2021-2022学年高一生物浙科版（2019）必修2 第三章第四节基因控制蛋白质合成（第1课时）（课件）（29张ppt）

(共29张PPT)
生物（浙科版）
高中生物 必修二
第三章
遗传的分子基础
第4节
基因控制蛋白质合成
在构成生物体的每个细胞中，都含有一定量的DNA。如非洲大象和南极企鹅，它们的生活环境不同，生活习性迥异，外表形态更是大相径庭……这是由于在它们的细胞中都含有一定量的DNA,里面存储了大量的遗传信息，分别决定了大象的长鼻阔耳和企鹅的“绅士”体型等各自的性状。DNA的双螺旋结构发现之后，人们对于遗传信息如何通过复制来传递以及如何通过合成蛋白质得以表达，有了更清晰的认识。那么，DNA分子到底是如何控制遗传性状的呢？
第四节 基因控制蛋白质合成（1）
基因
1
转录
2
一、基因通常是DNA的功能片段
本泽用T4噬菌体揭示了基因内部的结构
西莫尔·本泽（1921-2007）
基因是有长度的，而不是一个不能再分的颗粒。
一、基因通常是DNA的功能片段
基因的功能效应
果蝇昼夜节律
飞行
休息
交配
嗅觉
羽化
per基因变异造成果蝇丧失昼夜节律
2017年诺贝尔生理及医学奖
——— 生物节律分子机制的发现
杰弗理·霍尔（Jeffrey C. Hall）、迈克尔·罗斯巴殊（Michael Rosbash）、和迈克尔·杨（Michael W. Young）。
一、基因通常是DNA的功能片段
基因的功能效应
奇怪的经常早睡早起的家族
这个家族成员总在凌晨3、4点起床，晚上6、7点就睡觉。这和大部分人的生活习惯大不相同。可是奇怪的是，他们这种独特的生活习惯源于家族成员身上的一种名为“PER2”的基因发生了突变，这是一种管睡觉的基因，正是这突变导致他们的早起早睡。
一、基因通常是DNA的功能片段
基因的功能效应
研究人员为了更具体的研究这种睡觉基因，就把这种基因转到了小白鼠的身上。奇怪的事情发生了，拥有这种基因的小白鼠不仅开始早睡早起，而且吃嘛嘛香。
研究人员发现，小白鼠拥有这种睡觉基因之后，连带着管吃饭的PER1基因也突变了，而因为吃得更多，还导致了这群小鼠发胖，肥胖问题紧随而来。
一、基因通常是DNA的功能片段
基因的功能效应
基因是有遗传效应的DNA片段
图2 正常光线（左）和紫外线照射下（右）的4只小鼠，其中3号小鼠为对照，1、2、4号小鼠转入了绿色荧光蛋白基因
图1 发绿色荧光的水母
一、基因通常是DNA的功能片段
思考：基因在DNA上的分布是连续的吗？
资料1：大肠杆菌细胞的拟核有一个DNA分子，长度约为4.7 × 106个碱基对，在DNA分子上分布了大约4.4 × 103个基因，每个基因的平均长度约为1 × 103个碱基对。
资料2：人类基因组的24条染色体（22条常染色体+X+Y）上共有24个DNA分子，大约含有31.6亿个碱基对，其中构成基因的碱基数占碱基总数的比例不超过2%。
基因在DNA上的分布是不连续的，基因之间由非基因片段隔开。
DNA
染色体
细胞
细胞核
染色体
DNA
基因A
基因B
基因C
基因D
染色体、DNA、基因的关系
基因
一、基因通常是DNA的功能片段
思考：基因都在染色体上吗？
一、基因通常是DNA的功能片段
真核生物的基因主要位于染色体上,
少数位于叶绿体、线粒体中。
叶绿体
线粒体
DNA
荞麦叶绿体基因
159,272bp
RNA病毒的基因是有遗传效应的RNA片段
流感病毒
艾滋病毒
冠状病毒
RNA
RNA
RNA病毒
一、基因通常是DNA的功能片段
基因通常是DNA分子的功能片段。
一、基因通常是DNA的功能片段
绝大多数生物的遗传物质是DNA，基因是其DNA上有遗传效应的特定的片段，基因之间往往由非基因片段隔开。
RNA病毒的遗传物质是RNA ，其基因是RNA上有遗传效应的片段。
小结
一、基因通常是DNA的功能片段
1. DNA能够储存足够量的遗传信息；
2. 遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中；
3. 碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA的多样性，而碱基特定的排列顺序，又构成了每个DNA分子的特异性；
4. DNA的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。
5. 有些病毒的遗传物质是RNA，如人类免疫缺陷病毒（艾滋病病毒）、流感病毒等。对这类病毒而言，基因就是有遗传效应的RNA片段。
基因通常是DNA分子的功能片段。
DNA和RNA的区别
二、DNA分子上的遗传信息通过转录传递RNA
RNA的种类
二、DNA分子上的遗传信息通过转录传递RNA
RNA的种类
二、DNA分子上的遗传信息通过转录传递RNA
（1）mRNA: 携带着从DNA转录来的遗传信息，是合成蛋白质的模板。mRNA上三个相邻的碱基决定着蛋白质的一个特定的的氨基酸，遗传学上将这三个碱基称为密码子。
RNA的种类
二、DNA分子上的遗传信息通过转录传递RNA
（2）tRNA: 它的一端是氨基酸结合的部位，相对的一端有3个碱基决定着携带氨基酸的各类，并能与mRNA上特定的密码子配对，称为反密码子。
RNA的种类
二、DNA分子上的遗传信息通过转录传递RNA
（3）rRNA: 它是核糖体的组成成分，同时催化肽键的形成。
二、DNA分子上的遗传信息通过转录传递RNA
基因
蛋白质
mRNA
（一）核基因携带的遗传信息是怎样传递到细胞质中？
（二）遗传信息到达细胞质后，细胞又是怎样解读的？
基因如何指导蛋白质的合成？
转录的概念
二、DNA分子上的遗传信息通过转录传递RNA
转录：以DNA的一条链为模板，通过RNA聚合酶合成RNA的过程叫作转录。
二、DNA分子上的遗传信息通过转录传递RNA
二、DNA分子上的遗传信息通过转录传递RNA
转录过程
a. 首先，RNA聚合酶与基因中的启动子结合，DNA双链解螺旋。
b. 依据碱基互补配对原则，4种游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对。核糖核苷酸不含有碱基T,与模板链上的碱基A配对的是碱基U。
二、DNA分子上的遗传信息通过转录传递RNA
转录过程
c. 在RNA聚合酶的作用下，这些与模板链互补的核糖核苷酸依次聚合形成RNA链。
d.随着RNA聚合酶在DNA分子上移动，RNA链不断延伸，并随之与模板链分离，DNA双链恢复原双螺旋结构。
二、DNA分子上的遗传信息通过转录传递RNA
转录过程
e. RNA聚合酶转录至基因的终止子时，RNA聚合酶脱离DNA分子，mRNA合成完成。
二、DNA分子上的遗传信息通过转录传递RNA
小结转录过程
（1）转录的场所：细胞核（主要场所），线粒体，叶绿体
（2）转录的条件：
模板：DNA的一条链
原料：4种游离的核糖核苷酸
能量：ATP
酶：RNA聚合酶
（3）转录的产物：RNA
提醒：每次转录的只是DNA分子特定的片段，该片段携带的遗传信息能准确地传递给mRNA分子。
（4）转录的原则：碱基互补配对
思考以下问题
1.转录与DNA复制有什么共同之处，这对保证遗传信息的准确转录有什么意义？
2.与DNA复制相比，转录所需的原料和酶有什么不同？
3.转录的RNA的碱基序列，与DNA的两条单链的碱基序列各有哪些异同
下图是某种Bt蛋白基因编码链4到62号碱基序列，请写出该片段转录的mRNA的碱基序列。
转录练习