4.1基因指导蛋白质的合成(第1课时)
4.1 基因指导蛋白质的合成(第1课时)高一生物课件(人教版2019必修2)
3. 不同基因的模板链是否相同？
不一定相同,到底以DNA哪条链为模板不是固定不变的
二、遗传信息的转录
转录意义
将基因（双链DNA片段）中碱基序 列蕴含的遗传信息，转化为了单链 RNA碱基序列中的信息，为后续的翻 译过程作准备。
转录使特定遗传信息从 DNA 传递到 RNA
知识延伸 真核细胞和原核细胞基因转录过程的区别
转录与DNA复制的区别
比较项目
DNA复制
DNA转录
模板
DNA的两条链
DNA的一条链
原料
四种脱氧核糖核苷酸
四种核糖核苷酸
碱基互补配对原则
A-T；G-C
A-U；T-A；G-C
酶
解旋酶、DNA聚合酶
RNA聚合酶
产物
DNA分子
RNA分子
时期
细胞分裂间期
生长发育过程
二、遗传信息的转录
思考·讨论
3.转录产生的RNA的碱基序列与其模板链的碱基序列有何 异同点？与DNA的另外一条链的碱基序列有何异同点？
2.一个DNA分子转录出多少种多少个mRNA（ C）
A.一种一个 B.一种多个 C.多种多个 D.无数种无数个
注意：转录以基因为单位，一个DNA上有许多个基因，不同 基因转录形成的mRNA不同，并且每个基因可以发生多次转 录，因此一个DNA分子可以转录出多种及多个mRNA分子。
随堂练习
3．对于下列图解的说法，正确的有( C )
DNA双
a 链
GC T T
GGAGT GCG
链片段
b 链
CGA
A
C
C
T
C
A
CGC
信使RNA G C U U G G A G U G C G
4.1 基因指导蛋白质的合成
脱氧核苷酸（4种） 核糖核苷酸（4种）
一分子磷酸 脱氧核糖 A、T、C、G
规则的双螺旋结构
一分子磷酸 核糖 A、U、C、G
结构
一般为单链结构
练习
1、人体中含有( 2 )种核酸： DNA和RNA ; ( 8 )种核苷 4种脱氧核苷酸、4种核糖核苷酸 酸5 ; A G C T U ( )种碱基 。
2、DNA和RNA在化学组成上有哪些区别（ ） A.磷酸 B.碱基 C.五碳糖 D.碱基和五碳糖
1 2
核糖体沿着 mRNA移动，另一个 tRNA上 的反密码子与mRNA上的密码子互补配对
甲硫 氨酸 天冬 氨酸
异亮 氨酸
C U A U A G A U G G A U A U C
1 2
一个个氨基酸分子脱水缩合成多肽 链
甲硫 氨酸
天冬 氨酸
异亮 氨酸
C U A U A G A U G G A U A U C
1 2
tRNA离开，再去转运新的氨基酸
甲硫 氨酸 天冬 氨酸 异亮 氨酸
U A G A U G G A U A U C
1 2
以mRNA为模板形成有一定氨基酸顺序的多肽链；
mRNA 和多肽链被释放到细胞质中
甲硫 氨酸
天冬 氨酸
异亮 氨酸
A U G G A U A U C
基因的表达过程
二、遗传信息的翻译
游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模 （1）定义： 板合成具有一定氨基酸序列的蛋白质的过程。 （2）场所： 细胞质（核糖体） （3）模板: mRNA （4）原料： 氨基酸 （5）条件： 模板、原料、ATP（能量）、酶 mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻碱基 （6）密码子： （7）产物： 多肽链 （8）意义：使DNA的遗传信息最终得以表达
4.1基因指导蛋白质的合成(高一)
碱基互补配对： G－C、C－G、U－A、A－U 遗传信息流动： mRNA
蛋白质
练习 1、根据在蛋白质生物合成中遗传信息传递的 规律，在下面表格填入相应的字母：
DNA 双链 信使RNA
G C
C G C
C G G C
精氨酸
T A A U A
转运RNA
氨基酸 密码子
G
练习
2. 某基因中含有1200个碱基，则由它控制 合成的一条肽链的最多含有肽键的个数是 ( B ) A．195个 B．199个 C．200个 D．201个
RNA有三种： 信使RNA，也叫mＲＮＡ； 转运ＲＮＡ，也叫tＲＮＡ； 核糖体ＲＮＡ，也叫rＲＮＡ。
RNA和DNA的比较
DNA RNA 核糖核苷酸 核糖 单链 比较小
基本单 位 五碳糖 含N碱基 结构 分子大 小
脱氧核苷酸 脱氧核糖 双链 很大
A、T、G、C A、U、G、C
构成人体的核酸有两种，构成人体 核酸的基本单位－－核苷酸有（ D ） A.2种 B.4种 C.5种 D.8种
G
T A C C A A T A G A U G G U U A
G
T A C C A A T A G A U G G U U A U
G
T A C C A A T A G A U G G U U A U C
G
T A C C A A T A G A U G G U U A U C
mRNA
G
转录
mRNA与核糖体结合.
甲硫氨 酸
U A C A U G G A U A U C
tRNA上的反密码子与 mRNA上的密码子互补配对 .
甲硫氨 酸
天门冬 酰氨
U A C C U A A U G G A U A U C
4.1基因指导蛋白质的合成
问题：氨基酸是怎样运送到核糖体上的呢？
tRNA
“搬运工”
1、细胞中的tRNA有多少种？ 61种 2、tRNA和氨基酸转运有何对应 关系？
每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。
每种氨基酸可由一种或几种tRNA转运。
某DNA分子片段中碱基为2400对，则由此片段所控 制合成的多肽链中，最多有氨基酸（ ）种 A．800 C．200 B．400 D．20
组成人体蛋白质的20种氨基酸所对应的密码子共有 A、4个 C、61个 B、20个 D、64个
根据转录和翻译过程填充
G
DNA双链 信使RNA 转运RNA 氨基酸
C G C
（５）转录的条件： 需要酶和ATP
（６）转录时的碱基配对: 碱基互补配对原则 （A=U，G=C） （ 7）转录的结果：mRNA
复制与转录的比较
复制 场所 模板 原料 酶 能量
细胞核 DNA的两条链
转录
细胞核 只有DNA的一条链
4种脱氧核苷酸
DNA解旋酶DNA聚合酶
4种核糖核苷酸
DNA解旋酶RNA聚合酶
第四章基因的表达
通过指导 的合成 控制 基因_________蛋白质_______ _____性状！
第4章 第1节 基因指导蛋白质的合成
主要在细胞核 通过RNA 在细胞质进行
问题：为什么RNA适于作DNA（基因）的信使？
短 单 RNA一般是____链，而且比 DNA ____ ，因此能够通过 核孔 细胞核 _______，从________转移到________中。 细胞质
不能发生图示生理过程的是
4.1 基因指导蛋白质的合成(一)
C
）
【解析】转录的模板是DNA的一条链，翻译的 模板是mRNA。
DNA与RNA的比较
说明: • Content （1）少数DNA存在于真核细胞的线粒 体、叶绿体及原核细胞的质粒中。
（2）在DNA和RNA中有相同的碱基（A、
G、C），但与之对应的核苷酸种类不同， 因为五碳糖不同。
【例3】图4-1-2表示转录过程，则此段中含 有多少种核苷酸（ B ） DNA……-C-T-C-A…… RNA……-G-A-G-U……
学点二 遗传信息的翻译
1.概念：在细胞质的核糖体上，以信使RNA为模板， 合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。 2.场所：细胞质的核糖体。 ①模板：mRNA ②原料：20种氨基酸 ③能量：ATP ④酶、tRNA等 ⑤碱基配对：mRNA与tRNA的碱基互补配 对，即A—U、U—A、G—C、C—G
3.条件
第4章 基因的表达
• Content
学案1 基因指导蛋白质的合成（一）
1.RNA的基本单位是___________，由磷酸、五碳糖 核糖核苷酸 （_____）、含氮碱基（____________）组成。RNA一般是 核糖 A、U、G、C ________。RNA包括________、________和__________。 单链结构 信使RNA 转运RNA 核糖体RNA 细胞核 2.转录：在_______中，以_____的一条链为模板，合成 DNA _____的过程。转录过程需要的原料是4种游离的__________。 核糖核苷酸 RNA 二、遗传信息的翻译 氨基酸 游离在细胞质中的各种_______以______为模板，合成 mRNA 细胞质的 具有_______________________的过程。翻译是在________ 一定氨基酸顺序的蛋白质 核糖体 ______中进行的，运载工具是______。 tRNA
《第4章 第1节 基因指导蛋白质的合成》作业设计方案-高中生物人教版必修2
《基因指导蛋白质的合成》作业设计方案（第一课时）一、作业目标通过本次作业，学生应能：1. 理解和掌握基因表达的基本过程；2. 理解遗传信息如何从DNA传递到RNA，再由RNA翻译成蛋白质的过程；3. 意识到科学探索的持续性和基因研究的重要性。
二、作业内容1. 阅读理解：学生应阅读课本中的相关章节，了解基因表达的基本过程。
特别关注基因、mRNA、tRNA、rRNA和蛋白质等概念，以及遗传信息从DNA传递到RNA的过程。
2. 问答环节：学生应就基因表达的过程提出至少三个问题，可以是关于过程的具体细节，也可以是对于某些概念的理解。
教师将对这些问题进行解答和解释。
3. 实验模拟：学生需利用提供的材料（如模型、纸张、笔等），模拟基因指导蛋白质合成的过程。
学生需要描述他们的实验过程，并解释如何通过这个模拟实验来展示基因指导蛋白质的合成。
4. 知识应用：学生应思考基因指导蛋白质合成在现实生活中的应用，如生物工程、医学、农业等领域，并尝试阐述这些应用的意义。
三、作业要求1. 独立完成：学生需独立完成作业，不能依赖他人的答案或信息。
2. 认真思考：学生应认真阅读和理解教材内容，积极思考和回答问题，充分理解基因指导蛋白质合成的过程。
3. 实验细致：对于实验模拟环节，学生需仔细按照说明和指导操作，并记录实验过程和结果。
4. 查阅资料：学生可以使用网络、图书馆等资源进行学习，但要避免抄袭或复制他人的成果。
四、作业评价1. 准确性：评估学生对基因表达过程的理解是否正确，特别是对于关键概念和步骤的理解。
2. 表达清晰度：评估学生是否能清晰、准确地描述他们的实验过程和思考结果。
3. 知识应用：观察学生是否能够将基因指导蛋白质合成的知识应用到现实生活中。
4. 实验操作：观察学生的实验操作是否正确、细致，是否能够按照说明完成任务。
五、作业反馈1. 学生提交作业后，教师将对作业进行批改，并给出反馈和建议。
2. 对于普遍存在的问题，教师将在课堂上进行解答和解释。
4.1《基因指导蛋白质合成》教案-2023-2024学年高一下学期生物人教版(2019)必修2
鼓励学生提出自己的观点和疑问，引导学生深入思考，拓展思维。
技能训练：
设计实践活动或实验，让学生在实践中体验基因表达知识的应用，提高实践能力。
在基因表达新课呈现结束后，对知识点进行梳理和总结。
强调重点和难点，帮助学生形成完整的知识体系。
（四）巩固练习（预计用时：5分钟）
随堂练习：
随堂练习题，让学生在课堂上完成，检查学生对基因表达知识的掌握情况。
10. 基因表达调控的意义：基因表达调控是生物体对内外环境变化的一种适应性反应，有助于生物体在不同的生理状态下保持稳定的蛋白质水平。
11. 基因表达调控的方式：基因表达调控包括转录水平的调控、翻译水平的调控以及翻译后修饰的调控等。
12. 转录因子的作用：转录因子是一类能够与DNA分子上的特定序列结合，从而调控基因转录过程的蛋白质。
④ 密码子和反密码子的概念：密码子是指DNA和RNA上的三个相邻核苷酸组成的序列，用于编码氨基酸。反密码子是指tRNA上的三个相邻核苷酸组成的序列，与密码子互补配对，用于携带氨基酸。
⑤ tRNA的作用：tRNA是转运RNA的简称，它携带氨基酸，并在翻译过程中将氨基酸转移到核糖体上，参与蛋白质的合成。
⑨ 基因表达调控的方式：基因表达调控包括转录水平的调控、翻译水平的调控以及翻译后修饰的调控等。
⑩ 转录因子的作用：转录因子是一类能够与DNA分子上的特定序列结合，从而调控基因转录过程的蛋白质。
⑪ 基因表达与个体发育的关系：基因表达在个体发育过程中起着关键作用，它指导着细胞的分化、组织的形成以及器官的发育。
4.1《基因指导蛋白质合成》教案-2023-2024学年高一下学期生物人教版（2019）必修2
_基因指导蛋白质的合成_第1课时_的教学设计
1958 年 ，Marmur 和 Duty 利 用 DNA -RNA 杂 交 技 术 ， 采 用 侵 染 枯 草 芽 孢 杆 菌 的 噬 菌 体 SP8 为 材料进行实验。
实 验 者 在 SP8 侵 染 后 ， 从 枯 草 杆 菌 中 分 离 出 RNA，分 别 与 DNA 的 重 链 和 轻 链 混 合 后 并 缓 慢 冷 却 。 他 们 发 现 SP8 侵 染 后 形 成 的 RNA 只 跟 重 链 结 合 成 DNA-RNA 杂 合 分 子 。
1955 年 Laster Gold 变 形 虫 的 核 移 植 实 验 。 A 组变形虫用放射性同位素标记的尿嘧啶核糖核苷
酸 来 培 养 ，发 现 标 记 的 RNA 分 子 首 先 在 细 胞 核 中 合成；B 组变形虫未用放射性同位素标记的尿 嘧 啶核糖核苷酸来培养， 变形虫的细胞核和细胞质 中 均 未 发 现 有 标 记 的 RNA。 在 适 当 的 时 候 ，用 这 2 组变形虫进行核移植实验。 将 A 组变形虫的细胞 核移植到 B 组变形虫的细胞质中，将 B 组变形虫 的细胞核移植到 A 组变形虫的细胞质中，分别观 察 培 养 。 发 现 ，大 部 分 标 记 的 RNA 相 继 从 细 胞 核 中转移到细胞质中。
图 1 光具座
1 定点观察，巧设“模拟眼球成像的过程”活动 视觉的形成涉及多个方面， 既需要眼球各结
构发挥各自的功能，如角膜的通光作用、虹膜上瞳 孔对光线的调节作用、晶状体的折光作用、视网膜 形成物像并产生兴奋的功能等， 也需要视神经对 兴奋的传导作用和大脑皮质上视觉中枢的调节作 用 。 这 部 分 内 容 可 以 借 助 flash 动 画 进 行 展 示 分 析。而其中较难理解的是晶状体的折光作用，它是 如何进行的。 为此，教材中特意安排了“模拟眼球 成像的过程”的活动。学校的物理实验室一般都会 配备多组光具座，在这部分教学中，可借来一用， 让学生分组进行探究。 主要过程如下：
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第1节基因指导蛋白质的合成（第1课时）
【作业点评与激励】
【学习内容】遗传信息的转录过程。
【学习目标】1.比较DNA与RNA的结构；
2.概述遗传信息的转录过程；（重点、难点）
3.区分DNA复制与遗传信息转录的异同点。
（重点）
【内容解析】
【课前预习】
一、RNA的结构和种类
(1)结构：与DNA相比，RNA在组成上的差异表现在：五碳糖是________，碱基组成中没有T，而替换为________。
(2)种类：
________ ________ ________
二、遗传信息的转录
（1）概念：在________中，以________的一条链为模板，合成________的过程。
（2）场所：___________________________________________________________ （3）模板：___________________________________________________________ （4）条件：___________________________________________________________ （5）原料：___________________________________________________________ （6）产物：___________________________________________________________ （7）原则：___________________________________________________________ （8）碱基配对：_______________________________________________________
【课堂探究1】
为什么RNA适于作DNA的信使呢？
【课堂探究2】
RNA与DNA的比较
【课堂探究3】
转录与DNA分子复制的区别
【巩固练习】
1.下列哪一组物质是RNA的组成成分( )
A.脱氧核糖核酸和磷酸
B.脱氧核糖﹑碱基和磷酸
C.核糖﹑碱基和磷酸
D.核糖﹑嘧啶和核酸
2、下图代表两个核酸分子的一部分，请根据下图回答问题。
（1）DNA分子复制时，图中①处的变化是
_________，条件是需要________和________。
（2）以乙链为模板合成丙链，丙链上的碱基排列
顺序自上而下应是_____________，这种遗传信息
的传递叫________。
（3）从图中所示过程分析，DNA是通过
____________原则决定丙链的碱基序列的
【当堂检测】
1.信使RNA中核苷酸的顺序是由下列哪项决定的（）
A.转运RNA中核苷酸的排列顺序
B.蛋白质分子中氨基酸的排列顺序
C.核糖体上的RNA核苷酸的排列顺序
D.DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序
2.下列不能作为遗传信息转录场所的是( )
A.细胞核
B.线粒体
C.核糖体
D.叶绿体
3.适合作DNA信使的是（）
A.tRNA
B. rRNA
C.mRNA
D.蛋白质
4.DNA和RNA的区别是（）
A.五碳糖不同
B.碱基种类不完全相同
C.空间结构不同
D.以上都是
5.如下是转录过程： DNA……ＡＴＧ……
RNA……ＵＡＣ……
该图中有种核苷酸，有种核酸，有种碱基，该过程主要是在中进行的。
6.右图为真核生物细胞核内转录过程的示意图，下列说法错误的是（）
A．②与③在组成上相同的化学基团有磷酸基和胞
嘧啶碱基
B．①为启动上述过程必需的有机物，其名称为RNA
聚合酶
C．上述过程还可发生在根尖细胞的线粒体中
D．转录完成后，④需通过两层生物膜才能与核糖
体结合
课时作业
班级：____________ 姓名：_____________
1、某信使RNA中有碱基40个，其中C+U为15个，那么转录此RNA的DNA中G+A为（）
A．15 B．25 C．30 D．40
2. 已知DNA分子双链中腺嘌呤占全部碱基的30%，在其中的一条链上胞嘧啶占该链全部碱基的25%，则由该链转录成的mRNA中胞嘧啶占全部碱基的（）
A.15%
B.20%
C.25%
D.35%
3．不是由DNA分子中的遗传信息直接控制合成的物质是（）
A.酶
B.多肽
C.胰岛素
D.性激素
4．在人体中，由A、T、C三种碱基参与构成的核苷酸共（）
A．2种 B．4种 C．5种 D．6种
5．人的胰岛素基因的存在部位和表达部位分别是（）
A．体细胞、胰岛细胞中 B．胰岛细胞、体细胞
C．均位于胰岛细胞中 D．体细胞、核糖体
6.对于下列式子，正确的说法有（）
①表示DNA复制过程
②表示DNA转录过程
③图中共有5种碱基
④图中共有8种核苷酸
⑤图中共有5种核苷酸
⑥图中的A均代表同一种核苷酸
A.①②③
B.④⑤⑥
C.②③④
D.①③⑤
7.在人体成熟的红细胞、蛙的红细胞、鸡的红细胞中均能进行的生理活动是（）
A.DNA复制
B.转录和翻译
C.ATP合成
D.着丝点分裂
8．下图表示细胞内遗传信息表达的部分过程，根据所学的生物学知识回答：
图2中方框内所示结构是________的一部分，它在________中合成，其基本组成单位是__________，可以用图2方框中数字__________表示。
第1节基因指导蛋白质的合成（一）参考答案
【巩固练习】1C 2、（1）氢键断裂解旋酶能量
（2）ACUGAA 转录（3）碱基互补配对
【当堂检测】 1-4 DCCD
5、 6 2 5 细胞核
6、D
【课时作业】1-7 DADCACC 8、RNA 细胞核核糖核苷酸1、2、7。