4.1.1遗传信息的转录课件(共26张PPT2个视频)-人教版高中生物（2019）必修二

(共26张PPT)
第一课时 遗传信息的转录
单元主题——《探索肥胖的奥秘—基因的表达》
遗传与进化
《柳叶刀》发布全球肥胖数据，中国超重/肥胖成年人数量最多，达到4.02亿。
ob基因只在脂肪细胞中表达，编码蛋白质产物叫“瘦素”，
主要有调节人体饮食及控制人体热量消耗的作用。
生命观念
1
2
3
4
学习目标
建构转录等概念，形成生命是物质、能量和信息的统一体的生命观念。
科学思维
科学探究
社会责任
辨析三种RNA的结构和功能，提升分析复杂事件的方法和能力。
掌握遗传信息转录的过程和特点，认同健康生活方式的重要意义。
运用科学探究方法，验证RNA是信使的实验思路，提升讨论和交流的能力。
任务一：探究信使分子的本质（理论推测）
DNA(基因）
主要存在于_______
蛋白质的合成
在细胞质中的________
细胞核
核糖体
任务一：探究信使分子的本质（理论推测）
假说1：DNA出细胞核指导蛋白质的合成。
假说2：核糖体进入细胞核合成蛋白质。
假说3：DNA和蛋白质之间有一种中间物质充当信使。
事实1：DNA作为遗传物质，被折叠压缩固定在核骨架上，无法随意移动，目的是对DNA进行保护。
事实2：DNA分子直径约2nm，核糖体大致为圆形颗粒，直径23nm，而核孔只有0.9nm。
任务一：探究信使分子的本质（理论推测）
作为DNA的信使，需要满足哪些特点呢？
学生活动1
能识别DNA上的遗传信息
能携带并准确传递遗传信息
具有多样性
分子量小，易于通过核孔
任务一：探究信使分子的本质（实验证据）
思考1：从结构功能角度分析什么物质适合充当DNA的信使，
并说出理由。
胞嘧啶
鸟嘌呤
腺嘌呤
尿嘧啶
胞嘧啶
鸟嘌呤
腺嘌呤
胸腺嘧啶
碱基
碱基对
（1）RNA也是由核苷酸组成，含氮碱基有A、G、C、U，具备准确传递遗传信息的可能。
（2）RNA一般是单链，比DNA短，能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。
（3）RNA与DNA之间也遵循碱基互补配对原则。
任务一：探究信使分子的本质（实验证据）
思考2：设计实验证明RNA由细胞核转移至细胞质。
实验材料：变形虫，培养液等。
要求清晰的语言阐明设计思路、预期结果。提示：减法加法原理
学生活动2
1955年Brachet用洋葱根尖和变形虫进行了实验；若加入RNA酶降解细胞中的RNA，则蛋白质合成就停止，若再加入从酵母中提取的RNA，则又可以重新合成一些蛋白质。
任务一：探究信使分子的本质（实验证据）
思考3：如何设计实验追踪RNA的产生和转移？
同位素标记法
放射性标记的RNA原料最可能是：_____________。
3H-尿嘧啶
1955年Goldstein和Plaut用放射性同位素标记变形虫RNA的原料，发现放射性都在核内，然后将细胞核转移到未标记的变形虫中。经过一段时间发现放射性已在细胞质中。
任务一：探究信使分子的本质（实验证据）
思考4：通过资料说明了什么？
1961年，布伦纳等用噬菌体侵染细菌，在培养基中添加含14C标记的尿嘧啶，培养一段时间后，裂解细菌分离出RNA与核糖体，分离的RNA含有14C标记，把得到的RNA分子分别与细菌的DNA和噬菌体的DNA杂交，发现RNA可与噬菌体的DNA形成DNA-RNA双链杂交分子，不能与细菌的DNA结合。
新合成的RNA是以_______的DNA为模板合成的
综上，得出结论：
在DNA和蛋白质之间，充当信使的物质是RNA！
噬菌体
作为DNA的信使，
是蛋白质合成的模板
识别密码子，转运氨基酸
核糖体的组成成分
①信使RNA ( mRNA) 单链
②转运RNA ( tRNA) 单链
③核糖体RNA( rRNA ) 单链
注意：少数RNA还具有催化作用，有的作为RNA病毒的遗传物质。
tRNA
任务一：探究信使分子的本质（实验证据）
RNA的类型
任务二：DNA指导蛋白质合成的过程（转录）
挑战一：超级填空
场所:
条件:
RNA是在 中，通过 以DNA的 为模板合成的，这一过程叫作转录。
细胞核（主要），少部分在线粒体、叶绿体
模板：
原料：
能量：
酶：
DNA的一条链
4种游离的核糖核苷酸
ATP
RNA聚合酶
定义:
原则：
特点：
方向：
产物：
碱基互补配对原则
边解旋边转录
子链5’→3’
细胞核
RNA聚合酶
一条链
mRNA、rRNA、tRNA
任务二：DNA指导蛋白质合成的过程（转录）
挑战二：概括归纳
阅读课本P65，结合屏幕视频，尝试将转录过程概括为几个动词。
任务二：DNA指导蛋白质合成的过程（转录）
建构模型，尝试描述转录过程（以mRNA形成为例）。
①______
②______
③_____
④______
学生活动3
任务二：DNA指导蛋白质合成的过程（转录）
AI建模
【突破一】精确转录
--ATGCATGCAT…… CATCCATAACCATC …… CCTAAGGATAG CCAGCCCAGATG …… CATGCATCCATGC---
--TACGTACGTA ……GTAGGTATTGGTAG…… GGATTCCTATC GGTTGGGTCTAC …… GTACGTAGGTACG---
基因ob
胰岛素基因
基因A
其他基因
1链
2链
AUGCAU……CCAUAA
转 录
mRNA1
GGUCUAC……GUA
转 录
mRNA2
下图是脂肪细胞中的一段DNA序列，据图回答以下问题：
1.标出ob基因的模板链。分析mRNA与模板链、编码链之间的碱基序列关系？
2.为提高转录效率，ob基因的两条链是否都可以作为转录的模板链？请分析原因。
3.标出A基因的模板链。分析一个DNA分子上不同基因的模板链是否相同？
4.人的脂肪细胞和心肌细胞中相同的DNA分子进行转录时，产生的mRNA是否相同？请分析原因。
学生活动4
--ATGCATGCAT…… CATCCATAACCATC …… CCTAAGGATAG CCAGCCCAGATG …… CATGCATCCATGC---
--TACGTACGTA ……GTAGGTATTGGTAG…… GGATTCCTATC GGTTGGGTCTAC …… GTACGTAGGTACG---
基因ob
胰岛素基因
基因A
其他基因
1链
2链
AUGCAU……CCAUAA
转 录
mRNA1
GGUCUAC……GUA
转 录
mRNA2
1.转录以基因为单位。
2.DNA分子上基因的两条链中只有一条链是转录的模板链，不同基因之间哪条链是模板链不是固定不变的。
3.一个基因转录的模板链是固定不变的。
4.一个DNA分子中某个基因转录时，其他基因不一定也在进行转录。
基因的选择性表达
下图是脂肪细胞中的一段DNA序列，据图回答以下问题：
学生活动4
【突破一】精确转录
--ATGCATGCAT…… CATCCATAACCATC …… CCTAAGGATAG CCAGCCCAGATG …… CATGCATCCATGC---
--TACGTACGTA ……GTAGGTATTGGTAG…… GGATTCCTATC GGTTGGGTCTAC …… GTACGTAGGTACG---
基因ob
基因A
1链
2链
AUGCAU……CCAUAA
转 录
mRNA1
编码链
GGUCUAC……GUA
转 录
mRNA2
模板链
编码链
模板链
5’
3’
5.在基因ob中， RNA聚合酶沿DNA的移动方向是从_____往_____。（填“左”或“右”）
5’
3’
左
右
6.尝试标出mRNA2的3’和5’。在基因H中，RNA聚合酶沿着DNA的移动方向是从_____往_____。（填“左”或“右”）
左
右
5’
3’
5’
3’
学生活动4
下图是脂肪细胞中的一段DNA序列，据图回答以下问题：
【突破一】精确转录
--ATGCATGCAT…… CATCCATAACCATC …… CCTAAGGATAG CCAGCCCAGATG …… CATGCATCCATGC---
--TACGTACGTA ……GTAGGTATTGGTAG…… GGATTCCTATC GGTTGGGTCTAC …… GTACGTAGGTACG---
基因ob
基因A
1链
2链
AUGCAU……CCAUAA
转 录
mRNA1
编码链
GGUCUAC……GUA
转 录
mRNA2
模板链
编码链
模板链
5’
3’
5’
3’
5’
3’
5’
3’
学生活动4
下图是脂肪细胞中的一段DNA序列，据图回答以下问题：
转录中，如何实现遗传信息的快速传递？
【突破一】精确转录
提示：RNA聚合酶催化速率是每秒40-50个核苷酸，一个基因的大小大约是1000个碱基对
转录中，如何实现遗传信息的快速传递？
学生活动4
【突破一】精确转录
【突破二】转录后加工
ob基因刚刚转录出的mRNA能直接用于翻译吗？
资料：科学家发现ob基因刚转录出来的RNA全长有4500个碱基，而翻译成的瘦素分子仅由167个氨基酸组成。
①获取该基因的双链DNA片段及其转录形成的mRNA；②加热DNA双链使其成为单链，并与细胞质中提取的mRNA按照碱基配对原则形成双链分子；③染色、制片，电镜观察，可观察到右图中结果。
1.据资料分析图中1、2分别是什么物质？
2.分析图中现象出现的原因？
3.推测真核生物的基因结构有什么特点呢？
1
2
DNA
mRNA
学生活动5
【突破二】转录后加工
真核细胞和原核细胞基因结构的区别
真核细胞基因结构
编码区
编码区
非编码区
非编码区
启动子
终止子
RNA聚合酶识别结合位点，启动转录
终止转录
外显子
内含子
原核细胞基因结构
非编码区
非编码区
基因ob
基因A
RNA聚合酶
RNA聚合酶
【突破二】转录后加工
转录后加工
外显子
内含子
真核生物的一个基因中既含有编码氨基酸的外显子，又含有不编码氨基酸的内含子，而且外显子与内含子都被转录，这样形成的RNA称为前体mRNA。
基因ob
转录
前体mRNA
成熟mRNA
真核细胞和原核细胞基因结构的区别
建构思维导图
理论联系生活
健康生活
积极锻炼
合理饮食
科学生活
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