資源簡介

(共25張PPT)
第四節 基因控制蛋白質的合成
（第一課時）
第三章 遺傳的分子基礎
素養目標
通過圖示明確轉錄和過程。
01
科學思維
利用對比分析，歸納、概括并辨別三種 RNA的結構和組成。
02
科學思維
教學重難點
01
DNA 在控制蛋白質合成的過程及原理
課程導入
在構成生物體的每個細胞中，都含有一定量的DNA。如非洲大象和南極企鵝，它們的生活環境不同，生活習性迥異，外表形態更是大相徑庭……這是由于在它們的細胞中都含有一定量的DNA，里面存儲了大量的遺傳信息，分別決定了大象的長鼻闊耳和企鵝的“紳士”體型等各自的性狀。那么，DNA分子到底是如何控制遺傳性狀的呢？
基因、蛋白質與性狀的關系
基因通常是DNA分子的功能片段
基因通過控制蛋白質的結構直接控制生物體的性狀。
血紅蛋白基因結構改變
↓
異常血紅蛋白
↓
紅細胞異常
酪氨酸
黑色素
酪氨酸酶
基因
缺陷基因
↓
無有活性酪氨酸酶
↓
無法合成黑色素
基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，間接控制生物體的性狀。
基因通常是DNA分子的功能片段
DNA作為攜帶遺傳信息的生物大分子，通過一系列復雜的酶促合成過程，將遺傳信息反應到蛋白質的分子結構上。由此可以看出，DNA分子具有雙重功能：
1、以自身為模板，半保留的進行復制，保持遺傳信息的穩定性。
——攜帶遺傳信息
2、DNA中貯存的遺傳信息決定蛋白質的結構。
——表達遺傳信息
基因
基因通常是DNA分子的功能片段
基因是
具有遺傳效應的DNA片段
遺傳物質結構和功能的基本單位
DNA分子上含特定遺傳信息的核苷酸序列的總稱
DNA
染色體
基因
基因都在染色體上嗎？
基因通常是DNA分子的功能片段
葉綠體
線粒體
DNA
蕎麥葉綠體基因
159,272bp
真核生物的基因主要位于染色體上，少數位于葉綠體、線粒體中。
基因都在染色體上嗎？
RNA病毒的基因是有遺傳效應的RNA片段。
流感病毒
艾滋病毒
冠狀病毒
RNA
RNA
DNA分子上的遺傳信息通過轉錄傳遞給RNA
DNA在細胞核中，而蛋白質合成是在細胞質中進行的，兩者如何聯系起來的呢？
DNA分子上的遺傳信息通過轉錄傳遞給RNA
DNA
主要在細胞核
蛋白質的合成
細胞質(核糖體)進行
指導
通過mRNA
為什么mRNA是DNA的信使？
RNA
DNA分子上的遺傳信息通過轉錄傳遞給RNA
與DNA結構相似，也能儲存遺傳信息；
1
RNA一般為單鏈，而且比DNA短小，容易通過核孔，轉移到細胞質中。
2
在RNA與DNA的關系中，也遵循“堿基互補配對原則”，但由于RNA中沒有T，DNA中沒有U，所以當RNA與DNA有關系時，U與A配對。
3
DNA分子上的遺傳信息通過轉錄傳遞給RNA
RNA
有關RNA的總結
DNA分子上的遺傳信息通過轉錄傳遞給RNA
種類 mRNA tRNA rRNA
名稱 信使RNA 轉運RNA 核糖體RNA
分布
功能
結構
示 意 圖
共同點 主要在細胞質中
主要在細胞質中
與蛋白質結合成核糖體
翻譯的直接模板
翻譯時運載氨基酸
組成核糖體
單鏈
單鏈，部分堿基配對形成三葉草型結構
單鏈
①都是轉錄產物②基本單位相同③都與翻譯過程有關
DNA和RNA的比較
DNA分子上的遺傳信息通過轉錄傳遞給RNA
項目 DNA RNA
組成元素 基本單位
化學組成
結構
分布
核糖核苷酸
脫氧核苷酸
脫氧核糖
核糖
A T C G
A U C G
C、 H、 O、N、P
規則的雙螺旋結構結構
一般為單鏈結構
主要在細胞核少量分布在線粒體和葉綠體中
主要在細胞質
磷酸
磷酸
DNA分子上的遺傳信息通過轉錄傳遞給RNA
DNA的遺傳信息
RNA
轉錄
含 氮 堿 基 RNA DNA
A腺嘌呤 A腺嘌呤
U尿嘧啶 T胸腺嘧啶
C胞嘧啶 C胞嘧啶
G鳥嘌呤 G鳥嘌呤
轉錄
DNA分子上的遺傳信息通過轉錄傳遞給RNA
概念：在細胞核中，以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過程。
場所：主要是細胞核，細胞質中的線粒體、葉綠體中也能發生。
轉錄
DNA分子上的遺傳信息通過轉錄傳遞給RNA
第1步：DNA 雙鏈解開，DNA雙鏈的堿基得以暴露。
RNA聚合酶
T
C
G
T
C
A
G
C
T
A
G
C
A
G
T
C
G
A
DNA模板鏈
轉錄
DNA分子上的遺傳信息通過轉錄傳遞給RNA
第2步：游離的核糖核苷酸隨機地與 DNA 鏈上的堿基碰撞,當核糖核苷酸與DNA的堿基互補時，兩者以氫鍵結合。
第3步：新結合的核糖核苷酸連接到正在合成的mRNA 分子上。
DNA模板鏈
U
U
U
U
G
C
C
C
G
A
G
C
A
G
T
C
G
A
游離的核糖核苷酸
轉錄
DNA分子上的遺傳信息通過轉錄傳遞給RNA
RNA 聚合酶
DNA模板鏈
A
G
C
A
G
T
C
G
A
T
C
G
T
C
A
G
C
T
第4步：合成的mRNA從 DNA 鏈上釋放。而后，DNA 雙鏈恢復。
思考
DNA分子上的遺傳信息通過轉錄傳遞給RNA
轉錄產生的RNA的堿基序列與其模板鏈的堿基序列有何異同點？與DNA的另外一條鏈的堿基序列有何異同點？
比較mRNA和b鏈，以及mRNA和a鏈的堿基序列的差異。
DNA雙鏈片段 a鏈
b鏈 C G A A C C T C A C G C
信使RNA
G C T T G G A G T G C G
G C U U G G A G U G C G
① 該RNA與DNA模板鏈的堿基互補配對，A 與U配對，而非T ；
② 該RNA與DNA互補鏈的堿基序列基本相同，
只是DNA鏈上T的位置，RNA 鏈上是U 。
課堂練習
解析：A、DNA具有雙螺旋結構，若基因位RNA，一般為單鏈，不具有雙螺旋結構，A錯誤；B、對于雙鏈的DNA分子，由于A=T，G=C，故A＋G＝T＋C成立，對于RNA分子不成立，B錯誤；C、不同的基因，不論是DNA還是RNA，其堿基對的排列方式各不相同，這就是基因的特異性，C正確；D、染色體是基因的主要載體，除此之外，線粒體和葉綠體中也有基因存在，D錯誤。故選C。
1.“基因是有遺傳效應的DNA或RNA片段”，對這一概念的理解正確的是（ ）
A.所有基因均具有雙螺旋結構
B.所有基因中“A＋G＝T＋C”恒成立
C.基因中的堿基序列決定其特異性
D.所有基因均位于染色體上
C
課堂練習
2.下列關于真核細胞中轉錄的敘述，錯誤的是（ ）
A.tRNA、rRNA和mRNA都經DNA轉錄而來
B.同一細胞中兩種RNA的合成有可能同時發生
C.細胞中的RNA合成過程不會在細胞核外發生
D.轉錄出的RNA鏈與模板鏈的相應區域堿基互補
解析：A、RNA包括tRNA、rRNA和mRNA三種，都是由DNA轉錄而來的，A正確；B、不同的RNA由不同的基因轉錄而來，所以同一細胞中兩種RNA的合成有可能同時發生，B正確；C、細胞中的RNA合成過程主要在細胞核內發生，在細胞質的線粒體和葉綠體中也能進行轉錄合成RNA，C錯誤；D、轉錄是以DNA一條鏈為模板，以核糖核苷酸為原料，遵循堿基互補配對原則，所以轉錄出的RNA鏈與模板鏈的相應區域堿基互補，D正確。故選C。
C
課堂練習
3.下列關于DNA復制和轉錄的敘述，正確的是（ ）
A.DNA復制時，脫氧核苷酸通過氫鍵連接成子鏈
B.復制時，解旋酶使DNA雙鏈由5′端向3′端解旋
C.復制和轉錄時，在能量的驅動下解旋酶將DNA雙鏈解開
D.DNA復制合成的子鏈和轉錄合成的RNA延伸方向均為由5′端向3′端
解析：DNA復制和轉錄DNA復制時，脫氧核苷酸通過磷酸二酯鍵連接成子鏈，A錯誤；復制開始時，在細胞提供的能量的驅動下，解旋酶將DNA雙螺旋的兩條鏈解開，這個過程叫作解旋，由于DNA雙鏈反向平行，故B錯誤；在轉錄過程中，不需要解旋酶參與，C錯誤；DNA復制合成的子鏈和轉錄合成的RNA延伸方向均為由5'端向3'端，D正確。
D
課堂練習
4.如圖是電鏡下原核生物轉錄過程中的羽毛狀現象，下列敘述正確的是（ ）
A.RNA聚合酶的移動方向為由右向左
B.轉錄而來的RNA需脫離DNA后，才能進行蛋白質合成
C.當RNA聚合酶到達終止密碼子處時，RNA合成結束
D.DNA雖然能和核糖體接觸，但也必須通過RNA傳遞信息
解析：根據mRNA的長短，可判斷RNA聚合酶的移動方向為由左向右，A錯誤；原核生物可邊轉錄邊翻譯，即轉錄尚未結束，就能進行蛋白質合成，B錯誤；當RNA聚合酶到達終止子處時，RNA合成結束，終止密碼子位于mRNA上，C錯誤； DNA雖然能和核糖體接觸，但也必須通過RNA傳遞信息，D正確。
D
總結歸納
基因通常是DNA分子的功能片段
RNA的分類和功能
遺傳信息的轉錄
mRNA
tRNA
rRNA
概念
場所
過程

展開更多......

收起↑