4.1基因指导蛋白质的合成竞赛课件高一下学期生物人教版必修2

学科：生物

汇报人：孙冰潇聚/焦/大/单/元·共/研/新/理/念2023—2024年度第4章基因的表达第1节

基因指导蛋白质的合成（第1课时）情境导入

电影《热辣滚烫》BSN基因如何指导蛋白质合成的呢？肥胖基因与性状间有什么关系呢？预防肥胖的方法有哪些呢？

2024年4月4日，剑桥大学JohnPerry团队在NatureGenetics期刊发表了研究论文，研究团队借助英国生物库等的数据，确定了迄今已知对肥胖影响最大的两个基因BSN和APBA1，其中BSN基因的变异导致蛋白质发生改变，从而使肥胖风险增加6倍，还与非酒精性脂肪肝和Ⅱ型糖尿病的风险增加有关。此前的研究已经确定了几个与肥胖相关的基因变异，这些变异从儿童时期就开始通过大脑中的瘦素—黑色素皮质素通路发挥作用，而瘦素—黑色素皮质素通路对食欲调节至关重要。但与先前鉴定的肥胖基因不同，BSN和APBA1的变异只与成人肥胖有关，而与儿童肥胖无关。情境导入第4章基因的表达第1节

基因指导蛋白质的合成（第1课时）010203通过比较DNA和RNA的结构，归纳RNA适于作DNA信使的原因。通过分析相关资料，推测RNA是DNA和蛋白质之间的信使。学习目标通过观看视频和分析归纳图文资料，概括遗传信息的转录过程，并比较DNA复制与转录的异同点。04制作遗传信息转录的模型。一信使的寻踪记细胞核细胞质中的核糖体信使BSN基因蛋白质的合成BSN基因如何指导蛋白质的合成？假设一：DNA出细胞核指导蛋白质的合成。假设二：核糖体进入细胞核合成蛋白质。假设三：DNA和蛋白质之间有一种中间物质充当信使。提出问题8资料二：核糖体一般呈圆形颗粒，直径为25-30nm；核膜上有核孔复合体，其主动运输的有效直径为10-20nm。【结论】存在某种物质充当DNA指导蛋白质合成的信使。资料一：DNA作为遗传物质，被折叠压缩固定在核骨架上，无法随意移动，目的是对DNA进行保护。【思考】你认为作为信使应该具备什么特点？提出问题BSN基因如何指导蛋白质的合成？什么物质适合呢？DNA？RNA？多糖？蛋白质？BSN基因（DNA）通过RNA将遗传信息传递给蛋白质。DNA蛋白质RNA作出假设提出问题BSN基因如何指导蛋白质的合成？细胞质中的核糖体RNABSN基因蛋白质的合成BSN基因（DNA）通过RNA将遗传信息传递给蛋白质。为什么RNA适于做DNA的信使呢？猜测：结构与功能观作出假设5’3’5’3’脱氧核糖碱基DNAAGCT5’3’URNA核糖碱基AGCUDNA胸腺嘧啶(T)RNA尿嘧啶(U)腺嘌呤(A)鸟嘌呤(G)胞嘧啶(C)脱氧核糖核糖磷酸1.RNA的结构脱氧核苷酸核糖核苷酸123RNA一般是单链，比DNA短，可通过核孔。RNA中的碱基也遵循互补配对原则。RNA的核糖核苷酸序列也可储存遗传信息。原因为什么RNA适于作DNA的信使？作出假设提出问题实验验证设计实验验证DNA以RNA为信使将遗传信息传递给蛋白质。BSN基因如何指导蛋白质的合成？BSN基因（DNA）通过RNA将遗传信息传递给蛋白质。DNA蛋白质RNA

科学家用洋葱根尖和变形虫进行了实验。发现若加入RNA酶降解细胞中的RNA，则蛋白质的合成就停止，若再加入从酵母中提取的RNA，则又可以重新合成一些蛋白质。实验1RNA酶蛋白质的合成停止RNA提取物蛋白质的合成恢复结论：蛋白质的合成与RNA有关。实验验证设计实验验证DNA以RNA为信使将遗传信息传递给蛋白质。

1955年，拉斯特用已标记尿嘧啶(RNA特有的碱基）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。实验2结论：RNA可以从细胞核到细胞质中。实验验证设计实验验证DNA以RNA为信使将遗传信息传递给蛋白质。

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。实验3~~~~~~~~~RNA噬菌体的DNA杂交分子结论：新合成的RNA是以噬菌体的DNA为模板合成的。实验验证设计实验验证DNA以RNA为信使将遗传信息传递给蛋白质。得出结论DNA通过RNA将遗传信息传递给蛋白质。作出假设提出问题实验验证设计实验验证DNA以RNA为信使将遗传信息传递给蛋白质。BSN基因如何指导蛋白质的合成？BSN基因（DNA）通过RNA将遗传信息传递给蛋白质。DNA蛋白质RNA“三叶草型”转运RNA（tRNA）：转运氨基酸的工具。信使RNA（mRNA）：遗传信息传递的媒介。核糖体RNA（rRNA）：与蛋白质构成核糖体。2.RNA的分类和功能科学家怎么得知mRNA的存在

？19rRNA假说（克里克）：内容：rRNA是DNA的信使依据：核糖体上含有大量RNA，且核糖体是蛋白质的合成场所。mRNA假说（布伦纳）：内容：非rRNA是DNA的信使依据：rRNA太过稳定，不适合作为信使。

mRNA的发现史一个基因一种蛋白质一种核糖体基因蛋白质mRNA(核糖体只是合成蛋白质的场所）mRNA的发现史【任务1】1.以小组为单位讨论思考题。2.画出预期实验结果。3.请一个小组派代表上台展示。限时：2分钟mRNA的发现史取样提取核糖体，离心比14N/12C重15N-13C核糖体转移含14N和12C,32P-U的培养液取样提取核糖体，离心含15N和13C的培养液中培养大肠杆菌mRNA假说成立mRNA的发现史DNARNA?二遗传信息的转录解旋碱基互补配对合成子链DNADNA?DNARNA复旋形成子代DNA转录复制二、遗传信息的转录

已知BSN基因中一段序列如下图,请阅读P65内容，并思考转录过程以及需要的条件，进行小组讨论，完成：【任务2】

构建BSN基因转录模型（1）利用长尾夹、扭扭棒等材料模拟出BSN基因片段的转录过程。ATGAAGGACAGCAACTTC5’3’…GTACTTCCTTCGAAGGTT…5’3’（2）请一个小组派代表上台解说转录过程。AT/UGC碱基UA一条链核糖核苷酸RNA聚合酶RNADNA双螺旋1.解旋2.催化磷酸二酯键的形成以真核生物为例—总结转录过程二、遗传信息的转录在细胞核中，通过_________酶以______________为模板合成______的过程。转录RNA聚合DNA的一条链RNAmRNArRNAtRNA细胞核（主要）线粒体和叶绿体产物场所1.转录成的RNA的碱基序列与BSN基因中的两条单链的碱基序列各有哪些异同？互补配对模板链RNADNAT换为U2.与DNA复制相比，转录所需要的原料和酶各有什么不同？原料：4种游离的脱氧核苷酸模板：DNA的两条链酶：解旋酶、DNA聚合酶DNA复制的条件RNA转录的条件4种游离的核糖核苷酸DNA的一条链RNA聚合酶核心●探讨RNARNA适于作DNA信使的条件RNA的种类RNA与DNA的比较转录概念过程条件复制与转录的比较

构建知识网络实战训练●盲盒挑战1231.【资料】环丙沙星、利福平等抗菌药物能够抑制细菌的生长，它们的抗菌机制如下表所示，请结合本节内容说明这些抗菌药物可用于治疗疾病的道理。【提示】题中的两种抗生素都是通过阻止遗传信息的传递和表达，来干扰细菌蛋白质的合成，进而抑制细菌生长的。具体而言，环丙沙星影响复制过程，利福平影响转录过程。抗菌药物

抗菌机制环丙沙星抑制细菌DNA的复制利福平抑制细菌RNA聚合酶的活性实战训练●盲盒挑战2．在下列的转录简式中有几种核苷酸？（）DNA:--A--T--G--C--RNA:--U--A--C--G—A．4种B．5种C．6种D．8种D实战训练●盲盒挑战3.如图为真核生物细胞核内转录过程的示意图。下列叙述正确的是（

）A.①是DNA聚合酶，能催化DNA解开螺旋B.②是四种类型的脱氧核糖核苷酸C.③区域的嘌呤数和嘧啶数相等D.④处的DNA双螺旋正在解开C实战训练●盲盒挑战课后作业1.基础作业：完善导学案中的题目。2.探究作业：抗生素可以抑制原核生物RNA的合成，查阅相关资料，结合所学内容，分析抗生素在临床上有何应用。3.实践作业：请全体同学制作转录模型。第1-5小组找相