人教版教学课件沈敏《基因控制蛋白质的合成

基因控制蛋白质的合成欢迎来到这节关于基因如何控制蛋白质合成的课程我们将探讨生命的基本过程，了解遗传信息如何转化为生命的构建块教学目标理解基因结构掌握中心法则掌握DNA和RNA的化学组成及了解DNA复制、转录和翻译的结构特点过程认识基因表达应用知识理解基因如何调控蛋白质的合探讨基因工程和生物技术的应成用教学重点与难点重点难点•DNA的结构与功能•遗传密码的解读•转录和翻译过程•基因表达的复杂性•基因表达调控•生物技术的伦理问题基因的概念定义功能基因是DNA分子上携带遗传信息控制生物体特征的形成和代谢过的功能片段程的调节组成位置由核苷酸序列构成，包含启动子位于染色体上，是遗传的物质基、编码区和终止子础核酸的化学结构糖磷酸DNA含有脱氧核糖，RNA含有核糖连接核糖，形成核酸的骨架碱基DNA A、T、C、G；RNA A、U、C、G双螺旋结构DNA双链两条多核苷酸链以反向平行方式缠绕碱基配对A与T配对，C与G配对，通过氢键连接主沟和副沟双螺旋结构形成不等宽的沟右手螺旋每10个碱基对完成一个周期遗传信息的载体DNA1储存和传递遗传信息的主要载体RNA2传递和表达遗传信息的中间载体蛋白质3执行遗传信息的功能分子半保留复制解链1DNA双链在酶的作用下解开配对2新的核苷酸与模板链配对延长3DNA聚合酶催化新链的合成校对4修复酶检查并修正错误转录过程起始1RNA聚合酶结合到启动子区域延伸2RNA聚合酶沿DNA模板链移动，合成RNA终止3到达终止信号后，RNA聚合酶释放新生RNA转录的过程和特点单链模板互补配对12只有DNA的一条链作为模板新生RNA与DNA模板链互补到方向即时释放5334RNA的合成方向是5到3新生RNA链合成后立即释放转录调控正调控负调控激活因子促进转录的开始和进行例如，乳糖操纵子中的CAP蛋抑制因子阻碍转录的进行如乳糖操纵子中的阻遏蛋白白翻译过程起始1小核糖体亚基与mRNA结合延长2氨基酸按密码子顺序连接终止3遇到终止密码子，肽链释放折叠4新生肽链折叠成功能性蛋白质翻译的过程和特点核糖体tRNA翻译的主要场所，由大小两个亚基组运输氨基酸到核糖体，解读遗传密码成肽链从N端到C端方向合成，逐步延长蛋白质的合成调控转录水平转录后水平控制mRNA的产生数量调节mRNA的稳定性和加工翻译水平翻译后水平影响mRNA的翻译效率修饰蛋白质，调节其活性基因表达的特点时空特异性在特定时间和特定细胞中表达调控性受多层次调控机制控制可诱导性可被外界环境因素诱导或抑制差异性不同基因表达水平和方式不同基因表达与蛋白质合成的关系基因1携带遗传信息的DNA片段转录2DNA信息转录为RNA翻译3mRNA指导蛋白质的合成蛋白质4执行生物学功能的分子基因的组织原核生物真核生物•基因密集排列•基因分散排列•无内含子•含有内含子•操纵子结构•复杂的调控区域基因的复制复制起始1解旋酶打开双螺旋引物合成2引物酶合成RNA引物链延长3DNA聚合酶延长新链校对修复4修复酶纠正错误基因突变点突变染色体突变单个核苷酸的改变，如置换、染色体结构的改变，如缺失、插入或缺失重复、倒位等基因组突变表观遗传变异整个染色体组的改变，如多倍DNA序列不变，但基因表达受体影响基因工程简介定义工具利用DNA重组技术，人为改变生限制性内切酶、DNA连接酶、载物遗传物质体等步骤应用基因分离、克隆、转化、表达医药、农业、环保等多个领域基因治疗诊断确定致病基因设计构建治疗用基因传递将基因导入患者细胞表达基因在体内表达，纠正缺陷生物技术在医药中的应用疫苗激素重组疫苗，如乙肝疫苗重组人胰岛素抗体单克隆抗体治疗生物技术在农业中的应用植物育种动物育种•抗虫作物•生长速度快•抗除草剂作物•抗病能力强•营养强化作物•生产特定蛋白质生物技术在环保中的应用生物修复生物监测利用微生物降解环境污染物利用生物指示剂检测环境变化生物能源生物塑料生产生物燃料，减少化石燃料开发可生物降解的塑料替代品使用生物技术在工业中的应用发酵工业1生产酒精、有机酸等酶工程2利用酶催化工业生产生物材料3开发新型生物基材料生物传感器4用于工业过程监控生物技术的前景与挑战前景挑战•个性化医疗•伦理问题•精准农业•生物安全•生物计算机•技术局限性生物安全问题实验室安全环境风险防止实验生物逃逸和交叉污染评估转基因生物对生态系统的影响食品安全生物武器确保转基因食品的安全性防止生物技术被滥用于武器制造生物伦理问题基因编辑克隆技术人类胚胎基因编辑的伦理争议动物克隆和人类克隆的伦理界限基因筛选基因隐私胚胎基因筛选的社会影响个人基因信息的保护和使用科学态度与方法观察1仔细观察现象假设2提出可能的解释实验3设计实验验证假设分析4分析数据得出结论交流5分享和讨论研究结果课堂总结基因结构基因表达12了解DNA的双螺旋结构和核酸组成掌握转录和翻译的基本过程调控机制生物技术34认识基因表达的多层次调控了解基因工程和其在各领域的应用。