2021-2022学年高一下学期生物人教版（2019）必修2-4.1基因指导蛋白质的合成 课件(共25张PPT)

(共25张PPT)
第4章 基因的表达
将苏云金杆菌抗虫蛋白基因（Bt抗虫蛋白基因）转入普通棉花，培育出的棉花植株会产生Bt抗虫蛋白。转入的是基因，得到的却是蛋白质！为什么会这样？
基因可以指导蛋白质合成
----基因的表达。
第4章 基因的表达
你能识别图中的哪些结构与物质？
生命的图案，扑朔迷离；
从信息到物质，从蓝图到现实，
繁复、简约，粗放、精细，
是谁创造出，如此的和谐与统一？
能量
第四章 基因的表达
第1节 基因指导蛋白质的合成
思考：基因如何指导蛋白质合成？
DNA
蛋白质合成
（核糖体）
（细胞核）
（细胞质）
核孔
RNA
DNA和蛋白质的分布、合成场所不同，那么遗传信息如何传递？DNA能否直接控制蛋白质的合成？
一、遗传信息的转录
基因 指导 蛋白质 的合成
主要在细胞核
在细胞质进行
通过信使RNA
问题：为什么RNA适于作DNA（基因）的信使？
一、遗传信息的转录
阅读教材64页和65页前2段，结合必修1所学知识回答下列问题：
RNA是什么物质？
RNA的主要元素组成有哪些？
RNA的基本单位是什么？有几种？
RNA的结构是怎样的？
核糖核酸
C、H、O、N、P
核糖核苷酸，4种
腺嘌呤核糖核苷酸
鸟嘌呤核糖核苷酸
胞嘧啶核糖核苷酸
P
P
P
P
尿嘧啶核糖核苷酸
是由核糖核苷酸连接而成的长链
通常单链
磷酸二酯键
A
A
G
G
C
U
U
一、遗传信息的转录
阅读教材64页和65页前2段，结合必修1所学知识回答下列问题：
DNA和RNA在组成成分和结构上有什么区别？
构成RNA
构成DNA
脱氧核糖
DNA
胸腺嘧啶（T）
磷酸
腺嘌呤（A）
鸟嘌呤（G）
胞嘧啶（C）
RNA
核糖
尿嘧啶（U）
DNA RNA
组成元素相同 C、H、O、N、P 基本单位不同 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 组成成分不完全相同 五碳糖 脱氧核糖 核糖 含氮碱基 A、G、C、T A、G、C、U 分布不同 主要在细胞核 主要在细胞质 空间结构不同 规则的双螺旋结构 通常呈单链
一、遗传信息的转录
总结：为什么RNA适于作DNA的信使？
RNA是由基本单位——核苷酸连接而成，跟DNA一样能储存遗传信息
RNA一般为单链，比DNA短，能通过核孔，从细胞核转移到细胞质中
DNA将信息传递给RNA时，也遵循“碱基互补配对原则”
RNA为单链结构，不稳定，易降解，使得完成使命RNA能迅速分解，保证生命活动的有序进行
一、遗传信息的转录
阅读教材64页和65页前2段，结合必修1所学知识回答下列问题：
RNA的种类有哪些？
信使RNA
（mRNA)
转运RNA
（tRNA)
核糖体RNA
（rRNA)
一、遗传信息的转录
DNA的遗传信息是如何传递给mRNA的？
（转录：DNA→RNA）
一、遗传信息的转录
阅读教材65页最后一段和图4-4，完成下列问题：
概念：
场所：
条件：
原则：
产物：
遗传信息流动：
在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成RNA的过程
不仅是mRNA，还有rRNA和tRNA等
细胞核（主要）、
（叶绿体、线粒体、拟核）
（1）模板：
（2）原料：
（3）能量：
（4）酶：
DNA的一条链
四种游离的核糖核苷酸
ATP
RNA聚合酶
（形成磷酸二酯键）
碱基互补配对原则
（A=U，G C）
RNA
（ mRNA、rRNA、tRNA等）
DNA mRNA
游离的核糖核苷酸
DNA
1. 解旋
RNA聚合酶与编码蛋白质的一段DNA结合，使DNA双链解开，碱基暴露出来。
游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对，在RNA聚合酶的作用下开始mRNA的合成。
2. 配对
新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。
3. 连接
mRNA
4. 释放
合成的mRNA从DNA链上释放。而后，DNA双螺旋恢复。
RNA聚合酶
合成方向：5`→3`
一、遗传信息的转录(以mRNA为例）
边解旋边转录
具有解旋作用
一、遗传信息的转录
A
C
G
T
G
T
T
T
A
DNA的平面结构图
T
G
C
A
C
A
A
A
T
解旋酶
1. DNA解旋，碱基暴露
一、遗传信息的转录
游离的核糖核苷酸
2. 游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对
T
G
C
A
C
A
A
A
T
A
G
C
G
A
C
G
G
U
U
A
一、遗传信息的转录
2. 游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对
T
G
C
A
C
A
A
A
T
A
G
C
G
A
C
G
G
U
U
A
U
一、遗传信息的转录
2. 游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对
T
G
C
A
C
A
A
A
T
G
C
G
A
C
G
G
U
U
A
U
G
一、遗传信息的转录
3. 连接成RNA
T
G
C
A
C
A
A
A
T
G
C
G
A
C
G
U
U
G
A
U
G
一、遗传信息的转录
RNA
聚合酶
T
G
C
A
C
A
A
A
T
G
G
C
G
G
A
U
G
U
U
A
U
C
形成 mRNA 链，
DNA上的遗传信息就传递到mRNA上
mRNA
DNA
一、遗传信息的转录
A
C
G
U
G
U
U
A
U
T
G
C
A
C
A
A
A
T
细胞质
细胞核
核孔
DNA模板链
4. mRNA释放，DNA双链恢复
mRNA
A
C
G
T
G
T
T
A
T
思考·讨论（教材P66）
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、转录与DNA复制相比，转录需要的原料和酶各有什么不同？
都需要模板、都遵循碱基互补配对原则等;
碱基互补配对原则保证遗传信息转录的准确性;
DNA复制：脱氧核糖核苷酸为原料，解旋酶和DNA聚合酶
转录：核糖核苷酸为原料，RNA聚合酶
思考·讨论（教材P66）
3、转录产生的RNA的碱基序列与其模板链的碱基序列有何异同点？
与DNA的另外一条链的碱基序列有何异同点？
DNA双链片段 a链
b链 C G A A C C T C A C G C
mRNA
比较mRNA和b链，以及mRNA和a链的碱基序列的差异。
G C T T G G A G T G C G
G C U U G G A G U G C G
该RNA与DNA模板链的碱基互补配对时，A 与U配对，而非T ；
该RNA与DNA互补链的碱基序列基本相同，只是DNA链上T的位置，RNA 链上是U 。
转录以基因为单位，不同基因模板链不同
4、分裂间期和分裂期都可以进行转录吗？
分裂期的染色体高度螺旋，
DNA难以解旋，转录难以发生。
思考·讨论
5、转录的是DNA还是DNA片段？
***一个DNA可以转录出不同的mRNA
DNA复制与转录的比较
小结
DNA复制 转录
场所 模板
原料
酶
配对方式
特点
方向 产物
意义
DNA的两条链均为模板
DNA的一条链上的片段
四种游离的脱氧核苷酸
四种游离的核糖核苷酸
解旋酶、 DNA聚合酶等
RNA聚合酶等
A-T T—A C—G G—C
A-U T—A C—G G—C
半保留复制，边解旋边复制
边解旋边转录
2个子代DNA分子
mRNA、tRNA、rRNA
使遗传信息从亲代传递给子代，从而保持了遗传信息的连续性
遗传信息从DNA传递到RNA（mRNA）上，为翻译做准备
新链从5’端-3’端延伸
主要在细胞核，少部分在线粒体、叶绿体
1、在人体中，由A、U、C三种碱基参与构成的核苷酸共 ( )　
A．3种　　 B．4种　　 C．5种　　 D．6种
2、如果DNA的一条模板链的碱基排列顺序是ACGCTAGCA，
那么与它互补的另一条链上的碱基排列顺序是 　，
转录成的信使RNA上的碱基排列顺序是
C
练习
TGCGATCGT
UGCGAUCGU
3、“遗传信息”是指( )
A、 基因的脱氧核苷酸排列顺序 B、DNA的碱基对排列顺序
C、信使RNA的核苷酸排列顺序 D、蛋白质的氨基酸排列顺序
4、在胰蛋白质酶合成过程中，决定它性质的根本因素是( )　　
A．mRNA　　 B．tRNA　　 C.核糖体　　 D．DNA
5、某信使RNA中有碱基60个，其中G+A为25个，那么转录此RNA的
DNA片段中G+A为( )
A．25　　 B．35　　 C．50　　 D．60
D
A
D
练习