生物必修2《遗传与进化》第1节 基因指导蛋白质的合成示范课课件ppt

这是一份生物必修2《遗传与进化》第1节 基因指导蛋白质的合成示范课课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了问题探究，苏云金杆菌，Bt抗虫蛋白基因，棉花细胞，Bt抗虫蛋白，Bt基因表达，实验证据，基本单位，认识RNA，RNA的结构等内容，欢迎下载使用。
转基因抗虫棉是将一种细菌来源的、可专门破坏棉铃虫消化道的Bt杀虫蛋白基因经过改造，转到了棉花中，使棉花细胞中存在这种杀虫蛋白质，专门破坏棉铃虫等鳞翅目害虫的消化系统，导致其死亡，而对人畜无害的一种抗虫棉花。
基因可以控制蛋白质的合成，这个过程就是基因的表达。
遗传信息储存在细胞核的DNA中
蛋白质的合成发生在核糖体
充当信使的中间物质---RNA
我看不懂皇帝的指令……
资料一：1955年，布拉舍用RNA酶分解变形虫细胞中的RNA，蛋白质合成停止。
资料二：1955年，拉斯特用已标记尿嘧啶核苷酸的培养液变形虫细胞，检测发现该标记先出现在细胞核，随后出现在细胞质。
说明：蛋白质合成与RNA有关
说明：RNA先出现在细胞核，后出现在细胞质
一般是单链、比DNA短
rRNA（核糖体RNA）
mRNA（信使RNA）
tRNA（转运RNA）
传递遗传信息；蛋白质合成的模板
单链，部分碱基配对形成三叶草型结构
①都是转录的产物；②基本单位相同；③都与翻译过程有关。
少数RNA还具有催化作用，有的作为RNA病毒的遗传物质
比较DNA和RNA的结构
①RNA也是由核苷酸组成，含氮碱基有A、G、C、U，跟DNA一样能储存遗传信息。
②RNA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。
③RNA与DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”；因此以mRNA为媒介可将遗传信息传递到细胞质中。
④RNA为单链结构，不稳定，易降解，使得完成使命的RNA能迅速分解，保证生命活动的有序进行。
总结：RNA适合做DNA的信使的原因
RNA 是在细胞核中，通过RNA 聚合酶以 DNA 的一条链为模板合成的过程。
3、场所：主要是 ，在 、 中也能发生转录过程。
实质：将DNA脱氧核苷酸序列转录成mRNA核糖核苷酸的序列。
⑴解旋：在ATP的驱动下，RNA聚合酶将DNA双螺旋的两条链解开。
4、遗传信息转录的过程
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。
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
（4）释放：合成的mRNA从DNA链上释放，而后DNA双螺旋恢复
DNA的一条链（供转录的那一条）
游离的四种核糖核苷酸
mRNA（还有tRNA和rRNA）核孔→细胞质
A－U、T－AG－C、C－G
▲ DNA两条链中只有一条链是转录的模板链，到底哪条链是模板链不是固定不变的。一个DNA转录出的mRNA不完全相同。
▲以基因为单位，作为模板的只是DNA链中的基因片段；
个体生长发育的整个过程
主要在细胞核(线粒体、叶绿体)
RNA（mRNA、tRNA、rRNA）
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？
转录与复制都需要模板、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。
2．与DNA复制相比，转录所需要的原料和酶各有什么不同？
比较mRNA和b链，以及mRNA和a链的碱基序列的差异。
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？
① 该RNA与DNA模板链的碱基互补配对，A 与U配对，而非T ；② 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。
5.转录的是DNA还是DNA片段？
1．下列关于核酸分子的叙述，不正确的是（ ）A．DNA 和 RNA 的嘌呤种类相同 B．DNA 和 RNA 嘧啶种类不相同C．只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质 D．核酸在细胞中合成都需要模板
2．下图是真核生物 mRNA 合成过程示意图，请据图判断下列说法正确的是（ ）
A．①片段正处于解旋状态，形成这种状态需要 DNA 复制过程中的解旋酶B．图中②是以 4 种脱氧核苷酸为原料合成的C．如果图中③表示酶分子，则它的名称是 RNA 聚合酶D．图示过程在细胞核中完成，②合成后，④中的模板链降解
3．遗传信息转录的过程中，mRNA 的三个碱基从 5′端到 3′端依次是 UAC，则 DNA 模板链上对应的三个碱基从 5′端到 3′端依次是( ) A．GTA B．ATG C．TUC D．AUG
4. 已知一段双链 DNA 分子中，鸟嘌呤所占的比例为 20％ ，由这段 DNA 转录出来的 mRNA 中，胞嘧啶的比例是( ) A．10％ B．20％ C．40％ D．无法确定
5.在遗传信息的转录过程中，保证遗传信息准确无误地传给 mRNA 的关键步骤是( )A. 破坏氢键并使 DNA 双链分开 B. 游离核糖核苷酸与母链碱基互补配对C. 配对的游离核苷酸连接成子链 D. 子链与模板母链盘绕成双螺旋结构
遗传信息的翻译与中心法则
第四章 第一节 第2课时
核糖体是如何读懂mRNA上的遗传信息，并精准将其“翻译”成蛋白质的？
游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程，称为遗传信息的翻译。
mRNA携带的遗传信息
碱基4种：A、U、C、G
组成蛋白质氨基酸：21种
讨论：至少需要多少个碱基决定一个氨基酸才能够决定21种不同的氨基酸？
讨论：4种碱基是怎样决定蛋白质的21种氨基酸的呢？
碱基与氨基酸的对应关系是怎样的？
1个碱基决定一个氨基酸，则只能决定：
2个碱基决定一个氨基酸，则只能决定：
3个碱基决定一个氨基酸，则只能决定：
mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基
密码子认读是从mRNA的5'→3',相邻的密码子无间隔、不重叠
21种氨基酸的密码子表
64种密码子决定21种氨基酸，绝大多数氨基酸都有几个密码子，这种现象称作密码子的简并。
终止密码子： 、 、 种类 起始密码子： （甲硫氨酸）、（ 种） _ ____（缬氨酸、甲硫氨酸） 编码氨基酸的密码子______种或_____种
UGA（硒代半胱氨酸）
绝大多数氨基酸都有几个密码子。
地球上几乎所有的生物都共用同一套密码子。
讨论1：你认为密码子的简并对生物体的生存和发展有什么意义？
讨论2：根据密码子的通用性这一事实，你能想到什么？
①增强密码子的容错性。当密码子中有一个碱基改变时，由于密码子的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸；②保证翻译的速度。当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码同一种氨基酸可以保证翻译的速度。
说明当今生物可能有着共同的起源。
一种密码子决定一种氨基酸。
读反密码子的方向：3’→ 5’
氨基酸的搬运工——tRNA
每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。
位于tRNA上能与mRNA上的密码子发生碱基互补配对的3个相邻的碱基。
决定氨基酸的密码子有62种，所以反密码子有 ；tRNA有 。
肽链合成后，就从核糖体与mRNA的复合物上脱离，通常经过一系列步骤，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子，然后开始承担细胞生命活动的各项职责。
A－U、U－AG－C、C－G
正在合成的肽链（一个mRNA可以结合多个核糖体，同时合成多条肽链）
少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质
由肽链_____→肽链_____的方向进行
判断mRNA合成方向：
原核生物没有核膜，因此转录和翻译在同一空间进行，两个过程常紧密偶联，同时发生(边转录边翻译)；而真核生物主要在细胞核中进行转录，然后在细胞质中进行翻译(在线粒体、叶绿体中也可边转录边翻译)。　
DNA的复制、转录和翻译的比较
碱基互补配对A-T T-A G-C C-G
碱基互补配对A-U T-A G-C C-G
碱基互补配对 A-U U-A G-C C-G
你能根据DNA复制和基因指导蛋白质合成的过程画一张流程图，表示遗传信息的传递方向吗？
科学家克里克首先预见了遗传信息传递的一般规律，并于1957年提出了中心法则：
遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的复制；也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。
RNA RNA
RNA DNA
1970年，科学家在致癌的RNA病毒中发现逆转录酶，它能以RNA为模板合成DNA。
在遗传信息的流动过程中，DNA、RNA是______________，蛋白质是_________________，而________为信息的流动提供能量，可见：
生命是_________、_________和__________的统一体
中心法则图解（虚线表示少数生物的遗传信息的流向）
DNA的碱基数：mRNA的碱基数：蛋白质中氨基酸数＝6n:3n:n=6:3:1
DNA的碱基数、mRNA的碱基数、蛋白质中氨基酸数三者之间有何数量关系？
说明：因为DNA中有的片段无遗传效应，不能转录出mRNA;转录出的mRNA中有终止密码子，终止密码子不对应氨基酸，所以实际上基因（DNA）上所含有的碱基数要大于6n,或氨基酸数目小于n。因此一般题目中带有“至少”或“最多”字样。
一、概念检测1. 基因的表达包括遗传信息的转录和翻译两个过程。判断下列相关表述是否正确。（1）DNA转录形成的mRNA，与母链碱基的组成、排列顺序都是相同的。（ ）（2）一个密码子只能对应一种氨基酸，一种氨基酸必然有多个密码子。（ ）
2. 密码子决定了蛋白质的氨基酸种类以及翻译的起始和终止。密码子是指 （ ） A. 基因上3个相邻的碱基 B. DNA上3个相邻的碱基 C. tRNA上3个相邻的碱基 D. mRNA上3个相邻的碱基
3．如图为真核生物细胞核内转录过程的示意图，下列说法不正确的是（ ）A．①链的碱基U与②链的碱基A互补配对B．②是以4种核糖核苷酸为原料合成的C．如果③表示酶分子，则它的名称是RNA聚合酶D．转录完成后，②脱离DNA分子，DNA分子重新恢复双螺旋