4.1基因指导蛋白质的合成第1课时课件高一下学期生物人教版必修2

4.1.1基因指导蛋白质的合成遗传因子的发现基因的表达基因与染色体的关系基因的本质基因突变及其他变异从杂交育种到基因工程现代生物进化理论学习目标：1.通过比较DNA和RNA的结构，能归纳RNA适于作DNA的信使的条件。2.通过分析视频与图像资料，能够概述遗传信息的转录过程。3.能够说出DNA的复制与转录的异同。情境导入【资料1】将外源生长激素基因转入鲤鱼受精卵，因合成生长激素鲤鱼生长速率加快。P57【资料2】将水母的绿色荧光蛋白基因转入小鼠，小鼠因合成荧光蛋白而发光。P57【资料3】将苏云金芽孢杆菌抗虫蛋白基因（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抗虫蛋白而抗虫。P63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。信使寻踪记思考：基因主要分布于哪里？蛋白质合成的场所呢？基因（有遗传效应的DNA片段，DNA主要存在于细胞核）主要细胞核中蛋白质合成细胞质中的核糖体上指导？科学家推测在DNA和蛋白质之间有中间物质充当信使。细胞核中基因如何指导细胞质中蛋白质合成呢？基因(2nm)DNA核孔(0.9nm)细胞质中的核糖体（20nm）信使寻踪记实验1：1955年，布拉切特以洋葱根尖和变形虫为材料，用RNA酶分解细胞中的RNA，蛋白质的合成就停止。如果再加入酵母中提取的RNA，蛋白质又开始合成。实验2：1955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。结论1：蛋白质的合成依赖于RNA。实验3：1961年，南非生物学家布伦纳等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。结论2：RNA可以从细胞核转移到细胞质。结论3：新合成的RNA是以噬菌体的DNA为模板合成的。RNA充当了DNA的信使！探究一.RNA的结构和功能

请同学们自主阅读教材P64-65，思考讨论完成问题,通过比较、分析,归纳RNA适于作DNA的信使的条件，分解问题如下:RNA的结构单位是什么?由哪些成分组成？与DNA在化学组成和结构上的区别有哪些？

RNA的种类有哪些？分别具有什么功能？总结RNA适于作DNA的信使的原因？探究一.RNA的结构和功能核糖碱基磷酸A元素组成：基本单位：（4种）核糖核苷酸C、H、O、N、PRNA（核糖核酸）聚合UCG1RNA的结构探究一.RNA的结构和功能比较项目DNARNA分布主要是________主要是__________基本单位化学组成磷酸一分子磷酸一分子磷酸五碳糖碱基A、_____、G、CA、_____、G、C结构一般为_______脱氧核苷酸核糖核苷酸脱氧核糖核糖双螺旋结构单链细胞核细胞质TU2RNA与DNA比较探究一.RNA的结构和功能

转运RNA（tRNA）

信使RNA（mRNA）

核糖体RNA（rRNA）遗传信息传递的媒介，

蛋白质合成的模板核糖体的组成成分

转运氨基酸的工具少数RNA还具有催化作用，有的作为RNA病毒的遗传物质蛋白质rRNAtRNAmRNA3RNA的种类和功能部分碱基配对形成“三叶草型”探究一.RNA的结构和功能4RNA当信使的原因(1)能够储存遗传信息RNA的分子结构与DNA很相似，也是由基本单位——核苷酸连接而成。(2)容易转移到细胞质RNA一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔转移到细胞质中。(3)遵循碱基互补配对原则

由于RNA中没有T，DNA中没有U，所以U与A配对。(4)不稳定，易降解完成使命的RNA能迅速分解，保证生命活动的有序进行。穿过0层膜探究二.遗传信息的转录请同学们结合教材P64的文字和图4-4，思考并回答问题,概述转录的基本过程。转录的概念及场所？阐述转录的基本过程？RNA合成的场所、模板、原料和酶分别是什么?RNA合成的起始是如何决定的?RNA蛋白质DNA转录翻译基因表达探究二.遗传信息的转录真核生物：原核生物：拟核、细胞质（质粒）通过

酶以DNA的

为模板合成

的过程。1、概念：2、场所：细胞核（主要）叶绿体和线粒体（基质）3、时间：个体生长发育的整个过程RNA聚合一条链RNA探究二.遗传信息的转录探究二.遗传信息的转录4、过程：核糖核苷酸RNA聚合酶DNARNA5´3´5´5´3´RNA聚合酶将DNA双链解开，碱基暴露出来第一步-解旋游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对第二步-配对在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分子上第三步-连接合成的RNA从DNA链上释放，而后DNA双螺旋恢复第四步-释放转录方向（子链的5´→3´）①模板链是DNA的两条链还是一条链？1条②DNA和RNA的碱基如何配对？A-U,T-A,G-C,C-G模板链RNA聚合酶具有解旋功能，转录不需要解旋酶磷酸二酯键探究二.遗传信息的转录5、条件：模版原料能量酶DNA的一条链的片段RNA聚合酶破坏氢键形成磷酸二酯键ATP4种游离的核糖核苷酸碱基互补配对原则7、特点:边解旋边转录8、实质:遗传信息从DNA传递到mRNA9、结果:产生mRNA、tRNA、rRNA注意：①转录不是转录整个DNA，是转录要表达的基因.②转录以基因为单位,一个基因只以一条链为模板,不同基因模板链不同③高度分化的细胞会进行转录,但不会进行DNA的复制;若细胞处于分裂期,转录难以进行。④细胞核中转录形成的RNA通过____进入细胞质中，穿过___层膜，_____消耗能量核孔0需要6、原则：A—U、T—A、C—G、G—CDNA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聚合酶等RNA聚合酶等A-T、T—A、C—G、G—CA-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，为翻译做准备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’端延伸探究二.遗传信息的转录思考.讨论1.转录与DNA复制有什么共同之处？对保证遗传信息准确转录有什么意义？转录与DNA复制都需要模板、原料、能量、酶，都遵循碱基互补配对原则，这保证了遗传信息的准确转录。2.与DNA复制相比，转录所需要的原料和酶各有什么不同？4种游离的脱氧核苷酸DNA的两条链由ATP提供解旋酶、DNA聚合酶原料：模板：能量：酶：DNA复制4种游离的核糖核苷酸DNA的一条链的某片段

由ATP提供RNA聚合酶原料：模板：能量：酶：转录探究二.遗传信息的转录思考.讨论探究二.遗传信息的转录3.转录时，DNA链完全解开么？DNA的两条链都可作为模板链么？边解旋边转录;只有一条链可作为模板链。转录不是转录整个DNA，转录以基因为单位进行。4.转录是转录整个DNA么？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？一个DNA分子中的两个基因，不一定同时进行转录。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，但tRNA和rRNA的种类一般没有差异。思考.讨论探究二.遗传信息的转录6.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？①写出该片段转录出的mRNA中的碱基排列顺序。②转录出的mRNA碱基序列与DNA模板链的碱基序列有哪些异同？5’-UACGCUCCGUACCC-3’转录出的mRNA的碱基与DNA模板链的碱基是互补配对的关系。③转录出的mRNA碱基序列与DNA非模板链的碱基序列有哪些异同？

两者的序列基本相同，区别是RNA链上的碱基U，对应在非模板链上的碱基是T。非模板链模板链5’-TACGCTCCGTACCC-3’3’-ATGCGAGGCATGGG-5’网络构建：真核细胞基因结构编码区非编码区非编码区编码区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拓展延伸：真核细胞和原核细胞基因转