生物 基因指导蛋白质的合成
高一生物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的信使？
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
基本单 位
脱氧核苷酸 核糖核苷酸
五碳糖
脱氧核糖
核糖
含N碱基 A、T、G、C A、U、G、C
G
A A T C AA T AG U UA G UU
G
A A T C AA T AG U UA G UU A
G
A A T C AA T AG U UA G UU AU
G
A A T C AA T AG U UA G UU AUC
G
A A T C AA T AG U UA G UU AUC
mRNA
6n
们 看
转录
一 下
翻
mRNA的遗传信息
3n
译 的
翻译
具 体
过
蛋白质的氨基酸排列顺序
n
程
翻译
在细胞质中,以mRNA为模板, 合成具有一定氨基酸顺序的蛋 白质的过程。
细胞质中的mRNA
细胞质
U U A G AU AUC mRNA
核糖体
U U A G AU AUC
mRNA 与核糖体结合.
亮氨酸
A AU U U A G AU AUC
以mRNA为模板形成了有一定氨基酸顺序的蛋白质.
翻译
场所： 细胞质（核糖体） 模板： mRNA 原料：氨基酸 条件： ATP、酶 、转运RNA（tRNA） 产物：蛋白质
碱基互补配对： G－C、C－G、U－A、A－U
遗传信息流动： mRNA
生物基因指导蛋白质的合成知识点
生物基因指导蛋白质的合成知识点生物基因指导蛋白质合成是细胞生命活动的基本过程之一，也是现代生物学研究的重要领域。
理解生物基因指导蛋白质合成的知识，对于揭示细胞生命活动的机制、探索生命起源和发展、开发新型药物等方面的工作具有重要的意义。
本文将对生物基因指导蛋白质合成的相关知识点进行详细介绍。
一、基因在细胞内的表达在细胞内，基因表达主要分为三个过程：转录、RNA加工和翻译。
转录是指DNA模板上的核苷酸序列被转录为RNA分子的过程。
RNA分子在经过编码、剪接、修饰等加工作用后，可以成为成熟的mRNA分子，即为mRNA加工。
成熟的mRNA 分子含有信使RNA被翻译成蛋白质所需要的信息。
翻译是指tRNA分子通过互补配对等作用，将mRNA作为模板，合成具有特定氨基酸序列的多肽链的过程。
二、RNA的种类和功能在细胞内，存在多种不同类型的RNA分子，它们各具不同的结构和功能。
其中，最主要的RNA分子有：1. mRNA：含有编码信息，能作为模板参与蛋白质合成的RNA分子。
2. tRNA：和氨基酸配对，将氨基酸运输至多肽链合成的位置，参与蛋白质合成。
3. rRNA：成为核糖体的主要组成部分，与tRNA和mRNA发生互补配对，参与蛋白质合成。
除此之外，还有一些其他类型的RNA分子，如siRNA、miRNA、lncRNA等。
它们主要参与转录后基因表达的调控、RNA稳定和修饰等重要生物学过程。
三、蛋白质的合成过程蛋白质的合成过程可以分为两个主要的阶段：翻译前和翻译后。
翻译前的过程主要包括：蛋白质合成的前体RNA合成、RNA剪接和RNA加工等；翻译后的过程主要包括蛋白质翻译、蛋白质摺叠和修饰等。
在翻译前的过程中，DNA的信息被复制为mRNA分子，在经过剪接和修饰等加工作用后，成为可以直接参与蛋白质合成的成熟mRNA。
成熟mRNA被核糖体所识别，tRNA分子将氨基酸运输至相应的位置，多个氨基酸残基通过化学键形成多肽链，最终合成出完整的蛋白质分子。
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
第4章基因的表达课本原文填空-高一下学期生物人教版必修2
第四章基因的表达第1节基因指导蛋白质的合成1.细胞核中的基因如何指导细胞质中的蛋白质合成？科学家推测，在DNA和蛋白质之间，还有一种中间物质充当信使。
后来发现细胞中的确有这样的物质，它就是______。
2.RNA是另一类核酸，它的分子组成与DNA很相似：它也是由基本单位——________连接而成的，核苷酸也含有4种碱基，这些特点使得RNA具备准确传递遗传信息的可能。
与DNA不同的是，组成RNA的五碳糖是______而不是脱氧核糖；RNA的碱基组成中没有碱基____（__________），而替换成碱基____（________）；RNA______是____链，而且比DNA短，因此能够通过______，从细胞核转移到细胞质中。
3.这种作为DNA信使的RNA叫___________ 也叫_________。
此外还有___________也叫________，以及____________，也叫________。
4. DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的？科学家通过研究发现，RNA是在________中，通过__________酶以DNA的一条链为模板合成的，这一过程叫作______。
当细胞开始合成某种蛋白质时，__________酶与______这个蛋白质的一段DNA结合，使DNA双链_______，双链的碱基得以暴露。
细胞中游离的____________与DNA________上的碱基__________，在__________酶的作用下，依次连接，然后形成一个mRNA分子。
5.mRNA合成以后，通过______进入细胞质中。
游离在细胞质中的各种氨基酸，就以________为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质，这一过程叫做______。
你已经知道，核酸的碱基序列蕴含着遗传信息。
翻译的实质是将_______________翻译为_________________。
6.DNA和RNA都只含有4种碱基，而组成生物体蛋白质的氨基酸有21种。
基因指导蛋白质的合成 说课稿
基因指导蛋白质的合成说课稿尊敬的各位评委、老师：大家好！今天我说课的内容是人教版（2019）高中生物学必修2《遗传与进化》第4章《基因的表达》第1节《基因指导蛋白质的合成》。
下面，我将从教材分析、教学目标、学情分析、教学重难点、教学方法、教学立意、教学过程、板书设计、作业布置及教学反思这十个方面进行说课。
一、教材分析1.教材内容（1）教材内容概述：本节《基因指导蛋白质的合成》主要介绍基因如何通过转录和翻译两个过程来指导蛋白质的合成。
基因的表达是细胞合成蛋白质的关键步骤，其中包括两个主要的过程：转录和翻译。
转录是指DNA的遗传信息转录成mRNA的过程，翻译则是mRNA上的遗传信息被翻译成蛋白质的过程。
转录发生在细胞核内，DNA的一个特定区域被转录成信使RNA（mRNA）。
接着，mRNA通过核孔转移到细胞质中，在核糖体上进行翻译。
翻译的过程包括mRNA的起始、延伸和终止，最终合成多肽链，并在折叠后成为功能性蛋白质。
理解这一过程对于掌握遗传信息如何指导蛋白质合成至关重要。
（2）基因表达的生物学意义：基因指导蛋白质合成是生物体生长、发育、代谢及响应环境变化的基础。
通过基因的表达，细胞能够根据其所需合成特定的蛋白质，从而实现其功能。
蛋白质的合成不仅决定了细胞的结构和功能，还在生物体的整体功能和适应性中起到关键作用。
通过研究基因表达的机制，科学家能够深入了解细胞如何调控蛋白质的合成，以及如何应对外部环境的变化。
这一知识对理解遗传病的机制、进行基因工程和开发新药物有重要意义。
（3）基因表达与疾病：基因表达的异常可能导致多种遗传疾病，如镰状细胞贫血和囊性纤维化。
基因突变或表达调控异常会影响蛋白质的合成和功能，进而导致疾病。
因此，基因表达的研究不仅对基础生物学有重要意义，也对医学遗传学和临床应用具有深远的影响。
2.教材地位（1）教材的承接关系：本节《基因指导蛋白质的合成》是《基因与遗传》的重要内容，位于必修2《遗传与进化》的第4章中。
【高中生物】必修二第四章第1节《基因指导蛋白质的合成》教案
2、学案导第四章第1节基因指导蛋白质的合成、教材分析:本节是第四章学习的基础，也是本章教学的难点所在。
本节内容不仅抽象复杂，而且涉及的物质种类非常多，主干知识是遗传信息的转录和翻译的过程，侧枝内容是DNA与RNA结构的比较、核糖与脱氧核糖的比较、三种不同种类的RNA以及遗传密码的组成。
在处理主干和侧枝内容关系时，要合理分配时间，明确不同层次的教学要求。
二、教学目标1、知识目标：⑴概述遗传信息的转录和翻译过程⑵理解遗传信息与“密码子”的概念⑶运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系2、能力目标⑴培养学生的逻辑思维能力，使学生掌握一定的科学研究方法。
⑵理解结构与功能相适应的生物学原理。
⑶通过指导学生设计并制作蛋白质合成过程的活动模具，培养学生的创新意识和实践能力。
三、教学重难点重点：遗传信息的转录和翻译过程难点：遗传信息的翻译过程四、学情分析通过第二、三章的学习，学生对基因是什么以及基因能够决定生物体性状有了一定的科学认识，并已经对基因究竟是如何起作用的产生了浓厚的兴趣，教师可充分利用开头的“问题探讨”、本节的插图，设计一些深入浅出、环环相扣的问题来引导学生进行阅读、思考、讨论，让学生从中体会科学探究的方法和乐趣。
五、教学方法1、教师讲述、举例、图示、启发与学生阅读、思考、讨论探索相结合。
六、课前准备1、学生的学习准备：完成课前预习学案，提出疑惑2、教师的教学准备：课前预习学案、课内探究学案、课后训练与提高、基因控制蛋白质合成的多媒体课件、信使RNA和转运RNA结构对比图片七. 课时安排：2课时八. 教学过程第一课时㈠预习检查、总结疑惑㈡情境导入、展示目标，〖问〗当我们认识到基因的本质后，能不能利用这一认识，分析现实生活中一些具体的问题呢？例如，在现实生活中，我们能不能像电影《侏罗纪公园》中描述的那样，利用恐龙的DNA，使恐龙复活呢？如果能利用恐龙的DNA使恐龙复活，你认为主要要解决什么问题？引导组织学生阅读P61第4章的章图。
基因指导蛋白质的合成 高一生物(人教版2019必修2)
（2）多条肽链的氨基酸序列是否相同？ 正在合成的肽链
相同，因为其模板相同。
多聚核糖体现象
（3）翻译能够精确进行的原因是什么？ ①mRNA为翻译提供了精确的模板； ②通过mRNA上的密码子和tRNA上的反密码子的碱基互补配对， 保证了翻译能够准确地进行。
RNA聚合酶
4 释放
合成的mRNA从DNA链上释放。而 后，DNA双螺旋恢复。
遗传信通过RNA聚合酶以DNA的一条链为 模板合成的，这一过程叫作转录
2.时间： 个体生长发育的整个过程
3.场所： 细胞核（主要场所）
4.条件： 模板： 原料： 能量： 酶：
5.产物： RNA（三种RNA）
谷氨酰胺
精氨酸
A
亮氨酸
脯氨酸
谷氨酰胺
精氨酸
G
异亮氨酸
苏氨酸
天冬酰胺
丝氨酸
U
A
异终亮氨止酸密码子：苏氨酸、 天冬酰胺
丝氨酸__ 、____C
种类
甲硫氨异起酸亮（氨始起酸密始）码子：苏苏氨氨酸酸
（甲硫赖 赖氨 氨氨酸 酸 酸）、
精氨酸 精氨酸
A G
（ 种） 缬氨酸
丙_氨_酸_（缬天氨冬酸氨酸、甲硫氨甘氨酸酸 ）
在遗传信息的流动过程中，DNA、RNA是_信__息__的__载__体_，蛋白质是 信息__的__表__达__产___物__，而A__T_P_为信息的流动提供能量，可见：
生命是_物__质___、_能__量___和__信__息___的统一体
中心法则 各种生物的遗传信息传递过程
生物种类
以DNA作为遗 传物质的生物
DNA(基因） 信使 蛋白质的合成
生物必修2知识点：四(1)基因指导蛋白质的合成_
生物必修2知识点：四（1）基因指导蛋白质的合成_定义：游离在细胞质中的各种AA，就以mRNA为模板合成具有一定AA顺序的蛋白质，这一过程叫做翻译。
场所：细胞质（核糖体）条件：ATP、酶、原料（AA）、模板（mRNA）信息传递方向：mRNA到蛋白质。
密码子：mRNA上3个相邻的碱基决定1个AA。
每3个这样的碱基又称为1个密码子。
mRNA线形 tRNA三叶草型 rRNA线型翻译位点：一个核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA 的结合位点。
（一种tRNA携带相应的AA进入相应的位点）习题：如果DNA分子一条链的碱基排列顺序是 ACGGATCTT ，那么，与它互补的另一条DNA链的碱基顺序是 TGCCTAGAA ；如果以这条DNA链为模板，转录出的mRNA碱基顺讯应该是UGCCUAGAA在这段mRAN中包含了3个密码子.。
需要3个tRNA才能把所需要的氨基酸转运到核糖体上。
这些氨基栓酸的种类依次是半胱氨酸亮氨酸---谷氨酸。
转录过程是2．转录过程：，该片段中包含的碱基种类、核苷酸种类依次是( )A．4、5 B．5、4C．5、5 D．5、83．合成一条含1 000个氨基酸的多肽链，需要转运RNA 的个数，信使RNA上的碱基个数和双链DNA上的碱基对数至少依次是( )A．1 000个、3 000个和3 000对B．1 000个、3 000个和6 000对C．300个、300个和3 000对D．1 000个、3 000个和1 500对4．下列哪种碱基排列顺序肯定不是遗传密码( )A．UUU B．AAAC．GUC D．GAT5．在遗传信息的翻译过程中，翻译者是( )A．基因 B．信使RNAC．转运RNA D．遗传密码6．mRNA的核苷酸序列与( )A．DNA分子的两条链的核苷酸序列互补B．DNA分子的一条链的核苷酸序列互补C．某一tRNA分子的核苷酸序列互补D．所有的tRNA分子的核苷酸序列互补7．某信使RNA的碱基中，尿嘧啶占20%，腺嘌呤占10%，则作为它的模板的DNA分子中胞嘧啶占( )A．30% B．35%C．70% D．无法计算8．已知一段信使RNA有30个碱基，其中A和C共有12个，那么转录成信使RNA的一段DNA分子中G和T的数目以及该信使RNA经翻译而合成肽链时，应脱去的水分子数目分别是( )A．12和30 B．30和90C．18和0 D．30和9二、非选择题9．下图是蛋白质合成示意图。
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第四章第一节基因指导蛋白质的合成
一、教材分析
本节内容是第四章学习的基础，也是本章内容的重难点所在。
本节内容不仅知识含量大，而且涉及到了大量的生物学相关名次。
本节内容的知识主线是遗传信息的转录和翻译过程，旁支则引出了DNA与RNA的结构组成比较、荷塘与脱氧核糖的比较、RNA的种类及遗传密码的组成。
在主要知识点与发撒知识点相比较时，需要做好时间分配问题、明确不同层次的教学要求。
1、教学重难点
1>教学重点：①描述遗传信息转录、翻译的过程
②理解遗传信息、密码子、反密码子的区别
2>教学难点：遗传信息的翻译过程
2、知识点摘录
1>RNA的组成及分类
2>遗传信息的转录过程
3、教法
1>教师讲解、举例、图示，启发学生阅读与思考
2>学案导学
3>PPT、动画呈现过程性内容，从视觉角度帮助学生理解这两个过程
4、学法
1>学生要通过教师的兴趣导入，明白从基因到蛋白质是一个复杂的过程
2>学生要从教师的引导、课本内容中寻找问题的答案
3>认真观察动画需要了解整个转录复制过程
二、学情分析
本章内容之前，学生学习过的指的是已经涵盖了DNA、RNA的基本作用、场所等内容。
如今将其在中心法则的两个内容中展开，具有一定的难度，但只要导入的号，学生应该会将转录、翻译这两个过程了解的比较透彻。
有了第三章DNA的复制和结构两个过程，学生可以通过复制和转录进行对比，用此来加深对转录、翻译过程的理解。
三、教学目标
1、课程方面
1>学生要在“基因指导蛋白质合成”的知识描述是，能口述转录、翻译的要点内容
2>能区别密码子一反密码子的概念
3>要能利用教学方法、在计算过程中，计算碱基与氨基酸之间的关系。
2、能力方面
1>培养学生的类比能力，如通过DNA的复制来学习转录过程，使学生掌握这种方法
2>理解一个生物学原理，结构与功能相适应
3>通过指导学生设计、并制作蛋白质合成过程的模具，培养学生的实践意识和创新意识
四、教学媒体、教学用具、课前准备
1、教学媒体
1>《优化方案》辅助教学
2>PPT辅助教学
3>导学案引导教学
2、教学用具
1>PPT辅助教学
2>设计的图片教具
3、课前准备
1>提前布置预习
2>提前将课本内容整理成块，便于向学生整体讲授
3>寻找视频文件，并对其进行处理
五、教学课时
本节内容需要2课时
六、教学过程
1、导入
师：同学们,上课之前我们先一起来看一段影视资料，大家认真看，看过之后回答我的问题。
师：我们的生活中见没见过恐龙呢？
生：没有
师：那么大家认真思考一下：有句话说的好，叫做艺术来源于生活，这部电影是艺术，在电影当中，恐龙和我们人类生活在一起，那到底有没有可能发生呢？如果有，有什么科学依据呢？老师在这里呢，就给大家简单说一下，为什么在电影当中会出现人类和恐龙生活在一起的现象。
有一位科学家，偶然的机会找到了一块恐龙化石，他呢从化石中提取了恐龙的DNA，然后利用我们生物学的方法，让DNA合成恐龙的蛋白质，最终复原了一批恐龙，最后就出现了我们刚才电影中看到的现象。
师：好，那么刚才说了这么多，是不是今天就不用上课了，谈论一节课电影呢？当然不是，这节课，我们要向大家解释的，就是到底为什么科学家仅仅通过DNA就能复原一只恐龙呢，大家把课本发开，翻到课本第62页，我们来一起学习一下怎样通过DNA的到一只恐龙，即基因指导蛋白质的合成。
2、新课教学
师：我们首先来从整体看一下这一届的内容，有两个大知识点，即遗传信息的转录和遗传信息的翻译2部分。
咱们今天的任务就是拿下转录这部分内容。
师：先给大家10分钟时间，大家自己阅读课本第62页到63页，尽量解决下面几个问题，看看哪个小组解决的多？
1、构成DNA和RNA的基本单位有什么不同？
2、RNA有哪几类？分别有什么作用？
3、什么是转录？
4、转录需要的场所、模板、原料、产物是什么？
5、用自己的话描述一下转录的过程.
师：我们来分小组进行寻找答案，小组长担任好分配任务的职责，希望各小组内同学能够分工合作，一起为小组出力。
（给学生10分钟的时间，接着分小组提问）师：好，我们一起来看一下，1、DNA的基本构成单位是脱氧核苷酸，RNA的基本单位是核糖核苷酸，主要区别在与五碳糖的区别和含氮碱基,构成DNA的五碳糖是脱氧核糖，构成RNA的五碳糖是核糖；构成DNA的四种含氮碱基分别是ATCG,构成RNA的四种含氮碱基是AUCG。
（示图）
3、转录的概念就是：在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成RNA，这一过程成为转录
师：在开始提问第四个问题之前，我们大家再一起来看一个视频，讲的就是关于转录的过程的。
（视频播放），大家看完了食品之后呢，我们再来一起看一下第四个问题的答案，
4、整个转录过程发生在细胞核，所以转录的场所是细胞核；
转录过程需要DNA的一条链为模板，所以模板就是DNA的一条链；
我们盖一座房子的原料是砖和瓦，那么转录过程中需要的原材料就是：四种游离的核糖核苷酸；
转录的最终过程是产生了mRNA。
5、转录的时候，首先要进行的是DNA的解旋；第二步：解开之后，就要以DNA 的一条链为模板，进行RNA的合成，核糖核苷酸上的碱基则会遵循碱基互补配对法则进行排列；第三步，核糖核苷酸会跟之前已合成好的mRNA链相连接，越来越长；最后一步，也就是第四步，我们已经合成好的DNA不能总是贴在DNA上不下来，所以要进行释放，及合成好的mRNA从DNA上释放。
师：以上就是我么今天要讲的所有的知识，接下来把剩下的时间交给大家，大家把今天所学习的知识再消化、整理一下。
整理完之后，把我们的《优化方案》打开，翻到第65页，我们一起来做一下命题突破这部分的题。
3、新知识巩固
师：各位同学，我们一起再来回忆一下今天所学的知识吧：我们今天主要讲了转录的过程，主要给大家摆出了5个问题，需要大家课后把他们在巩固一下。
4、课外作业布置
《练习册》第137页1/3/4/5题。
七、板书设计
第一节：基因指导蛋白质的合成
一、转录
1、DNA和RNA结构比较
2、RNA的种类和作用
3、转录的场所、模板、原料、结果。
4、描述转录的过程。
八、教后反思。