【生物】基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成（第1課時(shí)）課件

第四章基因的表達(dá)第1節(jié)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成第1課時(shí)目標(biāo)010203概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程，闡明中心法則的具體內(nèi)容。（生命觀念）由中心法則的提出到完善，認(rèn)同科學(xué)是不斷發(fā)展的；基于地球上幾乎所有的生物都共用一套遺傳密碼的事實(shí)，認(rèn)同當(dāng)今生物可能有著共同的起源。（科學(xué)探究）計(jì)算DNA堿基數(shù)目、RNA堿基數(shù)目與氨基酸數(shù)目之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。（科學(xué)思維）學(xué)習(xí)目標(biāo)

《侏羅紀(jì)公園》復(fù)活（視頻）利用已滅絕生物的DNA，真的能夠使它們復(fù)活嗎？

有些科幻片電影圍繞著虛構(gòu)的未來場(chǎng)景，展現(xiàn)了這樣的科學(xué)幻想：各種各樣的恐龍飛奔跳躍、相互爭(zhēng)斗，而這些“復(fù)活”的恐龍是科學(xué)家利用提取的恐龍DNA培育繁殖而來的。生物體所有特征的總和我們稱之為性狀，性狀的主要承擔(dān)者或體現(xiàn)者是誰?蛋白質(zhì)基因(DNA)生物體性狀主要是由誰決定的?DNA蛋白質(zhì)基因可以控制蛋白的合成，這個(gè)過程就是基因的表達(dá)。一、信使的尋蹤記基因主要分布于哪里？蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所呢？基因(DNA)的分布：主要在細(xì)胞核（真核生物）；擬核（原核生物）蛋白質(zhì)的合成場(chǎng)所：細(xì)胞質(zhì)的核糖體上空間距離？DNA和核糖體兩者在空間上是隔開的，那么DNA的遺傳信息怎么傳遞到細(xì)胞質(zhì)？一、信使的尋蹤記一、信使的尋蹤記(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RNA。實(shí)驗(yàn)1：

1955年，布拉切特以洋蔥根尖和變形蟲為材料，用RNA酶分解細(xì)胞中的RNA，蛋白質(zhì)的合成就停止。如果再加入酵母中提取的RNA，蛋白質(zhì)又開始合成。一、信使的尋蹤記

1961年，南非生物學(xué)家布倫納等科學(xué)家經(jīng)過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，用噬菌體侵染細(xì)菌，在培養(yǎng)基中添加含14C標(biāo)記的尿嘧啶，培養(yǎng)一段時(shí)間后，把細(xì)菌裂解離心，分離出RNA與核糖體。分離出來的RNA有14C標(biāo)記，將分離得到的RNA分別與細(xì)菌的DNA和噬菌體的DNA雜交，發(fā)現(xiàn)RNA只能與噬菌體的DNA形成雙鏈雜交分子。實(shí)驗(yàn)2：(2)實(shí)驗(yàn)2中分離出的含14C標(biāo)記的RNA，能與噬菌體的DNA分子形成雜

交分子，不能與細(xì)菌的DNA結(jié)合，說明什么問題？新合成的RNA是以噬菌體的DNA為模板合成的。一、信使的尋蹤記綜合實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2，作為DNA信使的物質(zhì)是什么？為什么RNA適于作DNA的信使？實(shí)驗(yàn)1：蛋白質(zhì)的合成依賴于RNA。實(shí)驗(yàn)2：新合成的RNA是以噬菌體的DNA為模板合成的。合成蛋白質(zhì)DNA(基因)

？RNARNA二、RNA的結(jié)構(gòu)和功能RNA是什么物質(zhì)?與在化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)上的區(qū)別有哪些？

從結(jié)構(gòu)上分析RNA適于作DNA的信使的條件是什么?RNA的種類有哪三種？功能？

請(qǐng)同學(xué)們自主閱讀教材P64-65，小組合作思考討論完成問題,通過比較、分析,歸納RNA適于作DNA的信使的條件，分解問題如下:RNA蛋白質(zhì)DNA二、RNA的結(jié)構(gòu)和功能1.RNA的結(jié)構(gòu)元素組成：基本單位：C、H、O、N、PRNA（核糖核酸）聚合（4種）核糖核苷酸RNA是什么物質(zhì)?腺嘌呤核糖核苷酸（A）胞嘧啶核糖核苷酸（C）OO脫氧核糖核糖OO二、RNA的結(jié)構(gòu)和功能項(xiàng)目名稱組成基本單位結(jié)構(gòu)存在部位功能核糖核酸脫氧核糖核酸核糖核苷酸脫氧（核糖）核苷酸一般為單鏈一般為雙鏈主要存在于細(xì)胞質(zhì)中主要存在于細(xì)胞核中C、H、O、N、P核糖、磷酸、含氮堿基：A、G、C、UC、H、O、N、P脫氧核糖、磷酸、含氮堿基：A、G、C、T傳遞遺傳信息攜帶遺傳信息RNA和DNA的區(qū)別DNARNA二、RNA的結(jié)構(gòu)和功能2.RNA當(dāng)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(chǔ)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。從結(jié)構(gòu)上分析RNA適于作DNA的信使的條件是什么?堿基磷酸—脫氧核糖磷酸—核糖堿基對(duì)二、RNA的結(jié)構(gòu)和功能3.RNA的種類和功能種類名稱形狀功能信使RNA轉(zhuǎn)運(yùn)RNA核糖體RNAmRNAtRNArRNA作為翻譯的模板識(shí)別并轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸組成核糖體三葉草形DNA的遺傳信息是怎樣傳給mRNA的?少數(shù)RNA還具有催化作用，有的作為RNA病毒的遺傳物質(zhì)DNA的遺傳信息RNA的遺傳信息轉(zhuǎn)錄過程如何呢三、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過程三、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過程請(qǐng)同學(xué)們結(jié)合教材P64的文字和圖4-4，思考并回答問題,概述轉(zhuǎn)錄的基本過程。轉(zhuǎn)錄的概念及場(chǎng)所？闡述轉(zhuǎn)錄的基本過程？RNA合成的場(chǎng)所、模板、原料和酶分別是什么?RNA合成的起始是如何決定的?RNA蛋白質(zhì)DNA轉(zhuǎn)錄翻譯基因表達(dá)三、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過程1.轉(zhuǎn)錄的概念及場(chǎng)所真核生物：原核生物：擬核、細(xì)胞質(zhì)通過RNA聚合酶以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過程。(1)概念：(2)場(chǎng)所：細(xì)胞核（主要）葉綠體和線粒體（基質(zhì)）三、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過程3.轉(zhuǎn)錄的過程RNA聚合酶TCGATCGATTGCAACGTACACGGTAATT第1步：DNA雙鏈解開（_____________的催化），_____暴露出來；RNA聚合酶堿基該過程不需要解旋酶，RNA聚合酶有解旋作用；3.轉(zhuǎn)錄的過程TCGTCGTTGCCGCGGTACAAATAATTAA5’3’5’3’轉(zhuǎn)錄方向5’3’CGGGAU游離的核糖核苷酸CAACGGGCCAAAUUUUUUU第2步：游離的_______________與________________上的堿基互補(bǔ)配對(duì)，在________________的作用下開始mRNA的合成；核糖核苷酸DNA模板鏈RNA聚合酶3.轉(zhuǎn)錄的過程TCGTCGTTGCCGCGGTACAAATAATTAA5’3’5’3’轉(zhuǎn)錄方向5’3’CGGGAUCAACGGGCCAAAUUUUUUU3.轉(zhuǎn)錄的過程TCGTCGTTGCCGCGGTACAAATAATTAA5’3’5’3’轉(zhuǎn)錄方向5’3’CGGGAUCAACGGGCCAAAUUUUUUU3.轉(zhuǎn)錄的過程TCGTCGTTGCCGCGGTACAAATAATTAA5’3’5’3’轉(zhuǎn)錄方向5’3’CGGGAUCAACGGGCCAAAUUUUUUU3.轉(zhuǎn)錄的過程TCGTCGTTGCCGCGGTACAAATAATTAA5’3’5’3’轉(zhuǎn)錄方向5’3’CGGGAUCAACGGGCCAAAUUUUUUU3.轉(zhuǎn)錄的過程TCGTCGTTGCCGCGGTACAAATAATTAA5’3’5’3’轉(zhuǎn)錄方向5’3’CGGGAUCAACGGGCCAAAUUUUUUU3.轉(zhuǎn)錄的過程TCGTCGTTGCCGCGGTACAAATAATTAACGGGAUCAACGGGCCAAAUUUUUUU3.轉(zhuǎn)錄的過程TCGTCGTTGCCGCGGTACAAATAATTAACGGGAUCAACGGGCCAAAUUUUUUU第4步：合成的________從__________上釋放，而后DNA_____________mRNADNA鏈雙螺旋恢復(fù)3.轉(zhuǎn)錄的過程UAAGUCCCTTGGAAARNA聚合酶1

解旋RNA聚合酶與編碼蛋白質(zhì)的一段DNA結(jié)合，使DNA雙鏈解開，堿基暴露出來。游離的核糖核苷酸與DNA模板鏈上的堿基互補(bǔ)配對(duì)，在RNA聚合酶的作用下開始mRNA的合成。新結(jié)合的核糖核苷酸連接到正在合成的mRNA分子上。（5’端-3’端延伸）4釋放3

連接合成的mRNA從DNA鏈上釋放。而后，DNA雙螺旋恢復(fù)。2

配對(duì)三、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過程遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過程思考.討論三、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過程1.轉(zhuǎn)錄與DNA復(fù)制有什么共同之處？對(duì)保證遺傳信息準(zhǔn)確轉(zhuǎn)錄有什么意義？轉(zhuǎn)錄與DNA復(fù)制都需要模板、原料、能量、酶，都遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，這保證了遺傳信息的準(zhǔn)確轉(zhuǎn)錄。2.與DNA復(fù)制相比，轉(zhuǎn)錄所需要的原料和酶各有什么不同？4種游離的脫氧核苷酸DNA的兩條鏈由ATP提供解旋酶、DNA聚合酶原料：模板：能量：酶：DNA復(fù)制4種游離的核糖核苷酸DNA的一條鏈的某片段

由ATP提供RNA聚合酶原料：模板：能量：酶：轉(zhuǎn)錄遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過程思考.討論三、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過程3.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。4.轉(zhuǎn)錄是轉(zhuǎn)錄整個(gè)DNA么？5.一個(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？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。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。分析基因與DNA的關(guān)系思考.討論三、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過程6.轉(zhuǎn)錄成的RNA的堿基序列，與DNA兩條單鏈的堿基序列各有哪些異同？①寫出該片段轉(zhuǎn)錄出的mRNA中的堿基排列順序。②轉(zhuǎn)錄出的mRNA堿基序列與DNA模板鏈的堿基序列有哪些異同？5’-UACGCUCCGUACCC-3’轉(zhuǎn)錄出的mRNA的堿基與DNA模板鏈的堿基是互補(bǔ)配對(duì)的關(guān)系。③轉(zhuǎn)錄出的mRNA堿基序列與DNA非模板鏈的堿基序列有哪些異同？

兩者的序列基本相同，區(qū)別是RNA鏈上的堿基U，對(duì)應(yīng)在非模板鏈上的堿基是T。非模板鏈模板鏈5’-TACGCTCCGTACCC-3’3’-ATGCGAGGCATGGG-5’三、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過程(4)轉(zhuǎn)錄的特點(diǎn)：___________。(3)此過程中的堿基配對(duì)方式為__________________________。RNA鏈延伸的方向是_______________。原料：模板：能量：酶：(1)轉(zhuǎn)錄的條件：(2)方向：由5’端到3’端小結(jié)RNA聚合酶DNA的一條鏈的某片段4種游離的核糖核苷酸由ATP提供A—U、T—A、C—G、G—C邊解旋邊轉(zhuǎn)錄3’5’3’5’C5’3’DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的比較DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄時(shí)間場(chǎng)所解旋模板原料酶配對(duì)方式特點(diǎn)方向產(chǎn)物意義細(xì)胞分裂間期生長(zhǎng)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