4.1基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成第1課時課件高一下學(xué)期生物人教版必修2-1

遺傳物質(zhì)實(shí)驗(yàn)證據(jù)的獲得和DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的建立，揭示了基因的化學(xué)本質(zhì)，生物學(xué)的研究從此以空前的步伐前進(jìn)。但是，基因又是如何起作用的呢？

將蘇云金桿菌抗蟲蛋白基因（Bt抗蟲蛋白基因）轉(zhuǎn)入普通棉花，培育出的棉花植株會產(chǎn)生Bt抗蟲蛋白。轉(zhuǎn)入的是基因，得到的卻是蛋白質(zhì)！為什么會這樣？原來，基因可以控制蛋白質(zhì)的合成，這個過程就是基因的表達(dá)。

為什么一種生物的基因能在另一種生物中表達(dá)呢？基因的表達(dá)過程是怎樣的？各種生物的基因表達(dá)過程有什么共同點(diǎn)呢？第4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課時目標(biāo)010203概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程。計算DNA堿基數(shù)目、RNA堿基數(shù)目與氨基酸數(shù)目之間的對應(yīng)關(guān)系。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。教學(xué)目標(biāo)《侏羅紀(jì)公園》精彩片段有些科幻電影圍繞著虛構(gòu)的未來場景，展現(xiàn)了這樣的科學(xué)幻想：各種各樣的恐龍飛奔跳躍、互相爭斗，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。從原理上分析，利用已滅絕生物的DNA，真的能夠使它們復(fù)活嗎？電影《侏羅紀(jì)公園》中的恐龍討論：一種生物的整套DNA中儲存著該種生物生長、發(fā)育等生命活動所需的全部遺傳信息，也可以說是構(gòu)建生物體的藍(lán)圖。但是，從DNA到具有各種性狀的生物體，需要通過極其復(fù)雜的基因表達(dá)及調(diào)控過程才能實(shí)現(xiàn)。因此，在可預(yù)見的將來，利用DNA來使滅絕的生物復(fù)活仍是難以做到的。問題探討發(fā)出綠色熒光水母直接原因綠色熒光蛋白綠色熒光蛋白基因合成指導(dǎo)轉(zhuǎn)基因鼠基因如何指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成呢？信使核糖體DNA蛋白質(zhì)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)行信使充當(dāng)DNA指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的信使是什么物質(zhì)呢？核糖體DNA蛋白質(zhì)信使資料1:1955年,戈德斯坦和普勞特觀察到放射性物質(zhì)標(biāo)記的RNA從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)。資料2：1955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。RNA充當(dāng)了DNA的信使為什么RNA適于作DNA的信使呢？閱讀課本P64至

P65頁第二段內(nèi)容，思考下列問題：1.RNA的結(jié)構(gòu)單位是什么？由哪些成分組成？2.RNA與DNA在化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)上的區(qū)別有哪些？3.RNA為什么適合作DNA的信使？4.RNA的種類有哪三種？一、RNA適于作DNA信使的原因(1)RNA的全稱：(2)RNA的元素組成：(4)RNA與DNA在化學(xué)組成上的主要區(qū)別：核糖核酸核糖核苷酸（4種）①五碳糖不同：RNA的五碳糖是核糖，DNA的五碳糖是脫氧核糖；②堿基不完全相同：RNA的堿基組成中沒有堿基T，而有堿基U，DNA與之相反；**科學(xué)家常用同位素分別標(biāo)記胸腺嘧啶脫氧核苷酸和尿嘧啶核糖核苷酸來研究DNA、RNA的動態(tài)變化；一、RNA適于作DNA信使的原因1、RNA概述(3)RNA的基本單位：C、H、O、N、P(5)RNA與DNA在結(jié)構(gòu)上的主要區(qū)別：

DNA是規(guī)則的________結(jié)構(gòu)，RNA一般是____鏈，而且比DNA____；雙螺旋單短一、RNA適于作DNA信使的原因1、RNA概述DNAtRNA轉(zhuǎn)運(yùn)RNA少數(shù)RNA還具有催化作用，有的作為RNA病毒的遺傳物質(zhì)①都是轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物；②基本單位相同；③都與翻譯過程有關(guān)。單鏈，部分堿基配對形成三葉草形結(jié)構(gòu)種類名稱傳遞遺傳信息；蛋白質(zhì)合成的模板識別并轉(zhuǎn)運(yùn)特定氨基酸組成核糖體單鏈單鏈(6)RNA的種類及功能一、RNA適于作DNA信使的原因1、RNA概述功能結(jié)構(gòu)示意圖共同點(diǎn)mRNArRNA信使RNA核糖體RNA結(jié)合氨基酸的部位堿基配對反密碼子5'3'DNARNA全稱：基本單位：全稱：基本單位：DNA一般為規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)RNA通常呈單鏈結(jié)構(gòu)核糖P含氮堿基腺嘌呤（A）鳥嘌呤（G）胞嘧啶（C）尿嘧啶（U）脫氧核糖核酸脫氧核糖核苷酸核糖核酸核糖核苷酸P脫氧核糖含氮堿基腺嘌呤（A）鳥嘌呤（G）胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（T）結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：分布（真核細(xì)胞）：細(xì)胞核（主要）線粒體、葉綠體分布（真核細(xì)胞）：細(xì)胞質(zhì)（主要）一、RNA適于作DNA信使的原因2.DNA和RNA的主要區(qū)別①RNA是由核糖核苷酸連接而成的，核糖核苷酸也含有4種堿基，這使

得RNA具備準(zhǔn)確傳遞遺傳信息的可能；②RNA一般是單鏈，而且比DNA短，因此能夠通過核孔，從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移

到細(xì)胞質(zhì)中。3.RNA適于作DNA信使的原因一、RNA適于作DNA信使的原因結(jié)合教材64頁的文字，和圖4-4完成下列問題。1.DNA的遺傳信息是怎樣傳給mRNA的？2.什么是轉(zhuǎn)錄？3.轉(zhuǎn)錄的場所？轉(zhuǎn)錄的具體過程？轉(zhuǎn)錄的結(jié)果？4.轉(zhuǎn)錄需要的原料是？5.轉(zhuǎn)錄過程中的模板？6.轉(zhuǎn)錄過程中堿基如何配對？7.遺傳信息的流動方向？二、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過程1.概念2.發(fā)生時期3.發(fā)生場所4.產(chǎn)物

在______中，通過___________以_____________為模板合成_____的過程叫做轉(zhuǎn)錄。細(xì)胞核RNA聚合酶DNA的一條鏈個體生長發(fā)育的整個過程（幾乎所有活細(xì)胞中）主要在______中。細(xì)胞核*實(shí)際上，DNA在哪里，轉(zhuǎn)錄就在哪里發(fā)生。RNA（三種RNA都是）二、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄RNA遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過程（視頻）5.過程（以mRNA的合成過程為例）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；二、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄游離的_________與__________上的堿基互補(bǔ)配對，在__________的作用下開始mRNA的合成；核糖核苷酸DNA模板鏈新結(jié)合的核糖核苷酸連接到正在合成的mRNA分子上（_________的催化形成__________）RNA聚合酶磷酸二酯鍵RNA聚合酶5.過程（以mRNA的合成過程為例）第2步：二、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄第3步：RNA新鏈的延伸也是從______到_____5’-端3’-端**RNA與DNA也是反向連接的5.過程（以mRNA的合成過程為例）二、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄第4步：合成的_______從________上釋放，而后DNA___________。mRNADNA鏈雙螺旋恢復(fù)6.條件：①模板：②原料：③能量：④酶：DNA的一條鏈游離的4種核糖核苷酸ATPRNA聚合酶等*ATP是提供能量的物質(zhì)，不是能量本身*打開氫鍵、形成磷酸二酯鍵7.原則：堿基互補(bǔ)配對原則*配對方式與DNA復(fù)制一樣嗎？A-____G—_____C—_____T—_____UCGA二、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄8.特點(diǎn)：邊解旋邊轉(zhuǎn)錄提醒：每次轉(zhuǎn)錄的只是DNA分子特定的基因片段（并非整個DNA）。9.意義：使遺傳信息從DNA傳遞到RNA（mRNA）上，為翻譯做準(zhǔn)備。DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄時間場所解旋模板原料酶堿基配對方式特點(diǎn)方向產(chǎn)物細(xì)胞分裂前的間期個體生長發(fā)育的整個過程DNA全部解旋只解旋表達(dá)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個子代DNA分子RNA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)性使遺傳信息從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’-端向3’-端延伸新鏈從5’-端向3’-端延伸DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的比較意義★寫出以b鏈為模板轉(zhuǎn)錄形成的mRNA堿基序列★寫出b鏈對應(yīng)的a鏈的堿基序列DNA雙鏈片段a鏈b鏈CGAACCTCACGC信使RNA1.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？GCUUGG

A

G

U

G

CG遺傳信息的轉(zhuǎn)錄相關(guān)問題探討GCTTGGAGTGCG轉(zhuǎn)錄成的RNA的堿基序列與模板鏈：與非模板鏈：堿基互補(bǔ)配對；堿基序列基本相同（T變成U）。3.轉(zhuǎn)錄是轉(zhuǎn)錄整個DNA么？2.轉(zhuǎn)錄時，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DNA，轉(zhuǎn)錄以基因?yàn)閱挝贿M(jìn)行。一個DNA分子中的不同基因，不一定同時進(jìn)行轉(zhuǎn)錄。4.一個DNA分子中某個基因轉(zhuǎn)錄時，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。遺傳信息的轉(zhuǎn)錄相關(guān)問題探討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？DNA復(fù)制過程需要解旋酶和DNA聚合酶，以4種游離的脫氧核苷酸為原料；轉(zhuǎn)錄則需要RNA聚合酶，以4種游離的核糖核苷酸為原料。1.轉(zhuǎn)錄與D