高中生物人教版 (2019)必修2《遺傳與進(jìn)化》第4章 基因的表達(dá)第1節(jié) 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成完整版課件ppt

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1.通過情境分析，概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯。2.運(yùn)用數(shù)學(xué)方法，分析堿基與氨基酸的對應(yīng)關(guān)系。
電影《侏羅紀(jì)公園》精彩片段
恐龍曾經(jīng)是地球上的霸主，統(tǒng)治地球大約8000萬年，恐龍的種類很多，體型和習(xí)性差異也大，其中最大的易碎雙腔龍體長可能超過50米，體重達(dá)120噸，最小的恐龍近鳥龍與家養(yǎng)的雞大小差不多，體長在35厘米以下。就食性來說，有溫順的草食者和兇暴的肉食者，還有葷素都吃的雜食性恐龍，恐龍在6500萬年前白堊紀(jì)末突然全部消失，成為地球生物進(jìn)化史上的一個謎，這個謎至今仍無人能解。美國科幻電影《侏羅紀(jì)公園》中虛構(gòu)了這樣的情景，科學(xué)家利用提取的恐龍DNA還原出了各種各樣的恐龍，從原理上分析，利用已經(jīng)滅絕生物的DNA，真的能夠使它們復(fù)活嗎？
DNA上儲存著生物的遺傳信息，但是從DNA到生物體，要經(jīng)過復(fù)雜的表達(dá)調(diào)控機(jī)制，所以僅利用DNA使恐龍復(fù)活是很難的。
基因如何知道蛋白質(zhì)的合成？我們知道，基因是由遺傳效應(yīng)的DNA片段，DNA主要存在于細(xì)胞核中，而蛋白質(zhì)是在細(xì)胞質(zhì)中合成的。那么，DNA攜帶的遺傳信息時怎樣傳遞到細(xì)胞質(zhì)中的呢？當(dāng)遺傳信息到達(dá)細(xì)胞質(zhì)后，細(xì)胞又是怎樣解讀的呢？
20世紀(jì)60年代，科學(xué)家對“遺傳信息如何從DNA傳遞到蛋白質(zhì)”這一問題展開了廣泛而深入的研究。1961年，南非生物學(xué)家布倫納法國生物學(xué)家雅各布和美國遺傳學(xué)家梅瑟生經(jīng)過實(shí)驗發(fā)現(xiàn)，用噬菌體侵染細(xì)菌，在培養(yǎng)基中添加含14C標(biāo)記的尿嘧啶，培養(yǎng)一段時間后，裂解細(xì)菌離心并分離出RNA與核糖體，分離出的RNA含有14C標(biāo)記，他們把分離得到的RNA分子分別與細(xì)菌的DNA和噬菌體的DNA雜交，發(fā)現(xiàn)RNA可與噬菌體的DNA形成DNA-RNA雙鏈雜交分子，不能與細(xì)菌的DNA結(jié)臺。
細(xì)菌中新形成的含14C標(biāo)記的RNA，能與噬菌體的DNA形成雜交分子，不能與細(xì)菌的DNA結(jié)合，說明了什么？
說明新合成的RNA是以噬菌體的DNA為模板合成的。
通過上述的實(shí)驗，使人們對DNA和蛋白質(zhì)之間，還有一種物質(zhì)充當(dāng)信使的猜測得到證實(shí)。
為什么RNA適合作DNA的信使呢？
課堂活動：列表比較DNA和RNA
1.比較DNA和RNA
磷酸脫氧核糖A T C G
磷酸核糖A U C G
總結(jié)：為什么RNA適于作DNA的信使?
1.RNA是另一類核酸，它的分子結(jié)構(gòu)與DNA很相似，RNA上的核苷酸可以儲存遺傳信息一般是單鏈，而且比DNA短，因此能夠通過核孔，從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中.
G－C、C－G、T－A、A－U
以DNA的一條鏈為模板，合成mRNA的過程
比較：DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄
DNA分子(2個，相同)
mRNA合成以后，通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中后，如何指導(dǎo)核糖體合成相應(yīng)的蛋白質(zhì)呢？
討論：一個氨基酸的編碼至少需要多少個堿基才能夠決定21種不同的氨基酸？
三個堿基決定一個氨基酸，43=64
①從密碼子表可以看出，像苯丙氨酸、亮氨酸這樣，絕大多數(shù)氨基酸都有幾個密碼子，這一現(xiàn)象稱作密碼子的簡并。你認(rèn)為密碼子的簡并對生物體的生存發(fā)展有什么意義？②幾乎所有生物體都共用一套密碼子，根據(jù)這一事實(shí)，你能想到什么？
從增強(qiáng)密碼子容錯性的角度來解釋，當(dāng)密碼子中有一個堿基改變時，由于密碼子的簡并性，可能并不會改變其對應(yīng)的氨基酸;也可以從密碼子的使用頻率來考慮，當(dāng)某種氨基酸使用頻率高時，幾種不同的密碼子都編碼同一種氨基酸可以保證翻譯的速度。
可能生命有共同的起源或生命的本質(zhì)是相同的。
、轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(tRNA)
G－C、C－G、U－A、A－U
mRNA 蛋白質(zhì)
以mRNA為模板，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。
3.列表比較轉(zhuǎn)錄和翻譯
ATP,DNA解旋酶RNA聚合酶等
A-U,T-A,C-G,G-C
A-U,U-A,C-G,G-C
1957年，克里克提出了遺傳信息流---中心法則：遺傳信息可以從DNA流向RNA，即DNA的自我復(fù)制；也可以從DNA流向RNA，進(jìn)而流向蛋白質(zhì)即轉(zhuǎn)錄和翻譯。請跟進(jìn)以上信息，畫出中心法則的圖解。
遺傳信息流是單向的嗎？
1.流行性感冒等RNA病毒，在感染人體后，它們的RNA能夠自我復(fù)制并以自身為模板指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成。2.勞斯肉瘤病毒等RNA病毒，能以自身RNA為模板，反向合成一段DNA，再以這段DNA模板，互補(bǔ)合成病毒RNA。3.朊病毒是一類不含核酸而僅由蛋白質(zhì)構(gòu)成的具有感染性的因子。朊病毒與正常蛋白質(zhì)接觸后能改變其折疊狀態(tài)，將其變?yōu)殡貌《尽ｋ貌《灸芤鹧蝠W癥、瘋牛病。
根據(jù)以上事實(shí)，嘗試對克里克提出的中心法則進(jìn)行補(bǔ)充。