4.1 课时1 基因指导蛋白质的合成 课件(共24张PPT1份视频) 2023-2024学年高一生物人教版（2019）必修2

(共24张PPT)
基因指导蛋白质的合成
第一课时
第1节
人教版 必修2
1. 通过比较DNA和RNA的结构，能归纳RNA适于作DNA的信使的条件。
2. 通过分析视频与图像资料，能够概述遗传信息的转录过程。
3. 能够说出DNA的复制与转录的异同。
问题探讨
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？
基因可以控制蛋白质的合成，这过程就是基因的表达。
基因能控制生物体性状
蛋白质
指导合成
直接体现着
思考一：位于细胞核的基因如何控制细胞质核糖体进行蛋白质的合成？
DNA(基因)
蛋白质
？
细胞核
细胞质核糖体
基因
思考二：RNA为何适于作为DNA信使？
DNA(基因)
蛋白质
细胞核
细胞质核糖体
RNA
一、探讨RNA适于作DNA的信使的条件
1、DNA和RNA的主要区别
RNA
DNA
P
脱氧核糖
AGC T
C
A
U
C
G
P
核糖
AGC U
A
A
T
T
G
G
C
C
G
C
C
尿嘧啶
双链
单链
种 类 DNA RNA
组 成 部 分 碱基
磷酸
五碳糖
全 称
基本组成单位
空间结构
分布（真核细胞）
特有：T
特有：U
共有： A、G、C
都有磷酸
脱氧核糖
核糖
脱氧核糖核酸
核糖核酸
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
多为规则双螺旋结构
多为单链
细胞核（主要）
线粒体、叶绿体
细胞质（主要）
①它也是由基本单位——核苷酸连接而成，由核糖、磷酸、碱基(C、G、A、U(尿嘧啶))共同组成核苷酸，它也能储存遗传信息。
②在RNA与DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”，但由于RNA中没有T，DNA中没有U，所以当RNA与DNA有关系时，U与A配对。
③RNA一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。
2、RNA适于作DNA的信使的原因
3、RNA的种类、结构及功能
种类 mRNA tRNA rRNA
名称 信使RNA 转运RNA 核糖体RNA
分布
功能
结构
示 意 图
共同点
主要在细胞质中
主要在细胞质中
与蛋白质结合成核糖体
翻译的直接模板
翻译时运载氨基酸
组成核糖体
单链
单链
单链
①都是转录产物 ②基本单位相同 ③都与翻译过程有关
基因
DNA(基因)
蛋白质
细胞核
细胞质核糖体
mRNA
？
思考三：DNA的遗传信息是怎么传给mRMA？
转录
1、转录的基本过程
二、遗传信息的转录
观看视频并思考下列问题：
（1）转录时DNA的两条链都能转录吗？
（2）DNA链完全解开吗？
（3）在转录过程中碱基互补配对原则有什么特殊情况？
思考·讨论
⑴解旋：在ATP的驱动下，RNA聚合酶将DNA双螺旋的两条链解开。
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
3'
5'
C
C
G
T
A
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
3'
5'
ATP
RNA聚合酶
RNA聚合酶具有解旋的效果
⑵配对：游离的核糖核苷酸按碱基互补配对原则随机地与DNA
模板链上的碱基配对，确定RNA的核糖核苷酸排列顺序。
C
C
G
T
A
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
3'
5'
U
A
U
G
C
A
U
G
A
U
C
G
A
G
C
U
U
C
C
G
T
A
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
3'
5'
U
A
U
G
C
A
U
G
A
U
C
G
A
G
C
U
U
U
A
U
G
C
A
U
G
A
U
C
G
A
G
C
U
U
5'
3'
ATP
⑶连接：在RNA聚合酶的催化下从子链的5‘端把子链的核糖
核苷酸聚合成核糖核苷酸链。
合成方向：
子链的5’端→ 3’端
形成磷酸二酯键
⑷脱离：mRNA释放，DNA双链恢复
U
A
U
G
C
A
U
G
A
U
C
G
A
G
C
U
U
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
3'
5'
细胞质
细胞核
mRNA
在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则合成RNA的过程（以基因为单位转录）。
概念
场所
模板
原料
条件
细胞核（叶绿体、线粒体、拟核）
DNA分子的一条链
四种游离的核糖核苷酸
模板、原料、能量（ATP）、酶（ RNA 聚合酶）
三种RNA（mRNA rRNA tRNA)。
DNA上的遗传信息传递给了mRNA 。
产物
特点
单链转录 边解旋边转录
特定的碱基互补配对方式：
DNA: A T C G
RNA: U A G C
意义
遗传信息从DNA传递到RNA（mRNA）上，为翻译做准备
转录方向
RNA新链的延伸也是从 到 。
5’-端
3’-端
RNA与模板链是反向连接的
先合成先释放
判断出转录方向并写出下列DNA和RNA的3’-端和5’-端
3’
转录方向：
与RNA聚合酶的运动方向相同
5’
5’
3’
5’
3’
思考·讨论
（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？
转录与DNA复制都需要模板、都需要ATP提供能量、都遵循碱基互补配对原则等等。其中，碱基互补配对原则能够保证遗传信息传递的准确性。
DNA复制所需要的原料是4种游离的脱氧核苷酸，所需要的酶是解旋酶和DNA聚合酶；转录所需要的原料是4种游离的核糖核苷酸，所需要的酶是RNA聚合酶。
（2）与DNA复制相比，转录所需要的原料和酶各有什么不同？
2.分析DNA复制和转录的异同
★写出以b链为模板转录形成的mRNA碱基序列
★写出b链对应的a链的碱基序列
DNA双链片段 a链
b链 C G A A C C T C A C G C
信使RNA
（3）转录成的RNA的碱基序列，与DNA两条单链的碱基序列各有哪些异同？
G C T T G G A G T G C G
G C U U G G A G U G C G
转录成的RNA的碱基序列与b链（DNA模板链）的碱基序列是互补配对的；
转录成的RNA的碱基序列与a链（非模板链）的碱基序列的区别是RNA链上的碱基U，对应在非模板链上的碱基是T。
5.转录是转录整个DNA么？
（4）转录时，DNA链完全解开么？ DNA的两条链都可作为模板链么？
边解旋边转录;
只有一条链可作为模板链。
转录不是转录整个DNA，转录以基因为单位进行。
一个DNA分子中的两个基因，不一定同时进行转录。
6.一个DNA分子中某个基因转录时，其他基因是否一定也在进行转录？
DNA复制 转录
时间
场所
解旋
模板
原料
酶
配对方式
特点
方向
产物
意义
细胞分裂间期
生长发育过程
完全解旋
只解有遗传效应片段（基因）
DNA的两条链均为模板
DNA的一条链上某片段
四种脱氧核苷酸
四种核糖核苷酸
解旋酶、 DNA聚合酶等
RNA聚合酶等
A-T T—A C—G G—C
A-U C—G T—A 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
主要在细胞核或拟核，少部分在线粒体、叶绿体、质粒
新链从5’端-3’端延伸
新链从5’端-3’端延伸