【生物】基因指导蛋白质的合成第1课时课件-2023-2024学年高一下学期生物人教版（2019）必修2

第4章基因的表达第一节基因指导蛋白质的合成

（第1课时）问题探讨转入的是基因，得到的却是蛋白质！为什么会这样？苏云金杆菌提取Bt抗虫蛋白基因导入棉花细胞Bt抗虫蛋白Bt基因表达基因可以控制蛋白质的合成，这个过程就是基因的表达。思考：细胞核中DNA如何指导细胞质中蛋白质合成呢？问题探讨细胞核核糖体（23nm）细胞质DNA(2nm)核孔0.9nmDNA(基因）主要存在于细胞核中蛋白质的合成在细胞质中的核糖体上进行信使信使问题探讨资料1:1955年，科学家用RNA酶分解变形虫细胞中的RNA，蛋白质合成停止。资料2：1955年，科学家用放射性标记尿嘧啶核苷酸的培养液培养变形虫细胞，检测发现该标记先出现在细胞核，随后出现在细胞质。DNARNA？蛋白质核质？转

录翻

译为什么RNA适于做DNA的信使呢？RNA充当了DNA的信使一、为什么RNA适合做DNA的信使1.DNA和RNA在分子组成上的区别DNARNARNA的分子组成与DNA相似：具备传递遗传信息的可能。脱氧核苷酸核糖核苷酸AGCT腺嘌呤鸟嘌呤胞嘧啶胸腺嘧啶AGCU腺嘌呤鸟嘌呤胞嘧啶尿嘧啶一、为什么RNA适合做DNA的信使DNARNAA核糖POCPOUPOGPO核糖核糖核糖2.RNA与DNA结构上的差异

RNA是单链，比DNA短，能够通过核孔转移到细胞质中。磷酸二酯键一、为什么RNA适合做DNA的信使RNA分为3种①信使RNA（mRNA）蛋白质合成的模板。②转运RNA（tRNA）氨基酸的运载工具。③核糖体RNA（rRNA）核糖体的组成部分。蛋白质rRNA核糖体tRNAmRNA3.RNA的组成和种类部分碱基配对（含氢键）DNARNA组成元素相同基本单位不同组成不完全相同五碳糖含氮碱基分布不同空间结构不同种类不同功能不同一、为什么RNA适合做DNA的信使C、H、O、N、P脱氧核苷酸核糖核苷酸脱氧核糖核糖A、G、C、TA、G、C、U主要在细胞核主要在细胞质规则的双螺旋结构通常呈单链1种（DNA）3种（mRNA、tRNA、rRNA）生物的主要遗传物质部分病毒的遗传物质蛋白质合成的模板氨基酸的搬运工参与核糖体的构成少数具有催化作用二、遗传信息的转录DNA的遗传信息RNA的遗传信息转录过程如何呢阅读课本P65内容，然后总结出转录的概念、场所、条件以及过程分别是什么？二、遗传信息的转录思考：DNA的遗传信息怎样传递给mRNA？RNA聚合酶TCGATCGATTGCAACGTACACGGTAATT第1步：DNA双链解开，碱基暴露出来。TCGTCGTTGCCGCGGTACAAATAATTAA5’3’5’3’转录方向5’3’CGGGAU游离的核糖核苷酸CAACGGGCCAAAUUUUUUU第2步：游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对，在RNA聚合酶的作用下开始mRNA合成。TCGTCGTTGCCGCGGTACAAATAATTAA5’3’5’3’转录方向5’3’CGGGAUCAACGGGCCAAAUUUUUUUTCGTCGTTGCCGCGGTACAAATAATTAA5’3’5’3’转录方向5’3’CGGGAUCAACGGGCCAAAUUUUUUUTCGTCGTTGCCGCGGTACAAATAATTAA5’3’5’3’转录方向5’3’CGGGAUCAACGGGCCAAAUUUUUUUTCGTCGTTGCCGCGGTACAAATAATTAA5’3’5’3’转录方向5’3’CGGGAUCAACGGGCCAAAUUUUUUUTCGTCGTTGCCGCGGTACAAATAATTAA5’3’5’3’转录方向5’3’CGGGAUCAACGGGCCAAAUUUUUUUTCGTCGTTGCCGCGGTACAAATAATTAA5’3’5’3’转录方向5’3’CGGGAUCAACGGGCCAAAUUUUUUU模板链第3步：新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上（RNA聚合酶的催化形成磷酸二酯键）TCGTCGTTGCCGCGGTACAAATAATTAACGGGAUCAACGGGCCAAAUUUUUUUTCGTCGTTGCCGCGGTACAAATAATTAACGGGAUCAACGGGCCAAAUUUUUUU第4步：合成的mRNA从DNA链上释放，而后DNA双螺旋恢复。UAACUGCCTAGGAUGTARNA聚合酶①解旋②配对③连接④释放酶：____________结果：双链解开，暴露碱基RNA聚合酶原则：_________________能量：___________模板：________________原料：________________碱基互补配对原则DNA的一条链4种核糖核苷酸ATP酶：___________结果：形成一个_______RNA聚合酶RNA合成的RNA从________上释放DNA双链恢复成________结构DNA链双螺旋二、遗传信息的转录二、遗传信息的转录概念场所时期条件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。主要是在细胞核（少量细胞质）个体生长发育的整个过程（真核细胞分裂期较少）遗传信息的转录模板原料酶能量DNA的一条链以细胞中游离的4种核糖核苷酸RNA聚合酶ATP等（打开氢键、形成磷酸二酯键）二、遗传信息的转录特点精确复制的原因意义延伸方向产物边解旋边转录碱基互补配对原则A－U、T－A、G－C、C－G遗传信息从DNA传递到RNA上，为翻译做准备。RNA（mRNA、tRNA、rRNA）RNA从5'端向3'端延伸遗传信息的转录遗传信息的流动方向DNA→RNA深度思考1.转录过程中也有DNA的解旋过程,该过程需要解旋酶吗？DNA链完全解开么？2.分裂间期和分裂期都可以进行转录吗？提示

分裂期的染色体高度螺旋，DNA难以解旋，转录难以发生。提示不需要，RNA聚合酶也有解旋功能,边解旋边转录.3.转录的是DNA还是DNA片段？提示

转录以基因为单位，不同基因模板链不同深度思考4.一个基因的两条链都可以作为转录的模板吗?一个DNA分子上的所有基因转录出的RNA都相同吗？提示转录时只能以基因的一条链为模板；不同的基因转录出的mRNA不完全相同。基因A基因B转录CCAUG……GCCAmRNA1转录UAGUAC……UACGmRNA2哪条是模板链？--ATGCATGCAT……CCATGCTAGCCA……TCCCTACC……ATCATGCATCCATGC-----TACGTACGTA……GGTACGATCGGT……AGGGATGG……TAGTACGTAGGTACG---1链2链1链2链其它基因6.转录产生的RNA的碱基序列与其模板链的碱基序列有何异同点？

与DNA的另外一条链的碱基序列有何异同点？DNA双链片段a链b链CGAACCTCACGC信使RNAGCTTGGAGTGCGGCUUGGAGUGCG深度思考①RNA与DNA模板链的碱基互补配对②RNA与非模板链的碱基序列基本相同（T替换U）5.一个DNA分子中某个基因转录时，其他基因是否一定也在进行转录？提示其他基因可能转录也可能不转录，它们之间互不影响（1）转录时只解旋要表达的基因片段，不需要解旋酶。（2）模板链不是固定不变的。（3）转录不是转录整个DNA，是转录其中的基因。（4）一个DNA转录出的mRNA不完全相同。（5）同种生物的不同细胞中，由于基因的选择性表达，mRNA的种类和

数量一般是不相同的。注意：联系细胞分化：不是所有基因都会转录，转录是有选择的。细胞分化时基因选择性表达源于基因的选择性转录。DNA复制和转录的比较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