基因指导蛋白质的合成课件高一下学期生物人教版必修2

第四章

基因的表达第1节

基因指导蛋白质的合成情境导入Q1：细胞核中的OB基因如何指导瘦素(蛋白质)合成的呢？肥胖不仅影响人的长相，而且给人带来一系列健康问题。生物学家的研究表明，对体重影响最重要的因素是基因。遗传学的分析发现OB基因能控制合成一种叫瘦素的蛋白质分子，瘦素分泌到血液里后作用于某个靶组织，如脑，进而影响摄食行为，最后调节体重。DNA(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？遗传信息储存在细胞核的DNA中蛋白质的合成发生在细胞质中的核糖体上细胞核中的基因如何控制细胞质中的蛋白质合成?一、信使的寻踪记

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1（1）根据实验1可以得出什么结论？蛋白质的合成依赖于RNARNA酶蛋白质的合成停止RNA提取物蛋白质的合成恢复思考：可以用什么方法研究RNA的来源呢？同位素标记法一、信使的寻踪记1955年，科学家用放射性同位素标记尿嘧啶核苷酸的培养液培养变形虫细胞，检测发现放射性标记先出现在细胞核，随后出现在细胞质中。实验2（2）根据实验2可知RNA在细胞的什么部位合成？（3）实验2变形虫的细胞质为什么会出现有标记的RNA分子？细胞核细胞核中合成的RNA分子可以通过核孔进入细胞质一、信使的寻踪记综合上述实验，尝试写出DNA控制蛋白质合成的过程？RNA蛋白质DNA为什么RNA适于作DNA的信使？结构与功能相适应一、信使的寻踪记为什么RNA适于作DNA的信使？结构与功能相适应结合必修1所学的知识点，思考讨论：结合RNA与DNA在结构上的相同点与不同点，归纳“RNA适于作DNA信使的依据”有哪些？二、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TU1RNA与DNA比较二、RNA的结构和功能2RNA适于作DNA的信使的原因①它的分子结构与DNA很相似，也是由基本单位——核苷酸连接而成，也能储存遗传信息。②RNA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。③RNA与DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”；因此以mRNA为媒介可将遗传信息传递到细胞质中。二、RNA的结构和功能蛋白质rRNAtRNAmRNA“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。3RNA的种类和功能少数RNA还具有催化作用（酶），有的作为RNA病毒的遗传物质核心问题1.细胞核中的DNA如何指导细胞质中的蛋白质合成呢？①关键问题1：证明RNA是DNA与蛋白质之间的信使②关键问题2：归纳RNA适于做DNA信使的证据2.DNA储存的遗传信息如何传递给RNA呢？转录DNARNA三、遗传信息的转录关键问题1：转录需要哪些条件？回忆：DNA复制的条件有哪些？模板、原料、能量、酶等推测：转录是否也需要这些条件？阅读教材P65最后一段文字，找出转录需要的具体条件，完成下表：三、遗传信息的转录阅读教材P65最后一段文字，找出转录需要的具体条件，完成下表：1转录的条件：项目转录模板原料能量酶DNA的1条链4种游离的核糖核苷酸ATP等RNA聚合酶等在细胞核中，以DNA的一条链为模板，通过RNA聚合酶合成的RNA的过程叫作转录。2定义：三、遗传信息的转录任务：

构建OB基因转录模型已知OB基因中一段序列如下图,结合教材P65图4-4的具体步骤进行小组讨论，完成：（1）利用学习工具，模拟出OB基因片段的转录过程。（2）派2名小组代表上台利用白板上可移动的组件模拟转录过程。【1名负责解说，1名负责操作】3’GCTTCGAAGGTT…5’5’3’…GACAGCAACTTC模板链…三、遗传信息的转录CTAGRNA聚合酶U5’3’CTAGUCTAGUCTAGUCTAGUCTAGUCTAGUCTAGUCTAGUCTAGUCTAGUCTAGUCTAGUCTAGU任务2：

构建OB基因转录模型3’GCTTCGAAGGTT…5’5’3’…GACAGCAACTTC模板链…三、遗传信息的转录CTA5’3’GRNA聚合酶模板链U5’3’CTAGUCTAGUCTAGUCTAGUCTAGUCTAGUCTAGUCAGUCAGAAUUUUGGCAGCAG任务2：

构建OB基因转录模型3’GCTTCGAAGGTT…5’GACAGCAACTTC……三、遗传信息的转录解旋：在ATP的驱动下，RNA聚合酶将DNA双螺旋的两条链解开。该过程不需要解旋酶，RNA聚合酶有解旋作用；第一步：3过程作用于氢键三、遗传信息的转录RNA聚合酶游离的核糖核苷酸配对：游离的核糖核苷酸在RNA聚合酶作用下与DNA模板链上碱基互补配对连接：新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上UAAAUUCGCAGCGUGCGCTTTGCGTCC3’5’5’3’5’3’（RNA聚合酶催化形成磷酸二酯键）第二步：第三步：3过程合成方向：子链的5’端→3’端三、遗传信息的转录释放：合成的mRNA从DNA链上释放，而后DNA双螺旋恢复。核糖体蛋白质合成第四步：3过程三、遗传信息的转录三、遗传信息的转录碱基UA一条链核糖核苷酸RNA聚合酶mRNADNA双螺旋信使RNA、核糖体RNA、转运RNA1.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3过程

。4产物：三、遗传信息的转录基因启动子RNA聚合酶转录的起始（以mRNA为例)RNA聚合酶结合到基因的启动子（RNA聚合酶结合位点,位于DNA上）位置，转录就开始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DNA复制和转录的比较三、遗传信息的转录

真核细胞的转录及与DNA复制的比较1.如图表示某真核生物细胞内DNA的转录过程，请据图分析回答下列问题：(1)图中遗传信息的转录方向为

(用“→”或“←”表示)。(2)a为启动上述过程必需的有机物，其名称是

。(3)b和c的名称分别是

、

。(4)此过程中的碱基配对方式为

。←RNA聚合酶胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶核糖核苷酸A—U、T—A、C—G、G—C三、遗传信息的转录2.转录成的RNA的碱基序列与DNA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U3.转录与DNA复制有哪些共同之处？这对保证遗传信息的传递有什么意义？转录与DNA复制都需要模板、都遵循碱基互补配对原则。碱基互补配对原则能够保证遗传信息传递的准确性。三、遗传信息的转录5.转录是转录整个DNA么？4.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。一个DNA分子中的两个基因，不一定同时进行转录。6.一个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？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。三、遗传信息的转录（总结）1.概念：2.时间：3.场所：4.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。个体生长发育的整个过程细胞核（主要）模板：原料：能量：酶：提醒：每次转录的