第4章基因的表达单元课件-下学期生物人教版必修2

学科：生物

汇报人：严露（雅安中学）基因指导蛋白质的合成聚/焦/大/单/元·共/研/新/理/念2023—2024年度

聚/焦/大/单/元·共/研/新/理/念最新消息粮食危机

聚/焦/大/单/元·共/研/新/理/念粮食危机提高农作物产量的措施有哪些？通过杂交育种培育高产作物分子层面改造作物的基因，从而提高粮食产量修建水渠，合理灌溉建造植物工厂人工合成有机物人工合成淀粉

聚/焦/大/单/元·共/研/新/理/念人工合成淀粉工业化生产的关键？大量合成反应中所需的多种生物酶

聚/焦/大/单/元·共/研/新/理/念

假如你是系统设计师，请你设计一座可建造多样化蛋白质的工厂，制造人工合成淀粉所需的多种酶，保障人工合成淀粉的工业化生产。

请绘制蛋白质工厂的设计图，并向投资者介绍设计亮点，吸引投资者投资。项目任务

聚/焦/大/单/元·共/研/新/理/念要完成该设计，我们已经知道了哪些相关知识，还需要解决什么问题？我们已经知道的知识我们需要解决的问题

请小组成员课前启动头脑风暴，梳理已经具备的相关知识，共同探讨为顺利完成项目，还需要学习的知识。

将小组讨论结果记录在学案表格中。

聚/焦/大/单/元·共/研/新/理/念模型初建尝试构建玉米淀粉合成酶基因控制氨基酸合成玉米淀粉合成酶的物理模型。我们遇到的困难：原料是如何运到核糖体中的？氨基酸序列由谁决定？③用超轻黏土小球模拟氨基酸：

粉色小球——甲硫氨酸

蓝色小球——丝氨酸

紫色小球——丙氨酸提示：①玉米淀粉合成酶基因序列（部分）5’—TACAGAAGGCGACGGCAA……3’—ATGTCTTCCGCTGCCGTT……②玉米淀粉合成酶的氨基酸序列（部分）甲硫氨酸-丝氨酸-丝氨酸-丙氨酸…核糖体氨基酸

聚/焦/大/单/元·共/研/新/理/念尝试解决难题

请回顾前面小组列举的已知知识，大胆猜测，尝试提出假说，并说明依据。氨基酸序列由谁决定？

聚/焦/大/单/元·共/研/新/理/念假说依据：

提出假说：DNA通过RNA合成蛋白质。核酸是遗传信息的携带者，在生物体的遗传、变异以及蛋白质的生物合成中具有重要作用。核酸分为DNA和RNA，两者的碱基排列顺序都能储存遗传信息。细胞中的遗传物质是DNA。DNA主要存在于细胞核中，而蛋白质是在细胞质中合成的。DNA一般为双链，而RNA一般为单链。

聚/焦/大/单/元·共/研/新/理/念【材料1】1955年，布拉舍用相应材料进行的实验过程为：（1）用核糖核酸酶（RNA酶）分解细胞中的核糖核酸（RNA），蛋白质的合成就停止；（2）如果重新加入从酵母中抽提的RNA，蛋白质的合成就有一定程度的恢复。实验证据

聚/焦/大/单/元·共/研/新/理/念【材料2】1955年拉斯特等人用变形虫进行实验，其过程为：（1）用含有3H标记的尿嘧啶核糖核苷酸的培养液来培养A组变形虫，发现被3H标记的RNA分子首先在细胞核中合成；用含有未标记的尿嘧啶核糖核苷酸的培养液培养B组变形虫，变形虫的细胞核和细胞质中均未出现被标记的RNA；（2）将A组变形虫的细胞核移植到B组变形虫的细胞质中，将B组变形虫的细胞核移植到A组变形虫的细胞质中，分别进行培养观察，发现A组细胞质中没有标记的RNA分子，而B组细胞质中有3H标记的RNA分子。实验证据【材料3】DNA分子直径约2nm，核糖体大致为圆形颗粒，直径约为23nm，而核孔只有0.9nm。聚/焦/大/单/元·共/研/新/理/念结论：DNA通过RNA合成蛋白质。

实验证据假说是正确的！DNA核孔核糖体

聚/焦/大/单/元·共/研/新/理/念形成概念

转录：RNA在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。翻译：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。DNARNA蛋白质转录翻译

聚/焦/大/单/元·共/研/新/理/念知识拓展mRNA（信使RNA）mRNA全称是信使RNA（messageRNA），其功能是在蛋白质合成过程中，作为“信使”分子，将基因组DNA的遗传信息传递至核糖体，使核糖体能够以其碱基排列顺序掺入互补配对的转运RNA（tRNA）分子中合成正确的肽链，实现遗传信息向蛋白质分子的转化。RNA的分类

聚/焦/大/单/元·共/研/新/理/念知识拓展rRNA（核糖体RNA）rRNA全称核糖体RNA（ribosomalRNA），是组成核糖体的主要成分。rRNA一般与核糖体蛋白质结合在一起，形成核糖体（ribosome）。核糖体的亚基由rRNA和核糖体蛋白组成。如果把rRNA从核糖体上除掉，核糖体的结构就会发生塌陷。RNA的分类

聚/焦/大/单/元·共/研/新/理/念知识拓展tRNA（转运RNA）tRNA全称转运RNA（TransferRNA）。氨基酸与mRNA的碱基之间缺乏特殊的亲和力，必须借助tRNA把氨基酸搬运到核糖体上，tRNA能根据mRNA的遗传密码，依次准确地将配对的氨基酸掺入正在合成的肽链中，实现肽链的延伸。所有tRNA的3’端都有相同的三个碱基（CCA），该位点是tRNA负载氨基酸残基的靶位。氨基酸通过其分子的羧基与tRNA末端腺苷的2’-OH或3’-OH间的酯键附着到tRNA上。RNA的分类

聚/焦/大/单/元·共/研/新/理/念模型重建

小组合作，类比DNA复制过程，利用老师提供的材料，小组合作重新构建以DNA为模板，转录生成mRNA的过程，并准确阐述该过程。提示：已知淀粉合成酶基因转录的部分mRNA序列为：

5’—AUGUCUUCCGCUGCCGUU——3’要求：小组合作后展示，互评并提出质疑，说明理由或猜想。思考：mRNA是如何合成的？如何准确的将DNA上的遗传信息转录到mRNA上？

聚/焦/大/单/元·共/研/新/理/念DNADNA聚合酶RNA聚合酶核糖核苷酸解旋酶模型重建

聚/焦/大/单/元·共/研/新/理/念模型重建DNAmRNA如何确定模板链？

聚/焦/大/单/元·共/研/新/理/念模型重建如何确定模板链？

聚/焦/大/单/元·共/研/新/理/念RNA聚合酶(RNApolymerase)的作用以一条DNA链或RNA为模板催化RNA合成的酶。是催化以DNA为模板(template)三磷酸核糖核苷为底物、通过磷酸二酯键而聚合的合成RNA的酶。因为在细胞内与基因DNA的遗传信息转录为RNA有关，所以也称转录酶。RNA聚合酶只有5'—3'的聚合酶活性。RNA聚合酶本身能够促进DNA双链解链。知识拓展

聚/焦/大/单/元·共/研/新/理/念模型修正

根据RNA聚合酶的作用，各小组构建的模型是否需要修改？如果需要，该如何修改？

聚/焦/大/单/元·共/研/新/理/念模型验证

聚/焦/大/单/元·共/研/新/理/念第1步：DNA双链解开，碱基暴露出来；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的合成；第3步：新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上；转录的过程第4步：合成的mRNA从DNA链上释放。DNA双螺旋恢复。

聚/焦/大/单/元·共/研/新/理/念依据逆向学习思维，结合模型构建过程，小组尝试利用老师提供的材料，构建以mRNA为模板合成蛋白质的过程。课后探究思考：mRNA