基因指导蛋白质的合成
基因指导蛋白质的合成课件
如果3个碱基决定一个氨基酸，4种碱基 最多能编码6_4___种氨基酸。
你认为一个氨基酸的编码至少需要多少 个碱基，才足以组合出构成蛋白质的20种 氨基酸？ 至少需要3个碱基
科学家通过推测和实验, 最终破解了遗传密码, 得 知确实是mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸.
氨基酸的 排列顺序
6a个碱基
一条链作模板 碱基互补配对
3a个碱基三个碱基决定a个氨基酸
一个氨基酸
（3a对）
B个
6
1/2 B个
：
3
1/6 B个
：
1
转录的过程
DNA RNA
T A C G T G ACC A UG C AC UGG
转录的过程
DNA RNA
T A C G T G ACC A UG C AC UGG
形成mRNA链，DNA上的遗传信息就传递到mRNA上
项目 场所 模板 原料 条件 碱基配对
产物 信息传递 发生时间
转录 转录
主要在细胞核 DNA的一条链
20种氨基酸的密码子表
1．有64种密码子，61种能决定氨基酸，3种终止密 码子不决定任何氨基酸。 2．少数氨基酸由一种密码子决定，多数氨基酸由 几种密码子决定。 3．密码子在生物界是通用的。
翻译的过程
1）如何确定氨基酸排列的位置？ 2）氨基酸通过什么方式形成多肽链？
细胞核 A A T C A A T A G
G
转录的过程
按碱基互补配对原则(A-U T-A G-C C-G)进行
DNA
T A C G T G ACC
A
RNA聚合酶
RNA
《基因指导蛋白质的合成》教案
《基因指导蛋白质的合成》教案一、教学目标1. 理解基因的概念及其与DNA的关系。
2. 掌握基因指导蛋白质合成的过程，包括转录和翻译。
3. 了解遗传信息的流动方向，即从DNA到RNA再到蛋白质。
4. 能够运用所学的知识解释一些与基因、蛋白质合成相关的生物学现象。
二、教学重点与难点1. 教学重点：基因的概念及其与DNA的关系。
基因指导蛋白质合成的过程，包括转录和翻译。
遗传信息的流动方向，即从DNA到RNA再到蛋白质。
2. 教学难点：转录和翻译过程中的具体步骤和机制。
遗传密码的解码和氨基酸的合成。
三、教学方法1. 采用问题引导法，通过提问引导学生思考和探讨基因、DNA、蛋白质之间的关系。
2. 使用多媒体教学，展示基因指导蛋白质合成的动画和图片，帮助学生直观理解过程。
3. 进行小组讨论，让学生通过合作和交流探讨转录和翻译过程中的问题和现象。
四、教学准备1. 多媒体教学材料：基因指导蛋白质合成的动画和图片。
2. 教学PPT或黑板：用于展示基因、DNA、RNA、蛋白质之间的关系和转录、翻译的步骤。
3. 教学道具：如模型或图解，用于展示DNA、RNA、蛋白质的结构和关系。
五、教学过程1. 导入：通过提问引导学生思考基因、DNA、蛋白质之间的关系，激发学生的兴趣。
2. 讲解基因的概念及其与DNA的关系，用图解或模型展示基因位于DNA上的位置。
3. 讲解基因指导蛋白质合成的过程，包括转录和翻译。
展示转录和翻译的动画或图片，解释遗传信息的流动方向。
4. 进行小组讨论，让学生通过合作和交流探讨转录和翻译过程中的问题和现象，如转录过程中的RNA合成和翻译过程中的氨基酸合成。
5. 总结教学内容，强调基因、DNA、RNA、蛋白质之间的关系和基因指导蛋白质合成的重要性。
6. 布置作业，让学生通过练习题或实验报告加深对基因指导蛋白质合成的理解和应用。
六、教学延伸1. 介绍基因突变对蛋白质合成的影响，让学生了解基因突变与遗传病的关系。
笔记 基因指导蛋白质的合成
第四章基因的表达第1节基因指导蛋白质的合成一、遗传信息的转录1、定义：在细胞核中，以DNA双链中的一条为模板合成RNA的过程。
2、场所：主要在细胞核3、原料：核糖核苷酸4、模板：DNA分子的一条链5、产物：①信使RNA（mRNA），将基因中的遗传信息传递到蛋白质上，是链状的；RNA ②转运RNA（tRNA），61种，三叶草结构，每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸；（单链）③核糖体RNA（rRNA），是核糖体中的RNA。
6、酶：RNA聚合酶7、过程（场所、模板、条件、原料、产物、去向等）二、遗传信息的翻译1、定义：在细胞质的核糖体上，氨基酸以mRNA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（核糖体）3、原料：氨基酸4、运输工具：转运RNA（tRNA）5、模板：信使RNA（mRNA）6、产物：多肽（或蛋白质）7、实质：将mRNA中的碱基序列翻译成蛋白质的氨基酸序列。
8、密码子：mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻碱基。
（64种，其中决定氨基酸的有61种，终止密码有3 种）（1）简并性：一种氨基酸可以有多个密码子，在一定程度上能防止由于碱基的改变而导致的遗传信息的改变（2）通用性：几乎所有生物共用一套密码9、反密码子（61种）：与mRNA分子中密码子互补配对的tRNA上的3个碱基四、1、一条mRNA可以相继结合多个核糖体，同时合成多条多肽，每一条多肽的氨基酸排序相同。
2、原核细胞的转录和翻译同时进行，场所相同；真核细胞先转录，后翻译，场所不同。
3、一种氨基酸有一种或多种密码子，由一种或多种tRNA转运。
4、遗传信息、密码子(遗传密码)、反密码子的区分。
《基因指导蛋白质的合成》教案
《基因指导蛋白质的合成》教案一、教学目标1. 理解基因的概念和功能2. 掌握DNA转录和翻译的过程3. 了解基因如何指导蛋白质的合成4. 能够运用所学的知识解释一些相关的生物学现象二、教学内容1. 基因的概念和功能2. DNA的转录过程3. 翻译过程及蛋白质的合成4. 实例分析：基因突变与蛋白质功能的关系三、教学方法1. 采用多媒体课件进行讲解2. 通过动画演示DNA转录和翻译过程3. 利用实例进行分析，引导学生思考4. 课堂讨论：基因突变对蛋白质功能的影响四、教学准备1. 多媒体课件2. DNA转录和翻译动画演示3. 相关实例资料五、教学步骤1. 导入：通过一个实例引入基因的概念，引导学生思考基因的功能2. 讲解基因的概念和功能，解释基因如何指导蛋白质的合成3. 演示DNA的转录过程，解释转录的意义和结果4. 演示翻译过程，解释翻译的意义和结果5. 通过一个实例分析基因突变对蛋白质功能的影响6. 课堂讨论：让学生分享自己了解的基因突变相关的生物学现象7. 总结：强调基因、DNA转录和翻译在生命科学中的重要性六、教学评估1. 课堂问答：通过提问了解学生对基因、DNA转录和翻译的理解程度。
2. 作业：要求学生完成一个相关实验报告，如设计一个实验来验证基因指导蛋白质的合成。
3. 小组讨论：评估学生在讨论中的表现，了解他们对基因突变与蛋白质功能关系的理解。
七、教学拓展1. 介绍一些最新的基因研究领域，如基因编辑技术CRISPR-Cas9。
2. 探讨基因治疗的应用和前景。
3. 分析一些与基因相关的社会伦理问题，如基因隐私保护和基因歧视。
八、教学资源1. 推荐一些相关的教材和参考书，如《分子生物学》、《基因表达与调控》。
2. 提供一些在线资源，如基因研究相关的学术期刊和数据库。
3. 推荐一些科普文章和视频，帮助学生更好地理解基因的概念和功能。
九、教学建议1. 在讲解DNA转录和翻译过程时，可以使用动画演示，帮助学生更直观地理解这些过程。
第1节 基因指导蛋白质的合成
第1节基因指导蛋白质的合成课程标准要求核心素养对接学业质量水平概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成，细胞分化的本质是基因选择性表达的结果，生物的性状主要通过蛋白质表现。
1.生命观念——结合DNA双螺旋结构模型，阐明DNA分子通过转录和翻译等过程表达遗传信息；理解多聚核糖体现象的本质，利用结构与功能观，认识到其对提高翻译效率的意义。
水平二2.科学思维——利用分析与综合的方法，比较归纳转录和翻译在时间、场所、模板、产物、原料、酶、能量、过程、碱基互补配对方式及特点等方面的相同与不同。
水平二3.科学思维——通过分析相关资料，利用物质与能量观，分析原核生物、真核生物、DNA病毒和RNA病毒遗传信息流动的规律，归纳出遗传信息流动的中心法则。
水平二4.社会责任——利用中心法则的原理，根据相关资料分析不同药物杀菌抗病毒的机理，科学选择药物，促进人体健康的恢复。
水平一RNA的组成及种类———————————————自主梳理———————————————1.RNA的基本单位及组成①磷酸②核糖③碱基：A、U、G、C④核糖核苷酸2.RNA的种类及功能mRNA tRNA rRNA名称信使RNA 转运RNA 核糖体RNA 结构单链单链，呈三叶草形单链功能传递遗传信息，蛋白质合成的模板识别密码子，运载氨基酸参与构成核糖体[典例1] (2019·长春九校联盟期中)下列叙述中，不属于RNA功能的是() A.细胞质中的遗传物质 B.作为某些病毒的遗传物质C.具有生物催化作用D.参与核糖体的组成解析真核生物、原核生物和DNA病毒的遗传物质都是DNA，RNA病毒的遗传物质为RNA，A错误、B正确；少数酶的化学本质为RNA，C正确；rRNA参与核糖体的组成，D正确。
答案 A[对点练1]经测定，甲、乙、丙3种生物的核酸中碱基之比如下表，这3种生物的核酸分别为：________、________、________。
基因指导蛋白质的合成
(3)转录和翻译过程中的碱基配对不是 A－T，而是 A－U。
(4)并不是所有的密码子都决定氨基酸，其中终止密码子不决定 氨基酸。
2.
3．下图为两种细胞中主要遗传信息的表达过程，据图分析下列叙述错误
的是
(5)若在体外研究miRNA的功能，需先提取拟南芥的DNA，图丙所示为 拟南芥的部分DNA，若对其进行体外扩增(PCR)共得到128个相同的 DNA片段，则至少要向试管中加入________个鸟嘌呤脱氧核苷酸。
(6)在细胞分裂间期发生核DNA复制，该过程在分裂期很难进行，原因 是 ________________________________________________________ ________________。
(3)由miRNA的功能可推测，其调控基因表达的方式可能是使mRNA水 解，导致其______________；或者不影响靶RNA的稳定性，但可阻止 它们翻译成蛋白质，即发挥翻译抑制作用。
(4)图丙所示的DNA若部分碱基发生了变化，但其编码的氨________________________________ ________________。
________________________________________________________
________________
________________________________________________________ ________________。
5．microRNA(miRNA)是存在于动植物体内的大约由22个核苷酸组成的 短RNA，其虽然在细胞内不参与蛋白质的编码，但作为基因调控因子， 却影响了从发育到生理机能再到应激反应的大部分生物学过程。最近美 国加州大学的一个遗传研究小组以拟南芥为研究对象，发现了miRNA 对靶基因的抑制位置。如图为发生在拟南芥植株体内的相应变化，请回 答：
4.1 基因指导蛋白质的合成课件-高一下学期生物人教版(2019)必修2
模拟活动
二、遗传信息的翻译
➢ 多聚核糖体
核糖体移动方向
在细胞质中，翻译是一个快速高效的过 程。通常，一个mRNA分子上可以相继结 合多个核糖体，同时进行多条肽链的合 成（如左图）。
因此，少量的mRNA分子就可以迅速合 成大量的蛋白质。
多聚核糖体上形成的多条肽链相同吗？
二、遗传信息的翻译
归纳小结
➢ 翻译的知识要点
边解旋边转录
一、遗传信息的转录
合作探究
探究一：DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的 ？
学生活动一：利用贴图游戏模拟并讲解转录过程
要求:根据老师提供的双链DNA和产物mRNA，找 到相应的模板转录出相同mRNA。
一、遗传信息的转录
归纳小结
（三）转录的知识要点
1.定义：在 细胞核 中，以 DNA的一条链 模板合成 RNA 的过程。
课堂巩固练习
1、判断正误
(1)转录只发生在细胞核内
( ×)
(2)RNA是某些病毒的遗传物质 ( √ )
(3)遗传信息转录的产物只有mRNA ( × )
(4)转录是以DNA的完整的一条链为模板合成RNA的过程 (×) (5)tRNA由三个碱基构成 (× )
(6)密码子位于mRNA上，ATC一定不是密码子 ( √ ) (7)mRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质 ( ×)
小组讨论
探究一：DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的 ？
（二）复制与转录的比较
场所 模板 原料
酶 产物 碱基配对方式 特点
复制 主要在细胞核 DNA的两条链 四种脱氧核苷酸 解旋酶 DNA聚合酶 子代DNA
A—T C—G T—A G—C
半保留复制， 边解旋边复制
转录 主要在细胞核 DNA的一条链 四种核糖核苷酸 RNA聚合酶 mRNA、tRNA、rRNA A—U C—G T—A G—C
基因指导蛋白质的合成
基因通过控制酶的合成来控 制代谢过程，进而控制生物 体的性状
（1）囊性纤维病的病因是什么？ （2）镰刀型细胞贫血症的病因是 什么？
思
考
囊性纤维病的病因图解 CFTR基因缺失 CFTR蛋白结构异常，导致功 能异常 患者支气管内黏液增多 黏液清除困难，细菌 繁殖，肺部感染
2、基因通过控制蛋白质分子的结构来直接影响性状。
原料： 4 种核糖核苷酸
条件： RNA聚合酶、ATP
原则： 遵循碱基互补配对原则
A— U ; T— A ; G—C ; C— G
产物 DNA
mRNA
转录：在细胞核内以DNA的一条链为模板按照碱基互补配
对原则合成RNA 的过程。
RNA是怎样把DNA的遗传信息翻译成蛋白质的？
电报密码
电报机
0130
0117
A A U
mRNA
C U A
UU A
GAU
一个转运RNA 只能携带一种特定的氨基酸！ 但 一种氨基酸可以由1种或几种tRNA携带
细胞中的转运RNA至少有
第22页
61
种！
5、过程
细胞质
U U A G A U A U C mRNA
第23页
-H2O
肽键
甲硫氨 酸
组氨酸
①
核糖体
②
G U G
U A C A U G C A C A U C C A C
例如：镰刀型细胞贫血症
基因通过控制蛋白质的结构 直接控制生物体的性状
知识小结
1. 通过控制酶的合成来控制代谢过程， 从而间接控制生物性状。
2. 通过控制蛋白质分子的结构来直接影响性状。 DNA—蛋白质—性状的关系 DNA的多样性 决定 蛋白质的多样性 导致 生物界的多样性 表现形式 直接控制/间接控制 根本原因
《基因指导蛋白质的合成》参考教案
《基因指导蛋白质的合成》参考教案一、教学目标：1. 理解基因的概念及其与DNA的关系。
2. 掌握基因指导蛋白质合成的过程，包括转录和翻译。
3. 了解遗传信息的传递过程，即中心法则。
4. 能够运用所学的知识解释一些相关的生物学现象。
二、教学重点与难点：1. 教学重点：基因的概念及其与DNA的关系。
基因指导蛋白质合成的过程，包括转录和翻译。
遗传信息的传递过程，即中心法则。
2. 教学难点：遗传信息的转录和翻译过程的细节。
中心法则的拓展应用。
三、教学准备：1. 教学材料：教材、PPT、实验材料等。
2. 教学工具：投影仪、电脑、实验仪器等。
四、教学过程：1. 导入：通过一个具体的生物学现象，如遗传疾病的例子，引发学生对基因和蛋白质合成的兴趣。
2. 基因的概念及其与DNA的关系：讲解基因的定义，解释基因与DNA的关系，引导学生理解基因是DNA的一部分，且基因是控制生物性状的遗传单位。
3. 基因指导蛋白质合成的过程：详细讲解转录和翻译的过程，包括RNA的合成、核糖体的作用等，让学生掌握基因如何指导蛋白质的合成。
4. 遗传信息的传递过程：介绍中心法则，解释DNA复制、RNA逆转录和RNA 翻译的过程，让学生理解遗传信息的传递路径。
五、作业与拓展：1. 作业：布置相关的习题，让学生巩固所学知识。
2. 拓展：鼓励学生查阅资料，了解中心法则在现代生物科技中的应用，如基因编辑技术等。
教学反思：在课后，对教学效果进行反思，看是否达到了教学目标，学生是否掌握了重点知识，以及是否有需要改进的地方。
六、教学评估：1. 课堂互动：观察学生在课堂讨论和问题解答中的参与程度，以评估他们对知识的理解和应用能力。
2. 作业完成情况：评估学生作业的准确性和完成质量，以检验他们对教学内容的理解和掌握程度。
3. 随堂测验：设计相关的随堂测验，测试学生对基因指导蛋白质合成过程的掌握情况。
七、教学延伸：1. 基因编辑技术：介绍基因编辑技术，如CRISPR-Cas9，并讨论其在医学、农业和生物研究中的应用。
人教版高中生物学必修2精品课件 第4章 第1节 基因指导蛋白质的合成
课堂篇探究学习
探究点一
探究点二
归纳提升
1.基因表达过程中相关的数量关系
比较(不考虑终止密码子)
数目/个
DNA 中的碱基数(脱氧核苷酸数)
6n
RNA 中的碱基数(核糖核苷酸数)
P~P~P)是转录过程中需要的一种物质。有关叙述正确的是( )
A.甲、乙、丙的组成中含有的五碳糖相同
B.甲、乙共由6种核苷酸组成
C.丙和酶的化学元素组成相同
D.甲、乙中的A与丙中的A不是同一物质
解析:甲中的五碳糖是脱氧核糖,乙、丙中的五碳糖是核糖,A项
错误;甲中含4种脱氧核苷酸,乙中含4种核糖核苷酸,甲、乙共由8种
分析题图,①过程表示DNA的复制,在真核细胞中发生在有丝分 裂的间期和减数第一次分裂前的间期。②过程表示转录过程,催化 转录过程的酶主要是RNA聚合酶,A项正确;据图观察可知,从a→b, 越接近b端的核糖体上翻译出的肽链越长,说明越接近b端的核糖体 在mRNA上移动的距离越长,由此推测出核糖体的移动方向为 a→b,B项正确;在原核细胞中分离的多聚核糖体常与DNA结合在一 起,说明在原核细胞中边转录边翻译,转录和翻译可同时同地进行,C 项正确;由于基因的选择性表达,控制花色的基因在叶肉细胞中不 表达,D项错误。
答案:A
探究点一
探究点二
课堂篇探究学习
方法技巧 “两看法”判断真核生物和原核生物基因表达过程图
探究点一
探究点二
课堂篇探究学习
探究点二
归纳提升 1.遗传信息、密码子(遗传密码)、反密码子的区分与联系
探究点一
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G
半胱氨酸 半胱氨酸 终 止 色氨酸 精氨酸 精氨酸 精氨酸 精氨酸 丝氨酸 丝氨酸 精氨酸 精氨酸 甘氨酸 甘氨酸 甘氨酸 甘氨酸
第三个 字母 U C A G U C A G U C A G U C A G
1. 密码子表查法 例:CCU脯氨酸 ACA苏氨酸 2密码子的特点 专一性 简并性 通用性 3特殊密码子 ４.密码子有6４ 种，决定 氨基酸的 密码子有61种
U U
苯丙氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 异亮氨酸 异亮氨酸 异亮氨酸 甲硫氨酸 （起始） 缬氨酸 缬氨酸 缬氨酸 缬氨酸 （起始）
C 丝氨酸 丝氨酸 丝氨酸 丝氨酸 脯氨酸 脯氨酸 脯氨酸 脯氨酸 苏氨酸 苏氨酸 苏氨酸 苏氨酸 丙氨酸 丙氨酸 丙氨酸 丙氨酸
A
酪氨酸 酪氨酸 终 止 终 止 组氨酸 组氨酸 谷氨酰胺 谷氨酰胺 天冬酰胺 天冬酰胺 赖氨酸 赖氨酸 天冬氨酸 天冬氨酸 谷氨酸 谷氨酸
C
A
G
翻 译
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 1、时间：个体生长发育的整个过程 2、场所: 3、模板: 4、原料:
细胞质的核糖体
mRNA
20种游离的氨基酸
5、其他物质条件: 6、原则: 7、产物:
酶、ATP、8、实质:
翻译
DNA双链 A1 T2
T1
G1
A2
C
②双链DNA分子中A+T/G+C等于其中 任何一条链的A+T/G+C。
A2 +T2 A+T =n A1+T1 =n G +C =n G+C 2 2 G1+C1
C1
G2
③双链DNA分子中，互补的两条链中A+G/T+C互 为倒数。即两不互补碱基之和的比值等于另一互 补链中这一 比值的倒数. A2+G2 = 1 = n T2+C2 n T1+C1 ④双链DNA分子中，A+T占整个DNA分子碱基 总数的百分比等于其中任何一条链中A+T占该 链碱基总数的百分比。 DNA双链 A1 +T1 = m% A1 +T1 +G1 +C1 T2 A1 A2 +T2 A2 +T2 +G2 +C2 A+T = A+T+G+C = m% m%
补充练习
基因、蛋白质与性状的关系总结
基 因
酶或 激素 结构 蛋白
细胞 代谢 细胞 结构
生物 性状 生物 性状
湖南省临湘市第一中学 风沙工作 室 Email：3725662@
规律总结：
①双链DNA分子中，两互补碱基相等；任意两个不 互补碱基之和恒等，各占碱基总数的50%,且不互补
碱基之和的比值等于1． ∵A=T， C=G
∴ A+G=T+C =A+C=T+G= 50% ( A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)=(T+C)/(A+G) =(T+G)/(A+C)=1
RNA复制 中心法则是生命体系中最核心、最简约、 最本质的规律，掌握中心法则对生命本质的 把握有着重要作用。
核酸 和________ 蛋白质 这两类 中心法则实质蕴涵着______ 生物大分子之间的相互______ 联系 和相互作用。
补充练习
如下图所示为甲、乙、丙三种病毒的遗传信息的传递过程， 请依图回答： DNA ；乙_________； （l）3种病毒的遗传物质分别甲_________ RNA RNA 丙_________。 （2）用图示表示它们的遗传信息传递过程甲_________； 乙_____ ___；丙_________。
mRNA
蛋白质
复制
转录
翻译 mRNA→蛋白质
信息流 DNA→DNA DNA→mRNA 动方向
请设计一幅概念图，描述DNA、 RNA、蛋白质等物质间信息流动的关系。
DNA
例如： RNA
蛋白质
1957年，克里克－－中心法则
资料分析 中心法则补充
补充修正的中心法则
复 制
DNA
转录 逆转录
RNA
翻译
蛋白质
4种游离的核糖核苷酸 酶、ATP
5、催化剂、能量: 6、原则: 7、产物:
碱基互补配对原则：A和U C和G T和A G和C mRNA 转录 DNA mRNA
8、实质:
密码子: 信使RNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基
密码子
密码子
密码子
U U A G A U A U C
mRNA
第一个 字母
第二个字母
T1 A2
G1
C1
C2
G2
信使 RNA(mRNA)
RNA 的种类 核糖体 RNA(rRNA) 转运 RNA(tRNA)
转录小结 在细胞核内进行的，是以DNA双链中的一条为 模板，合成mRNA的过程。 1、时间：个体生长发育的整个过程 2、场所: 3、模板: 4、原料:
主要在细胞核中
DNA的一条链