第4章基因的表達單元課件-下學期生物人教版必修2

學科：生物

匯報人：嚴露（雅安中學）基因指導蛋白質(zhì)的合成聚/焦/大/單/元·共/研/新/理/念2023—2024年度

聚/焦/大/單/元·共/研/新/理/念最新消息糧食危機

聚/焦/大/單/元·共/研/新/理/念糧食危機提高農(nóng)作物產(chǎn)量的措施有哪些？通過雜交育種培育高產(chǎn)作物分子層面改造作物的基因，從而提高糧食產(chǎn)量修建水渠，合理灌溉建造植物工廠人工合成有機物人工合成淀粉

聚/焦/大/單/元·共/研/新/理/念人工合成淀粉工業(yè)化生產(chǎn)的關鍵？大量合成反應中所需的多種生物酶

聚/焦/大/單/元·共/研/新/理/念

假如你是系統(tǒng)設計師，請你設計一座可建造多樣化蛋白質(zhì)的工廠，制造人工合成淀粉所需的多種酶，保障人工合成淀粉的工業(yè)化生產(chǎn)。

請繪制蛋白質(zhì)工廠的設計圖，并向投資者介紹設計亮點，吸引投資者投資。項目任務

聚/焦/大/單/元·共/研/新/理/念要完成該設計，我們已經(jīng)知道了哪些相關知識，還需要解決什么問題？我們已經(jīng)知道的知識我們需要解決的問題

請小組成員課前啟動頭腦風暴，梳理已經(jīng)具備的相關知識，共同探討為順利完成項目，還需要學習的知識。

將小組討論結(jié)果記錄在學案表格中。

聚/焦/大/單/元·共/研/新/理/念模型初建嘗試構建玉米淀粉合成酶基因控制氨基酸合成玉米淀粉合成酶的物理模型。我們遇到的困難：原料是如何運到核糖體中的？氨基酸序列由誰決定？③用超輕黏土小球模擬氨基酸：

粉色小球——甲硫氨酸

藍色小球——絲氨酸

紫色小球——丙氨酸提示：①玉米淀粉合成酶基因序列（部分）5’—TACAGAAGGCGACGGCAA……3’—ATGTCTTCCGCTGCCGTT……②玉米淀粉合成酶的氨基酸序列（部分）甲硫氨酸-絲氨酸-絲氨酸-丙氨酸…核糖體氨基酸

聚/焦/大/單/元·共/研/新/理/念嘗試解決難題

請回顧前面小組列舉的已知知識，大膽猜測，嘗試提出假說，并說明依據(jù)。氨基酸序列由誰決定？

聚/焦/大/單/元·共/研/新/理/念假說依據(jù)：

提出假說：DNA通過RNA合成蛋白質(zhì)。核酸是遺傳信息的攜帶者，在生物體的遺傳、變異以及蛋白質(zhì)的生物合成中具有重要作用。核酸分為DNA和RNA，兩者的堿基排列順序都能儲存遺傳信息。細胞中的遺傳物質(zhì)是DNA。DNA主要存在于細胞核中，而蛋白質(zhì)是在細胞質(zhì)中合成的。DNA一般為雙鏈，而RNA一般為單鏈。

聚/焦/大/單/元·共/研/新/理/念【材料1】1955年，布拉舍用相應材料進行的實驗過程為：（1）用核糖核酸酶（RNA酶）分解細胞中的核糖核酸（RNA），蛋白質(zhì)的合成就停止；（2）如果重新加入從酵母中抽提的RNA，蛋白質(zhì)的合成就有一定程度的恢復。實驗證據(jù)

聚/焦/大/單/元·共/研/新/理/念【材料2】1955年拉斯特等人用變形蟲進行實驗，其過程為：（1）用含有3H標記的尿嘧啶核糖核苷酸的培養(yǎng)液來培養(yǎng)A組變形蟲，發(fā)現(xiàn)被3H標記的RNA分子首先在細胞核中合成；用含有未標記的尿嘧啶核糖核苷酸的培養(yǎng)液培養(yǎng)B組變形蟲，變形蟲的細胞核和細胞質(zhì)中均未出現(xiàn)被標記的RNA；（2）將A組變形蟲的細胞核移植到B組變形蟲的細胞質(zhì)中，將B組變形蟲的細胞核移植到A組變形蟲的細胞質(zhì)中，分別進行培養(yǎng)觀察，發(fā)現(xiàn)A組細胞質(zhì)中沒有標記的RNA分子，而B組細胞質(zhì)中有3H標記的RNA分子。實驗證據(jù)【材料3】DNA分子直徑約2nm，核糖體大致為圓形顆粒，直徑約為23nm，而核孔只有0.9nm。聚/焦/大/單/元·共/研/新/理/念結(jié)論：DNA通過RNA合成蛋白質(zhì)。

實驗證據(jù)假說是正確的！DNA核孔核糖體

聚/焦/大/單/元·共/研/新/理/念形成概念

轉(zhuǎn)錄：RNA在細胞核中，通過RNA聚合酶以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過程。翻譯：游離在細胞質(zhì)中的各種氨基酸，以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。DNARNA蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄翻譯

聚/焦/大/單/元·共/研/新/理/念知識拓展mRNA（信使RNA）mRNA全稱是信使RNA（messageRNA），其功能是在蛋白質(zhì)合成過程中，作為“信使”分子，將基因組DNA的遺傳信息傳遞至核糖體，使核糖體能夠以其堿基排列順序摻入互補配對的轉(zhuǎn)運RNA（tRNA）分子中合成正確的肽鏈，實現(xiàn)遺傳信息向蛋白質(zhì)分子的轉(zhuǎn)化。RNA的分類

聚/焦/大/單/元·共/研/新/理/念知識拓展rRNA（核糖體RNA）rRNA全稱核糖體RNA（ribosomalRNA），是組成核糖體的主要成分。rRNA一般與核糖體蛋白質(zhì)結(jié)合在一起，形成核糖體（ribosome）。核糖體的亞基由rRNA和核糖體蛋白組成。如果把rRNA從核糖體上除掉，核糖體的結(jié)構就會發(fā)生塌陷。RNA的分類

聚/焦/大/單/元·共/研/新/理/念知識拓展tRNA（轉(zhuǎn)運RNA）tRNA全稱轉(zhuǎn)運RNA（TransferRNA）。氨基酸與mRNA的堿基之間缺乏特殊的親和力，必須借助tRNA把氨基酸搬運到核糖體上，tRNA能根據(jù)mRNA的遺傳密碼，依次準確地將配對的氨基酸摻入正在合成的肽鏈中，實現(xiàn)肽鏈的延伸。所有tRNA的3’端都有相同的三個堿基（CCA），該位點是tRNA負載氨基酸殘基的靶位。氨基酸通過其分子的羧基與tRNA末端腺苷的2’-OH或3’-OH間的酯鍵附著到tRNA上。RNA的分類

聚/焦/大/單/元·共/研/新/理/念模型重建

小組合作，類比DNA復制過程，利用老師提供的材料，小組合作重新構建以DNA為模板，轉(zhuǎn)錄生成mRNA的過程，并準確闡述該過程。提示：已知淀粉合成酶基因轉(zhuǎn)錄的部分mRNA序列為：

5’—AUGUCUUCCGCUGCCGUU——3’要求：小組合作后展示，互評并提出質(zhì)疑，說明理由或猜想。思考：mRNA是如何合成的？如何準確的將DNA上的遺傳信息轉(zhuǎn)錄到mRNA上？

聚/焦/大/單/元·共/研/新/理/念DNADNA聚合酶RNA聚合酶核糖核苷酸解旋酶模型重建

聚/焦/大/單/元·共/研/新/理/念模型重建DNAmRNA如何確定模板鏈？

聚/焦/大/單/元·共/研/新/理/念模型重建如何確定模板鏈？

聚/焦/大/單/元·共/研/新/理/念RNA聚合酶(RNApolymerase)的作用以一條DNA鏈或RNA為模板催化RNA合成的酶。是催化以DNA為模板(template)三磷酸核糖核苷為底物、通過磷酸二酯鍵而聚合的合成RNA的酶。因為在細胞內(nèi)與基因DNA的遺傳信息轉(zhuǎn)錄為RNA有關，所以也稱轉(zhuǎn)錄酶。RNA聚合酶只有5'—3'的聚合酶活性。RNA聚合酶本身能夠促進DNA雙鏈解鏈。知識拓展

聚/焦/大/單/元·共/研/新/理/念模型修正

根據(jù)RNA聚合酶的作用，各小組構建的模型是否需要修改？如果需要，該如何修改？

聚/焦/大/單/元·共/研/新/理/念模型驗證

聚/焦/大/單/元·共/研/新/理/念第1步：DNA雙鏈解開，堿基暴露出來；第2步：游離的核糖核苷酸與DNA模板鏈上的堿基互補配對，在RNA聚合酶的作用下開始mRNA的合成；第3步：新結(jié)合的核糖核苷酸連接到正在合成的mRNA分子上；轉(zhuǎn)錄的過程第4步：合成的mRNA從DNA鏈上釋放。DNA雙螺旋恢復。

聚/焦/大/單/元·共/研/新/理/念依據(jù)逆向?qū)W習思維，結(jié)合模型構建過程，小組嘗試利用老師提供的材料，構建以mRNA為模板合成蛋白質(zhì)的過程。課后探究思考：mRNA