生RNA鏈合成后立即釋放。轉(zhuǎn)錄調(diào)控正調(diào)控激活因子促進(jìn)轉(zhuǎn)錄的開始和進(jìn)行。例如，乳糖操縱子中的CAP蛋白。負(fù)調(diào)控抑制因子阻礙轉(zhuǎn)錄的進(jìn)行。如乳糖操縱子中的阻遏蛋白。翻譯過程1起始小核糖體亞基與mRNA結(jié)合。2延長氨基酸按密碼子順序連接。3終止遇到終止密碼子，肽鏈釋放。4折疊新生肽鏈折疊成功能性蛋白質(zhì)。翻譯的過程和特點(diǎn)核糖體翻譯的主要場(chǎng)所，由大小兩個(gè)亞基組成。tRNA運(yùn)輸氨基酸到核糖體，解讀遺傳密碼。肽鏈從N端到C端方向合成，逐步延長。蛋白質(zhì)的合成調(diào)控轉(zhuǎn)錄水平控制mRNA的產(chǎn)生數(shù)量。轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)節(jié)mRNA的穩(wěn)定性和加工。翻譯水平影響mRNA的翻譯效率。翻譯后水平修飾蛋白質(zhì)，調(diào)節(jié)其活性。基因表達(dá)的特點(diǎn)時(shí)空特異性在特定時(shí)間和特定細(xì)胞中表達(dá)。調(diào)控性受多層次調(diào)控機(jī)制控制。可誘導(dǎo)性可被外界環(huán)境因素誘導(dǎo)或抑制。差異性不同基因表達(dá)水平和方式不同。基因表達(dá)與蛋白質(zhì)合成的關(guān)系1基因攜帶遺傳信息的DNA片段。2轉(zhuǎn)錄DNA信息轉(zhuǎn)錄為RNA。3翻譯mRNA指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成。4蛋白質(zhì)執(zhí)行生物學(xué)功能的分子?；虻慕M織原核生物基因密集排列無內(nèi)含子操縱子結(jié)構(gòu)真核生物基因分散排列含有內(nèi)含子復(fù)雜的調(diào)控區(qū)域基因的復(fù)制1復(fù)制起始解旋酶打開雙螺旋。2引物合成引物酶合成RNA引物。3鏈延長DNA聚合酶延長新鏈。4校對(duì)修復(fù)修復(fù)酶糾正錯(cuò)誤?；蛲蛔凕c(diǎn)突變單個(gè)核苷酸的改變，如置換、插入或缺失。染色體突變?nèi)旧w結(jié)構(gòu)的改變，如缺失、重復(fù)、倒位等?；蚪M突變整個(gè)染色體組的改變，如多倍體。表觀遺傳變異DNA序列不變，但基因表達(dá)受影響?；蚬こ毯?jiǎn)介定義利用DNA重組技術(shù)，人為改變生物遺傳物質(zhì)。工具限制性內(nèi)切酶、DNA連接酶、載體等。步驟基因分離、克隆、轉(zhuǎn)化、表達(dá)。應(yīng)用醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、環(huán)保等多個(gè)領(lǐng)域?；蛑委熢\斷確定致病基因。設(shè)計(jì)構(gòu)建治療用基因。傳遞將基因?qū)牖颊呒?xì)胞。表達(dá)基因在體內(nèi)表達(dá)，糾正缺陷。生物技術(shù)在醫(yī)藥中的應(yīng)用疫苗重組疫苗，如乙肝疫苗。激素重組人胰島素。抗體單克隆抗體治療。生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用植物育種抗蟲作物抗除草劑作物營養(yǎng)強(qiáng)化作物動(dòng)物育種生長速度快抗病能力強(qiáng)生產(chǎn)特定蛋白質(zhì)生物技術(shù)在環(huán)保中的應(yīng)用生物修復(fù)利用微生物降解環(huán)境污染物。生物監(jiān)測(cè)利用生物指示劑檢測(cè)環(huán)境變化。生物能源生產(chǎn)生物燃料，減少化石燃料使用。生物塑料開發(fā)可生物降解的塑料替代品。生物技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用1發(fā)酵工業(yè)生產(chǎn)酒精、有機(jī)酸等。2酶工程利用酶催化工業(yè)生產(chǎn)。3生物材料開發(fā)新型生物基材料。4生物傳感器用于工業(yè)過程監(jiān)控。生物技術(shù)的前景與挑戰(zhàn)前景個(gè)性化醫(yī)療精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)生物計(jì)算機(jī)挑戰(zhàn)倫理問題生物安全技術(shù)局限性生物安全問題實(shí)驗(yàn)室安全防止實(shí)驗(yàn)生物逃逸和交叉污染。環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估轉(zhuǎn)基因生物對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響。食品安全確保轉(zhuǎn)基因食品的安全性。生物武器防止生物技術(shù)被濫用于武器制造。生物倫理問題基因編輯人類胚胎基因編輯的倫理爭(zhēng)議。克隆技術(shù)動(dòng)物克隆和人類克隆的倫理界限。基因篩選胚胎基因篩選的社會(huì)影響?；螂[私個(gè)人基因信息的保護(hù)和使用?？茖W(xué)態(tài)度與方法1觀察仔細(xì)觀察現(xiàn)象。2假設(shè)提出可能的解釋。3實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)。4分析分析數(shù)