第4章基因的表達(dá)單元課件-下學(xué)期生物人教版必修2

學(xué)科：生物

匯報(bào)人：嚴(yán)露（雅安中學(xué)）基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成聚/焦/大/單/元·共/研/新/理/念2023—2024年度

聚/焦/大/單/元·共/研/新/理/念最新消息糧食危機(jī)

聚/焦/大/單/元·共/研/新/理/念糧食危機(jī)提高農(nóng)作物產(chǎn)量的措施有哪些？通過(guò)雜交育種培育高產(chǎn)作物分子層面改造作物的基因，從而提高糧食產(chǎn)量修建水渠，合理灌溉建造植物工廠人工合成有機(jī)物人工合成淀粉

聚/焦/大/單/元·共/研/新/理/念人工合成淀粉工業(yè)化生產(chǎn)的關(guān)鍵？大量合成反應(yīng)中所需的多種生物酶

聚/焦/大/單/元·共/研/新/理/念

假如你是系統(tǒng)設(shè)計(jì)師，請(qǐng)你設(shè)計(jì)一座可建造多樣化蛋白質(zhì)的工廠，制造人工合成淀粉所需的多種酶，保障人工合成淀粉的工業(yè)化生產(chǎn)。

請(qǐng)繪制蛋白質(zhì)工廠的設(shè)計(jì)圖，并向投資者介紹設(shè)計(jì)亮點(diǎn)，吸引投資者投資。項(xiàng)目任務(wù)

聚/焦/大/單/元·共/研/新/理/念要完成該設(shè)計(jì)，我們已經(jīng)知道了哪些相關(guān)知識(shí)，還需要解決什么問(wèn)題？我們已經(jīng)知道的知識(shí)我們需要解決的問(wèn)題

請(qǐng)小組成員課前啟動(dòng)頭腦風(fēng)暴，梳理已經(jīng)具備的相關(guān)知識(shí)，共同探討為順利完成項(xiàng)目，還需要學(xué)習(xí)的知識(shí)。

將小組討論結(jié)果記錄在學(xué)案表格中。

聚/焦/大/單/元·共/研/新/理/念模型初建嘗試構(gòu)建玉米淀粉合成酶基因控制氨基酸合成玉米淀粉合成酶的物理模型。我們遇到的困難：原料是如何運(yùn)到核糖體中的？氨基酸序列由誰(shuí)決定？③用超輕黏土小球模擬氨基酸：

粉色小球——甲硫氨酸

藍(lán)色小球——絲氨酸

紫色小球——丙氨酸提示：①玉米淀粉合成酶基因序列（部分）5’—TACAGAAGGCGACGGCAA……3’—ATGTCTTCCGCTGCCGTT……②玉米淀粉合成酶的氨基酸序列（部分）甲硫氨酸-絲氨酸-絲氨酸-丙氨酸…核糖體氨基酸

聚/焦/大/單/元·共/研/新/理/念嘗試解決難題

請(qǐng)回顧前面小組列舉的已知知識(shí)，大膽猜測(cè)，嘗試提出假說(shuō)，并說(shuō)明依據(jù)。氨基酸序列由誰(shuí)決定？

聚/焦/大/單/元·共/研/新/理/念假說(shuō)依據(jù)：

提出假說(shuō)：DNA通過(guò)RNA合成蛋白質(zhì)。核酸是遺傳信息的攜帶者，在生物體的遺傳、變異以及蛋白質(zhì)的生物合成中具有重要作用。核酸分為DNA和RNA，兩者的堿基排列順序都能儲(chǔ)存遺傳信息。細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)是DNA。DNA主要存在于細(xì)胞核中，而蛋白質(zhì)是在細(xì)胞質(zhì)中合成的。DNA一般為雙鏈，而RNA一般為單鏈。

聚/焦/大/單/元·共/研/新/理/念【材料1】1955年，布拉舍用相應(yīng)材料進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)過(guò)程為：（1）用核糖核酸酶（RNA酶）分解細(xì)胞中的核糖核酸（RNA），蛋白質(zhì)的合成就停止；（2）如果重新加入從酵母中抽提的RNA，蛋白質(zhì)的合成就有一定程度的恢復(fù)。實(shí)驗(yàn)證據(jù)

聚/焦/大/單/元·共/研/新/理/念【材料2】1955年拉斯特等人用變形蟲(chóng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其過(guò)程為：（1）用含有3H標(biāo)記的尿嘧啶核糖核苷酸的培養(yǎng)液來(lái)培養(yǎng)A組變形蟲(chóng)，發(fā)現(xiàn)被3H標(biāo)記的RNA分子首先在細(xì)胞核中合成；用含有未標(biāo)記的尿嘧啶核糖核苷酸的培養(yǎng)液培養(yǎng)B組變形蟲(chóng)，變形蟲(chóng)的細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中均未出現(xiàn)被標(biāo)記的RNA；（2）將A組變形蟲(chóng)的細(xì)胞核移植到B組變形蟲(chóng)的細(xì)胞質(zhì)中，將B組變形蟲(chóng)的細(xì)胞核移植到A組變形蟲(chóng)的細(xì)胞質(zhì)中，分別進(jìn)行培養(yǎng)觀察，發(fā)現(xiàn)A組細(xì)胞質(zhì)中沒(méi)有標(biāo)記的RNA分子，而B(niǎo)組細(xì)胞質(zhì)中有3H標(biāo)記的RNA分子。實(shí)驗(yàn)證據(jù)【材料3】DNA分子直徑約2nm，核糖體大致為圓形顆粒，直徑約為23nm，而核孔只有0.9nm。聚/焦/大/單/元·共/研/新/理/念結(jié)論：DNA通過(guò)RNA合成蛋白質(zhì)。

實(shí)驗(yàn)證據(jù)假說(shuō)是正確的！DNA核孔核糖體

聚/焦/大/單/元·共/研/新/理/念形成概念

轉(zhuǎn)錄：RNA在細(xì)胞核中，通過(guò)RNA聚合酶以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過(guò)程。翻譯：游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸，以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過(guò)程。DNARNA蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄翻譯

聚/焦/大/單/元·共/研/新/理/念知識(shí)拓展mRNA（信使RNA）mRNA全稱是信使RNA（messageRNA），其功能是在蛋白質(zhì)合成過(guò)程中，作為“信使”分子，將基因組DNA的遺傳信息傳遞至核糖體，使核糖體能夠以其堿基排列順序摻入互補(bǔ)配對(duì)的轉(zhuǎn)運(yùn)RNA（tRNA）分子中合成正確的肽鏈，實(shí)現(xiàn)遺傳信息向蛋白質(zhì)分子的轉(zhuǎn)化。RNA的分類

聚/焦/大/單/元·共/研/新/理/念知識(shí)拓展rRNA（核糖體RNA）rRNA全稱核糖體RNA（ribosomalRNA），是組成核糖體的主要成分。rRNA一般與核糖體蛋白質(zhì)結(jié)合在一起，形成核糖體（ribosome）。核糖體的亞基由rRNA和核糖體蛋白組成。如果把rRNA從核糖體上除掉，核糖體的結(jié)構(gòu)就會(huì)發(fā)生塌陷。RNA的分類

聚/焦/大/單/元·共/研/新/理/念知識(shí)拓展tRNA（轉(zhuǎn)運(yùn)RNA）tRNA全稱轉(zhuǎn)運(yùn)RNA（TransferRNA）。氨基酸與mRNA的堿基之間缺乏特殊的親和力，必須借助tRNA把氨基酸搬運(yùn)到核糖體上，tRNA能根據(jù)mRNA的遺傳密碼，依次準(zhǔn)確地將配對(duì)的氨基酸摻入正在合成的肽鏈中，實(shí)現(xiàn)肽鏈的延伸。所有tRNA的3’端都有相同的三個(gè)堿基（CCA），該位點(diǎn)是tRNA負(fù)載氨基酸殘基的靶位。氨基酸通過(guò)其分子的羧基與tRNA末端腺苷的2’-OH或3’-OH間的酯鍵附著到tRNA上。RNA的分類

聚/焦/大/單/元·共/研/新/理/念模型重建

小組合作，類比DNA復(fù)制過(guò)程，利用老師提供的材料，小組合作重新構(gòu)建以DNA為模板，轉(zhuǎn)錄生成mRNA的過(guò)程，并準(zhǔn)確闡述該過(guò)程。提示：已知淀粉合成酶基因轉(zhuǎn)錄的部分mRNA序列為：

5’—AUGUCUUCCGCUGCCGUU——3’要求：小組合作后展示，互評(píng)并提出質(zhì)疑，說(shuō)明理由或猜想。思考：mRNA是如何合成的？如何準(zhǔn)確的將DNA上的遺傳信息轉(zhuǎn)錄到mRNA上？

聚/焦/大/單/元·共/研/新/理/念DNADNA聚合酶RNA聚合酶核糖核苷酸解旋酶模型重建

聚/焦/大/單/元·共/研/新/理/念模型重建DNAmRNA如何確定模板鏈？

聚/焦/大/單/元·共/研/新/理/念模型重建如何確定模板鏈？

聚/焦/大/單/元·共/研/新/理/念RNA聚合酶(RNApolymerase)的作用以一條DNA鏈或RNA為模板催化RNA合成的酶。是催化以DNA為模板(template)三磷酸核糖核苷為底物、通過(guò)磷酸二酯鍵而聚合的合成RNA的酶。因?yàn)樵诩?xì)胞內(nèi)與基因DNA的遺傳信息轉(zhuǎn)錄為RNA有關(guān)，所以也稱轉(zhuǎn)錄酶。RNA聚合酶只有5'—3'的聚合酶活性。RNA聚合酶本身能夠促進(jìn)DNA雙鏈解鏈。知識(shí)拓展

聚/焦/大/單/元·共/研/新/理/念模型修正

根據(jù)RNA聚合酶的作用，各小組構(gòu)建的模型是否需要修改？如果需要，該如何修改？

聚/焦/大/單/元·共/研/新/理/念模型驗(yàn)證

聚/焦/大/單/元·共/研/新/理/念第1步：DNA雙鏈解開(kāi)，堿基暴露出來(lái)；第2步：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(kāi)始mRNA的合成；第3步：新結(jié)合的核糖核苷酸連接到正在合成的mRNA分子上；轉(zhuǎn)錄的過(guò)程第4步：合成的mRNA從DNA鏈上釋放。DNA雙螺旋恢復(fù)。

聚/焦/大/單/元·共/研/新/理/念依據(jù)逆向?qū)W習(xí)思維，結(jié)合模型構(gòu)建過(guò)程，小組嘗試?yán)美蠋熖峁┑牟牧?，?gòu)建以mRNA為模板合成蛋白質(zhì)的過(guò)程。課后探究思考：mRNA