蛋白质和核酸》课件新人教版选修

蛋白质和核酸生命的基础物质生物体内重要的组成部分蛋白质和核酸是生命活动必不可少的物质，参与了生物体内所有的生命活动课程导入引入蛋白质和核酸的重要性概述课程内容

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2.12蛋白质和核酸是生命活动中必不可少的本课程将深入探讨蛋白质和核酸的结构物质基础，在生物体内发挥着重要作用、功能以及它们在生命活动中的重要作用提出学习目标

3.3通过本课程的学习，你将能够理解蛋白质和核酸的基本知识，掌握相关的实验技术蛋白质的结构蛋白质是由氨基酸通过肽键连接而成的长链状大分子，其结构决定了其功能蛋白质结构可分为四级结构一级结构是指氨基酸的排列顺序，二级结构是指氨基酸链的空间排列方式，三级结构是指蛋白质的整体空间结构，四级结构是指多个蛋白质亚基的相互作用蛋白质的分类球状蛋白质纤维状蛋白质混合型蛋白质球状蛋白质通常溶于水，它们在生物体内发纤维状蛋白质通常不溶于水，它们在生物体混合型蛋白质具有球状蛋白质和纤维状蛋白挥着重要的功能，例如酶、抗体和激素内起结构支撑的作用，例如胶原蛋白和角蛋质的特性，例如肌动蛋白和肌球蛋白白蛋白质的功能催化功能结构功能运输功能免疫功能大多数酶是蛋白质，它们催化蛋白质构成细胞和组织的基本一些蛋白质负责运输物质，例抗体是蛋白质，它们识别和中生物体内的化学反应，加速反骨架，例如肌动蛋白和肌球蛋如血红蛋白运输氧气，白蛋白和病原体，保护机体免受感染应速度白构成肌肉纤维运输脂肪酸核酸的组成核苷酸五碳糖核酸的基本组成单位是核苷酸，核酸中含有两种五碳糖核糖（由磷酸、五碳糖和含氮碱基组成RNA）和脱氧核糖（DNA）含氮碱基核酸中含有5种含氮碱基，包括腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）和尿嘧啶（U）核酸的结构核酸是生命的基本物质之一，分为脱氧核糖核酸DNA和核糖核酸RNADNA结构通常以双螺旋结构存在，由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成RNA则通常以单链结构存在，由核糖核苷酸链组成DNA和RNA的结构各不相同，但都与它们的生物学功能密切相关DNA作为遗传信息的载体，而RNA则参与蛋白质的合成的双螺旋结构DNA双螺旋结构碱基配对发现历史DNA的两条链反向平行，以糖磷酸骨架为腺嘌呤（A）与胸腺嘧啶（T）配对，鸟嘌沃森和克里克于1953年提出了DNA双螺旋外侧，碱基排列在内侧，两条链通过碱基对呤（G）与胞嘧啶（C）配对，遵循碱基互结构模型，为遗传信息的传递和表达奠定了之间的氢键连接补配对原则基础的结构RNARNA是核糖核酸的简称，由核糖核苷酸聚合而成RNA通常是单链结构，但可以形成局部双螺旋结构，其结构比DNA更灵活RNA主要存在于细胞质中，在蛋白质合成中起重要作用复制的过程DNA解旋在酶的作用下，双螺旋结构的DNA解开模板两条单链DNA作为模板，分别合成新的互补链延伸新的DNA链沿着模板链以5到3的方向延伸，形成新的双螺旋DNA分子校对复制过程中会进行校对，以确保复制的准确性，防止突变的发生复制的机制DNA聚合酶解旋酶DNA识别并结合DNA模板链破坏DNA双螺旋结构添加新的核苷酸，形成新的DNA链形成复制叉引物连接酶DNA作为DNA聚合酶的起始点连接新的DNA片段帮助DNA聚合酶识别并结合模板链修复断裂的DNA链转录过程启动1RNA聚合酶识别并结合到DNA模板的启动子上，开始转录过程延伸2RNA聚合酶沿DNA模板移动，以模板链为指导，按照碱基配对原则合成与模板链互补的RNA链终止3当RNA聚合酶遇到终止信号时，转录过程结束，新合成的RNA链从DNA模板上脱离加工RNA帽子结构尾部结构在转录过程中，真核生物的在转录过程中，真核生物的mRNA会在5端添加一个帽子结构mRNA会在3端添加一个多聚腺苷，保护mRNA免受降解，并促进酸尾巴（polyA尾巴），帮助核糖体的结合mRNA稳定，促进核糖体的结合，延长mRNA寿命剪接过程在转录过程中，真核生物的mRNA需要剪接掉内含子，将外显子连接在一起，形成成熟的mRNA蛋白质合成结合mRNA1mRNA与核糖体小亚基结合识别密码子tRNA2tRNA携带对应氨基酸，识别mRNA上的密码子肽链延伸3氨基酸连接，肽链不断延长肽链释放4遇到终止密码子，肽链从核糖体上释放蛋白质合成是一个复杂的过程，需要多个步骤，包括mRNA、tRNA和核糖体的参与从mRNA上的密码子开始，tRNA携带对应的氨基酸，并按照密码子的顺序，将氨基酸连接在一起形成肽链最后，肽链从核糖体上释放，形成完整的蛋白质遗传密码遗传密码是指DNA或RNA分子中核苷酸的排列顺序，决定蛋白质中氨基酸的排列顺序遗传密码是一套由三个相邻的碱基组成的密码子，每个密码子代表一种氨基酸，共64个密码子，可以编码20种氨基酸和终止密码子遗传密码具有通用性，几乎所有生物都使用相同的遗传密码蛋白质合成与生命活动构建细胞结构调节生理功能

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2.12蛋白质是细胞的结构材料，参与构成细蛋白质可以作为酶、激素、抗体等参与胞膜、细胞器等调节各种生理过程运输和储存物质防御和免疫

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4.34蛋白质可以作为载体蛋白、储存蛋白等蛋白质可以作为抗体等参与机体的免疫参与物质的运输和储存防御基因与蛋白质蛋白质DNA包含了指导蛋白质合成的遗传信息是生命活动的主要承担者，执行着各种各样的功能氨基酸中心法则是蛋白质的基本组成单元，决定了蛋阐明了遗传信息从DNA到蛋白质的流白质的结构和功能动过程基因工程基因工程的定义基因工程的应用基因工程是指利用生物技术对生物的遗传物质进行人工操作基因工程在医药、农业、工业等领域具有广泛的应用前景通过基因修饰或重组，改造生物的遗传性状，创造出新的生物类例如，生产药物、诊断疾病、提高作物产量、改善畜牧业和水产型或产品业等基因工程技术基因克隆基因表达基因克隆是基因工程的核心技术基因表达是指将目的基因导入受，它指的是将目的基因从供体细体细胞后，使其在受体细胞中表胞中分离出来，并将其复制到载达，合成相应的蛋白质，从而获体上，然后将载体导入受体细胞得新的性状或功能中，使目的基因在受体细胞中大量复制，从而获得大量的目的基因基因改造基因诊断基因改造是指通过基因工程技术基因诊断是指利用基因工程技术对生物体进行基因改造，以改变对生物体进行基因检测，以诊断生物体的性状或功能疾病或预测疾病的发生风险基因工程的应用医疗领域农业领域基因工程技术可以用于治疗遗传病、制造新的通过基因改造，提高农作物的产量、抗病虫害药物和疫苗，以及诊断疾病能力和营养价值食品领域环境保护利用基因工程技术生产高品质的食品，例如低通过基因改造，改善环境污染问题，例如降解脂肪奶牛、高蛋白大豆等污染物、修复污染土壤生物技术与人类福祉提高生活质量促进经济发展生物技术改善生活水平，例如开发新药物和治疗方法这些生物技术推动农业发展，例如转基因作物，提高农作物产量技术能够延长寿命，改善健康状况，并提高生活质量，促进经济增长保护环境增进社会福利生物技术帮助保护环境，例如生物降解污染物，减少环境污生物技术为社会带来许多益处，例如诊断和治疗遗传疾病，染，提高可持续发展改善人类健康状况，提高整体福利生物技术对社会的影响农业进步医疗保健环境保护工业发展生物技术促进农业生产，提高生物技术推动医学发展，治疗生物技术用于环境治理，保护生物技术推动工业发展，创造产量和质量疾病和提高人类健康水平环境，提高可持续发展新的产品和服务转基因作物和抗病品种，提高基因诊断和治疗，药物研发和生物降解塑料，生物修复土壤生物燃料和生物材料，生物制农作物产量治疗，延长人类寿命污染，减少环境污染药和生物工程，促进经济增长生物伦理道德原则社会影响生物技术发展需要遵循道德原则，确保人生物技术可能带来社会问题，例如基因歧类福祉和生态平衡视和伦理争议尊重生命，禁止克隆人等违背伦理的行为需要制定相关法律法规，规范生物技术应用，维护社会公平正义生物技术发展的趋势个性化医疗合成生物学生物技术将推动个性化医疗的快速发展，根据患者的基因信息，合成生物学将使科学家能够设计和构建新的生物系统，用于生产制定针对性的治疗方案生物燃料、药物等精确的医疗诊断和药物研发将成为主流，提高治疗效果，降低医合成生物学也将应用于环境治理，解决污染问题，促进可持续发疗成本展生物安全与生物技术生物安全生物安全监管

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2.12生物技术发展迅速，但也带来建立健全的生物安全管理体系了潜在的安全风险如基因工至关重要，包括制定相关法规程技术的应用可能导致新型病、加强实验室安全管理、提高原体的产生或扩散公众安全意识等伦理问题可持续发展

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4.34生物技术应用也涉及伦理问题生物技术的发展应与环境保护，例如基因编辑技术可能引发、资源可持续利用等相协调，人类基因库的改变，需要谨慎避免对生态环境造成负面影响对待生物技术的未来展望精准医疗合成生物学利用基因组信息，定制化治疗方案，提高治疗效果，降低副作用设计和合成新的生物系统，用于制造药物、材料、能源等，解决人类面临的挑战脑科学人工智能揭示大脑工作机制，发展新的诊断和治疗方法，帮助人类战胜神经结合人工智能技术，提高生物技术研究效率，加速新药开发和疾病疾病，提高认知能力诊断课程小结核酸的结构蛋白质合成核酸是生物体内重要的遗传物质，由蛋白质合成是根据DNA遗传信息，在核苷酸组成，包括DNA和RNA核糖体上合成蛋白质的过程，包括转录和翻译两个阶段基因工程生物技术基因工程是利用基因重组技术，将目生物技术是一门应用生物学原理和方的基因导入受体细胞，获得具有特定法，利用生物体或其组成部分，为人遗传性状的生物体类创造物质财富或改善人类生活质量的科学技术思考与探究结构蛋白质结构实验室探索知识拓展DNADNA双螺旋结构模型，观察其蛋白质分子结构模型，研究其设计实验，验证蛋白质和核酸阅读相关书籍和期刊，深入了组成元素和结构特点氨基酸序列和空间结构的性质和功能解蛋白质和核酸的最新研究成果知识拓展蛋白质与疾病核酸与疾病蛋白质的功能异常会导致各种疾病，如遗传病、代谢疾病、肿瘤核酸的异常也会导致疾病，如遗传病、肿瘤等等例如，某些癌症是由基因突变导致的，这些突变可能会改变蛋白例如，镰刀型红血球贫血症是由于血红蛋白的基因突变导致质的功能，进而导致细胞不受控制地增殖。