基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成課件高一下學(xué)期生物人教版必修2

第四章

基因的表達(dá)第1節(jié)

基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成情境導(dǎo)入Q1：細(xì)胞核中的OB基因如何指導(dǎo)瘦素(蛋白質(zhì))合成的呢？肥胖不僅影響人的長相，而且給人帶來一系列健康問題。生物學(xué)家的研究表明，對體重影響最重要的因素是基因。遺傳學(xué)的分析發(fā)現(xiàn)OB基因能控制合成一種叫瘦素的蛋白質(zhì)分子，瘦素分泌到血液里后作用于某個(gè)靶組織，如腦，進(jìn)而影響攝食行為，最后調(diào)節(jié)體重。DNA(基因）主要存在于細(xì)胞核中蛋白質(zhì)的合成在細(xì)胞質(zhì)中的核糖體上進(jìn)行？遺傳信息儲存在細(xì)胞核的DNA中蛋白質(zhì)的合成發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)中的核糖體上細(xì)胞核中的基因如何控制細(xì)胞質(zhì)中的蛋白質(zhì)合成?一、信使的尋蹤記

科學(xué)家用洋蔥根尖和變形蟲進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)若加入RNA酶降解細(xì)胞中的RNA，則蛋白質(zhì)的合成就停止，若再加入從酵母中提取的RNA，則又可以重新合成一些蛋白質(zhì)。實(shí)驗(yàn)1（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)1可以得出什么結(jié)論？蛋白質(zhì)的合成依賴于RNARNA酶蛋白質(zhì)的合成停止RNA提取物蛋白質(zhì)的合成恢復(fù)思考：可以用什么方法研究RNA的來源呢？同位素標(biāo)記法一、信使的尋蹤記1955年，科學(xué)家用放射性同位素標(biāo)記尿嘧啶核苷酸的培養(yǎng)液培養(yǎng)變形蟲細(xì)胞，檢測發(fā)現(xiàn)放射性標(biāo)記先出現(xiàn)在細(xì)胞核，隨后出現(xiàn)在細(xì)胞質(zhì)中。實(shí)驗(yàn)2（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)2可知RNA在細(xì)胞的什么部位合成？（3）實(shí)驗(yàn)2變形蟲的細(xì)胞質(zhì)為什么會出現(xiàn)有標(biāo)記的RNA分子？細(xì)胞核細(xì)胞核中合成的RNA分子可以通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)一、信使的尋蹤記綜合上述實(shí)驗(yàn)，嘗試寫出DNA控制蛋白質(zhì)合成的過程？RNA蛋白質(zhì)DNA為什么RNA適于作DNA的信使？結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)一、信使的尋蹤記為什么RNA適于作DNA的信使？結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)結(jié)合必修1所學(xué)的知識點(diǎn)，思考討論：結(jié)合RNA與DNA在結(jié)構(gòu)上的相同點(diǎn)與不同點(diǎn)，歸納“RNA適于作DNA信使的依據(jù)”有哪些？二、RNA的結(jié)構(gòu)和功能比較項(xiàng)目DNARNA分布主要是________主要是__________基本單位化學(xué)組成磷酸一分子磷酸一分子磷酸五碳糖堿基A、_____、G、CA、_____、G、C結(jié)構(gòu)一般為_______脫氧核苷酸核糖核苷酸脫氧核糖核糖雙螺旋結(jié)構(gòu)單鏈細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)TU1RNA與DNA比較二、RNA的結(jié)構(gòu)和功能2RNA適于作DNA的信使的原因①它的分子結(jié)構(gòu)與DNA很相似，也是由基本單位——核苷酸連接而成，也能儲存遺傳信息。②RNA一般是單鏈，而且比DNA短，因此能夠通過核孔轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中。③RNA與DNA的關(guān)系中，也遵循“堿基互補(bǔ)配對原則”；因此以mRNA為媒介可將遺傳信息傳遞到細(xì)胞質(zhì)中。二、RNA的結(jié)構(gòu)和功能蛋白質(zhì)rRNAtRNAmRNA“三葉草型”轉(zhuǎn)運(yùn)RNA（tRNA）：轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸的工具。信使RNA（mRNA）：遺傳信息傳遞的媒介。核糖體RNA（rRNA）：與蛋白質(zhì)構(gòu)成核糖體。3RNA的種類和功能少數(shù)RNA還具有催化作用（酶），有的作為RNA病毒的遺傳物質(zhì)核心問題1.細(xì)胞核中的DNA如何指導(dǎo)細(xì)胞質(zhì)中的蛋白質(zhì)合成呢？①關(guān)鍵問題1：證明RNA是DNA與蛋白質(zhì)之間的信使②關(guān)鍵問題2：歸納RNA適于做DNA信使的證據(jù)2.DNA儲存的遺傳信息如何傳遞給RNA呢？轉(zhuǎn)錄DNARNA三、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄關(guān)鍵問題1：轉(zhuǎn)錄需要哪些條件？回憶：DNA復(fù)制的條件有哪些？模板、原料、能量、酶等推測：轉(zhuǎn)錄是否也需要這些條件？閱讀教材P65最后一段文字，找出轉(zhuǎn)錄需要的具體條件，完成下表：三、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄閱讀教材P65最后一段文字，找出轉(zhuǎn)錄需要的具體條件，完成下表：1轉(zhuǎn)錄的條件：項(xiàng)目轉(zhuǎn)錄模板原料能量酶DNA的1條鏈4種游離的核糖核苷酸ATP等RNA聚合酶等在細(xì)胞核中，以DNA的一條鏈為模板，通過RNA聚合酶合成的RNA的過程叫作轉(zhuǎn)錄。2定義：三、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄任務(wù)：

構(gòu)建OB基因轉(zhuǎn)錄模型已知OB基因中一段序列如下圖,結(jié)合教材P65圖4-4的具體步驟進(jìn)行小組討論，完成：（1）利用學(xué)習(xí)工具，模擬出OB基因片段的轉(zhuǎn)錄過程。（2）派2名小組代表上臺利用白板上可移動的組件模擬轉(zhuǎn)錄過程?！?名負(fù)責(zé)解說，1名負(fù)責(zé)操作】3’GCTTCGAAGGTT…5’5’3’…GACAGCAACTTC模板鏈…三、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄CTAGRNA聚合酶U5’3’CTAGUCTAGUCTAGUCTAGUCTAGUCTAGUCTAGUCTAGUCTAGUCTAGUCTAGUCTAGUCTAGU任務(wù)2：

構(gòu)建OB基因轉(zhuǎn)錄模型3’GCTTCGAAGGTT…5’5’3’…GACAGCAACTTC模板鏈…三、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄CTA5’3’GRNA聚合酶模板鏈U5’3’CTAGUCTAGUCTAGUCTAGUCTAGUCTAGUCTAGUCAGUCAGAAUUUUGGCAGCAG任務(wù)2：

構(gòu)建OB基因轉(zhuǎn)錄模型3’GCTTCGAAGGTT…5’GACAGCAACTTC……三、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄解旋：在ATP的驅(qū)動下，RNA聚合酶將DNA雙螺旋的兩條鏈解開。該過程不需要解旋酶，RNA聚合酶有解旋作用；第一步：3過程作用于氫鍵三、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄RNA聚合酶游離的核糖核苷酸配對：游離的核糖核苷酸在RNA聚合酶作用下與DNA模板鏈上堿基互補(bǔ)配對連接：新結(jié)合的核糖核苷酸連接到正在合成的mRNA分子上UAAAUUCGCAGCGUGCGCTTTGCGTCC3’5’5’3’5’3’（RNA聚合酶催化形成磷酸二酯鍵）第二步：第三步：3過程合成方向：子鏈的5’端→3’端三、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄釋放：合成的mRNA從DNA鏈上釋放，而后DNA雙螺旋恢復(fù)。核糖體蛋白質(zhì)合成第四步：3過程三、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄三、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄堿基UA一條鏈核糖核苷酸RNA聚合酶mRNADNA雙螺旋信使RNA、核糖體RNA、轉(zhuǎn)運(yùn)RNA1.解旋2.催化磷酸二酯鍵的形成以真核生物為例—總結(jié)轉(zhuǎn)錄過程3過程

。4產(chǎn)物：三、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄基因啟動子RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄的起始（以mRNA為例)RNA聚合酶結(jié)合到基因的啟動子（RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn),位于DNA上）位置，轉(zhuǎn)錄就開始DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄時(shí)間場所解旋模板原料酶配對方式特點(diǎn)方向產(chǎn)物意義細(xì)胞分裂間期生長發(fā)育過程完全解旋只解有遺傳效應(yīng)片段（基因）DNA的兩條鏈均為模板DNA的一條鏈為模板四種脫氧核苷酸四種核糖核苷酸解旋酶、

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半保留復(fù)制，邊解旋邊復(fù)制邊解旋邊轉(zhuǎn)錄2個(gè)子代DNA分子mRNA、tRNA、rRNA使遺傳信息從親代傳遞給子代，從而保持了遺傳信息的連續(xù)性遺傳信息從DNA傳遞到RNA（mRNA）上，為翻譯做準(zhǔn)備主要在細(xì)胞核或擬核，少部分在線粒體、葉綠體、質(zhì)粒新鏈從5’端-3’端延伸新鏈從5’端-3’端延伸DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的比較三、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄

真核細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄及與DNA復(fù)制的比較1.如圖表示某真核生物細(xì)胞內(nèi)DNA的轉(zhuǎn)錄過程，請據(jù)圖分析回答下列問題：(1)圖中遺傳信息的轉(zhuǎn)錄方向?yàn)?/p>

(用“→”或“←”表示)。(2)a為啟動上述過程必需的有機(jī)物，其名稱是

。(3)b和c的名稱分別是

、

。(4)此過程中的堿基配對方式為

?！鸕NA聚合酶胞嘧啶脫氧核苷酸胞嘧啶核糖核苷酸A—U、T—A、C—G、G—C三、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄2.轉(zhuǎn)錄成的RNA的堿基序列與DNA的兩條單鏈的堿基序列各有哪些異同？互補(bǔ)配對模板鏈RNADNAT換為U3.轉(zhuǎn)錄與DNA復(fù)制有哪些共同之處？這對保證遺傳信息的傳遞有什么意義？轉(zhuǎn)錄與DNA復(fù)制都需要模板、都遵循堿基互補(bǔ)配對原則。堿基互補(bǔ)配對原則能夠保證遺傳信息傳遞的準(zhǔn)確性。三、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄5.轉(zhuǎn)錄是轉(zhuǎn)錄整個(gè)DNA么？4.轉(zhuǎn)錄時(shí)，DNA鏈完全解開么？DNA的兩條鏈都可作為模板鏈么？邊解旋邊轉(zhuǎn)錄；只有一條鏈可作為模板鏈轉(zhuǎn)錄不是轉(zhuǎn)錄整個(gè)DNA，轉(zhuǎn)錄以基因?yàn)閱挝贿M(jìn)行。一個(gè)DNA分子中的兩個(gè)基因，不一定同時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)錄。6.一個(gè)DNA分子中某個(gè)基因轉(zhuǎn)錄時(shí)，其他基因是否一定也在進(jìn)行轉(zhuǎn)錄？同種生物的不同細(xì)胞中，由于基因的選擇性表達(dá)，mRNA的種類和數(shù)量一般是不相同的，但tRNA和rRNA的種類一般沒有差異。三、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄（總結(jié)）1.概念：2.時(shí)間：3.場所：4.條件：RNA是在細(xì)胞核中，通過RNA聚合酶以DNA的一條鏈為模板合成的，這一過程叫作轉(zhuǎn)錄。個(gè)體生長發(fā)育的整個(gè)過程細(xì)胞核（主要）模板：原料：能量：酶：提醒：每次轉(zhuǎn)錄的