基因指导蛋白质的合成课件 新人教版必修

基因指导蛋白质的合成本课件将深入探讨基因如何指导蛋白质的合成，并揭示这一过程的精妙机制by课程目标了解基因和蛋白质的关系理解基因表达的过程掌握基因如何指导蛋白质合成，深入了解转录和翻译这两个关键以及蛋白质在生命活动中的重要步骤，以及它们如何受到调控作用探索蛋白质的结构和功能学习蛋白质的结构层次，以及它们在生命活动中的多种功能细胞中的信息传递细胞是一个复杂的系统，需要不断接收和传递信息才能维持生命活动从DNA到蛋白质，信息传递是一个连续的过程基因表达是细胞内最重要的信息传递过程，它将遗传信息从DNA传递到蛋白质，最终决定细胞的结构和功能核酸的功能遗传信息的载体蛋白质合成的模板调节细胞代谢核酸是细胞中重要的遗传物质，存储和传核酸参与蛋白质的合成，控制着生物体的核酸参与细胞的生长、发育和繁殖，调节递着生命活动的全部信息性状着生物体的生命活动的结构和复制DNADNA是生物遗传信息的载体，其结构是一个双螺旋结构，由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成每条链由脱氧核糖和磷酸交替连接，构成脱氧核糖磷酸骨架，并通过氢键连接着碱基对碱基对由腺嘌呤（A）与胸腺嘧啶（T）或鸟嘌呤（G）与胞嘧啶（C）组成DNA复制是细胞增殖的基础，通过半保留复制的方式，每个亲代DNA分子都能产生两个完全相同的子代DNA分子复制过程需要多种酶的参与，包括解旋酶、DNA聚合酶、连接酶等在复制过程中，双螺旋结构被解开，每条链作为模板，合成一条新的互补链，最终形成两个新的DNA分子基因的概念和组成基因的定义基因的组成12基因是携带有遗传信息的基因由编码蛋白质的序列和调DNA片段，决定生物体的性控序列组成状基因的功能3基因控制着蛋白质的合成，从而决定生物体的性状基因的表达过程转录DNA作为模板，合成信使RNA（mRNA）翻译mRNA作为模板，指导蛋白质合成转录过程解旋1DNA双螺旋结构在RNA聚合酶的作用下解开，形成转录泡配对2以DNA的一条链为模板，按照碱基配对原则，合成RNA延伸3RNA聚合酶沿着模板链移动，不断合成RNA链，直到遇到终止信号终止4RNA聚合酶遇到终止信号，转录过程停止，新合成的RNA链从模板链上脱离转录的调控机制启动子转录因子环境因素决定基因是否转录的关键区域识别启动子，控制转录起始温度、激素等影响转录速率翻译过程mRNA结合核糖体1mRNA携带遗传信息，与核糖体结合tRNA转运氨基酸2tRNA识别密码子，将相应的氨基酸运送到核糖体肽链的合成3氨基酸按照密码子顺序连接，形成多肽链多肽链的折叠和加工蛋白质的功能1发挥特定生物学功能空间结构2多肽链折叠形成特定空间结构多肽链3氨基酸序列蛋白质的结构层次一级结构二级结构三级结构四级结构氨基酸的线性排列顺序，决多肽链局部折叠形成的规则整个多肽链的三维空间结构由两个或多个具有三级结构定了蛋白质的结构和功能结构，如α-螺旋和β-折叠，由二级结构的进一步折叠的多肽链组装形成，例如血形成红蛋白蛋白质的功能催化作用运输作用12酶是蛋白质，负责催化生物体一些蛋白质可以运输氧气、营内的各种化学反应，例如消化养物质、激素和其他物质，例、呼吸、光合作用等如血红蛋白运输氧气结构作用免疫作用34蛋白质构成细胞和组织的骨架抗体是蛋白质，可以识别和消，例如胶原蛋白构成结缔组织灭病原体，保护机体免受感染，角蛋白构成头发、指甲和皮肤蛋白质合成异常对生命活动的影响遗传性疾病神经退行性疾病免疫系统紊乱基因突变导致蛋白质结构异常，引发遗传蛋白质错误折叠和聚集会导致阿尔茨海默蛋白质合成异常可能导致免疫系统识别自性疾病例如，镰状细胞贫血症症、帕金森病等疾病身蛋白为外来物质，引发自身免疫性疾病基因突变对蛋白质合成的影响遗传密码改变蛋白质合成提前终止基因突变可能导致遗传密码子发基因突变可能导致终止密码子提生改变，从而合成不同的氨基酸前出现，导致蛋白质合成提前终，影响蛋白质的结构和功能止，产生截短的蛋白质蛋白质合成效率下降基因突变可能影响核糖体结合位点，导致蛋白质合成效率下降，影响蛋白质的合成量基因工程技术概述基因工程是指按照人们的意愿，对生基因工程的核心技术包括基因的切物的基因进行改造的技术割、连接、导入、表达等步骤基因工程技术的发展极大地改变了生物科学的研究方法和应用领域基因工程在医药领域的应用疾病治疗药物研发诊断技术基因工程可以用于治疗遗传疾病，例如基因工程技术可以用于研发新的药物，基因工程可以用于开发新的诊断技术，囊性纤维化和亨廷顿舞蹈症利用基因例如抗体药物和基因治疗药物利用基例如基因芯片和分子诊断试剂盒利用治疗技术，可以将正常的基因导入患者因工程，可以生产出更有效、更安全、基因工程，可以更快速、更准确地诊断体内，替换或修复有缺陷的基因更廉价的药物疾病基因工程在农业领域的应用抗虫作物抗除草剂作物12通过引入抗虫基因，降低害虫通过引入抗除草剂基因，提高对农作物的危害，减少农药使作物对除草剂的耐受性，简化用，提高产量和品质除草操作，提高生产效率营养强化作物3通过引入特定基因，提高作物中某些营养物质的含量，例如维生素A、铁、锌等，改善食物营养价值基因工程在工业领域的应用生物材料生产环境污染治理基因工程可以提高生物材料的产利用基因工程技术开发的微生物量和质量，例如生产生物降解塑可以降解污染物，例如石油泄漏料、生物燃料等、重金属污染等生物医药生产基因工程可以生产一些重要的生物医药产品，例如胰岛素、干扰素等基因工程面临的伦理问题基因改造的风险基因隐私的保护人类基因改造的伦理基因工程可能对生物多样性造成不可预基因信息包含个体独特的遗传信息，如对人类进行基因改造，涉及到伦理和道测的影响，比如引入外来基因可能导致何保护基因隐私，避免被滥用，是一个德的边界，需要谨慎对待，避免出现基物种的竞争和入侵，甚至破坏生态平衡需要认真思考的问题因歧视或制造“超级人类”环境污染对基因表达的影响化学污染辐射污染重金属、农药等污染物可干扰基因转电离辐射可损伤DNA，引起基因突录和翻译，导致蛋白质合成异常变，影响蛋白质合成空气污染大气中的污染物可进入人体，影响细胞功能，影响基因表达食品中的基因改造问题转基因作物转基因动物食品安全提高产量，增强抗病虫害能力，减少农药提高生长速度，增强抗病性，提高肉质长期食用转基因食品的安全性，基因污染使用，提高营养价值风险，伦理问题基因治疗的发展历程基因编辑技术1CRISPR-Cas9等技术病毒载体2腺病毒、逆转录病毒等体外基因治疗3细胞提取、基因修饰、回输基因编辑技术的应用前景疾病治疗农业育种生物材料123基因编辑可以修正导致疾病的基因基因编辑可以提高作物的产量、抗基因编辑可以创造具有特定功能的突变，为遗传性疾病提供新的治疗病虫害能力和营养价值，促进农业生物材料，用于生物医药、能源和方法可持续发展环境保护等领域智能细胞制造技术自动化个性化提高效率和精度，减少人为误差满足不同患者的特定需求，提供个性化的治疗方案可扩展性根据需求灵活调整生产规模，满足不断增长的市场需求合成生物学的发展趋势基因编辑技术的进步生物设计和制造应用领域不断拓展CRISPR-Cas9等基因编辑技术的快速发展合成生物学将利用基因工程技术来设计和合成生物学在医疗保健、能源、农业、材，使科学家能够精确地修改生物体的遗传构建全新的生物体系，以解决人类面临的料科学等领域拥有巨大的应用潜力，并将信息各种问题继续推动创新和发展生命科学未来的走向基因编辑技术将不断突破，治疗更多遗传脑科学研究将取得重大进展，揭示大脑工合成生物学将为解决环境问题提供新方案疾病作机制科学道德和伦理研究诚信伦理原则科学研究必须以诚信为基础，严谨求实，杜绝造假、剽窃等学术科学研究要符合伦理原则，例如，尊重生命，保护隐私，避免对不端行为环境造成负面影响科技创新的社会责任造福人类可持续发展12科技创新应以改善人类生活为科技创新要注重环境保护，资目标，促进社会进步，解决全源节约，确保可持续发展球性挑战伦理规范3科技创新需遵循伦理道德，避免对人类社会造成负面影响本课程的小结基因蛋白质基因是遗传信息的载体，指导蛋蛋白质是生命活动的主要承担者白质的合成，决定生物的性状，具有多种功能，如催化、运输、免疫等基因工程基因工程可以改变生物的遗传信息，具有巨大的应用潜力，但也面临着伦理问题。