遗传信息的转录和翻译
高中《遗传信息的转录和翻译》教案、教学设计
4.定期进行课堂小结，巩固所学知识，提高学生的总结归纳能力。
（三）情感态度与价值观
本章节的教学旨在培养学生的以下情感态度与价值观：
1.培养学生对生命科学的热爱，激发学生学习生物学的兴趣，提高学生的科学素养。
2.增强学生的环保意识，使学生认识到遗传信息的稳定对生物多样性的重要性。
（四）课堂练习
课堂练习环节，我将设计以下题目：
1.判断题：关于遗传信息转录和翻译的基础知识。
2.选择题：考查学生对基因表达调控的理解。
3.填空题：补充完整遗传信息传递的过程。
4.应用题：结合遗传疾病案例，分析基因表达异常的原因。
（五）总结归纳
在总结归纳环节，我将采取以下措施帮助学生巩固所学知识：
1.梳理本节课的知识点，引导学生回顾遗传信息的转录和翻译过程。
3.培养学生的道德观念，让学生明白遗传信息的滥用可能带来的伦理问题，如基因歧视、基因篡改等。
4.培养学生的社会责任感，使学生意识到遗传疾病防治的重要性，为未来社会发展贡献力量。
二、学情分析
在教授“遗传信息的转录和翻译”这一章节时，考虑到学生的认知水平和学习背景，学情分析如下：
高中阶段的学生在生物学科方面已具备一定的知识基础，对DNA、RNA和蛋白质等概念有初步了解，但对于遗传信息的具体传递过程尚存在认知困难。此外，学生在分析问题的深度和广度上仍有待提高。
3.掌握基因表达调控的基本原理，了解基因突变对遗传信息传递的影响。
4.能够运用所学的知识，分析遗传疾病产生的分子机理，为未来医学研究奠定基础。
（二）过程与方法
在教学过程中，教师应注重以下过程与方法：
1.采用问题驱动的教学方法，引导学生主动探究遗传信息的转录和翻译过程，培养学生的自主学习能力。
遗传信息的转录和翻译
遗传信息的转录和翻译是生物学中重要的概念，涉及到DNA的复制、RNA的合成以及蛋白质的合成等过程。
转录是指将DNA中的基因信息转录成RNA的过程。
这个过程包括三个阶段：起始、延伸和终止。
起始阶段是RNA聚合酶与DNA结合的过程，延伸阶段是RNA聚合酶将RNA链合成的过程，终止阶段是RNA聚合酶从DNA分离的过程。
在转录的过程中，RNA聚合酶以单链DNA为模板，合成单链RNA。
转录后的RNA与DNA序列相对应，而且有些特定的RNA还会有修饰。
翻译是指将RNA中的基因信息转化为蛋白质的过程。
这个过程包括三个阶段：起始、延伸和终止。
起始阶段是mRNA与核糖体结合的过程，延伸阶段是核糖体将氨基酸逐个添加到多肽链中的过程，终止阶段是核糖体从mRNA分离的过程。
在翻译的过程中，mRNA被翻译成一条多肽链，这条多肽链最终将被折叠成具有特定功能的蛋白质。
遗传信息的转录与翻译
遗传信息的转录与翻译遗传信息的转录与翻译是生物学中关键的过程，它们在细胞内发挥着重要的作用。
转录是指将DNA中的遗传信息复制成RNA的过程，而翻译则是将RNA的序列转化为蛋白质的过程。
本文将详细介绍遗传信息的转录与翻译机制，并探讨其在生物体内的重要性。
一、转录的过程转录是生物体中遗传信息从DNA转变为RNA的过程。
它起始于特定的DNA序列，称为启动子。
当启动子与转录因子结合后，形成转录复合物，该复合物能促进DNA的酶切和分离。
随后，RNA聚合酶通过将新合成的RNA链与DNA模板的互补碱基配对，合成互补的RNA 链。
转录至终止子时，RNA聚合酶会停止合成RNA，并与DNA分离。
最终，合成的RNA链成为mRNA（信使RNA）的前体。
转录的结果是合成了一条与DNA模板完全互补的RNA链。
这条RNA链可以直接参与蛋白质的合成过程，也可以在某些特定条件下形成其他种类的RNA，如rRNA（核糖体RNA）和tRNA（转运RNA）。
这些RNA在细胞内发挥着重要的生物学功能。
二、翻译的过程翻译是指将RNA的序列转化为蛋白质的过程。
它是一个复杂的过程，需要依赖多种分子和翻译机构的协同作用。
翻译分为三个主要阶段：启动、延伸和终止。
在翻译的启动阶段，mRNA与核糖体（由rRNA组成）和tRNA一起形成一个翻译复合物。
这个复合物的形成是依赖于起始密码子和起始tRNA。
一旦复合物形成，翻译就进入了延伸阶段。
在延伸阶段，翻译复合物解读mRNA上的密码子，通过与tRNA上相应的抗密码子碱基进行互补配对，将氨基酸添加到正在合成的多肽链上。
这个过程持续进行，直至遇到终止密码子。
在终止阶段，当翻译复合物遇到终止密码子时，翻译过程停止，新合成的多肽链从核糖体中释放出来。
此时，多肽链已经完成，可以发挥其特定的生物学功能。
三、遗传信息转录与翻译的重要性遗传信息的转录与翻译是生物体内基因表达的重要步骤，对维持生物体正常功能起着至关重要的作用。
遗传信息的转录与翻译
遗传信息的转录与翻译遗传物质是细胞生物活动中非常重要的一部分，而遗传信息的转录和翻译是研究遗传物质组成的一个重要方面。
本文将就遗传信息的转录和翻译这一主题进行探讨。
一、什么是遗传信息？遗传信息是DNA分子所携带的生物学信息，在DNA分子中由基因编写而成。
遗传信息的传递不仅在遗传学中具有重要的作用，在生物学的其他领域也都有非常广泛的应用。
二、遗传信息的转录遗传信息的转录是指过程中的DNA转录成RNA的过程。
具体的过程是：RNA聚合酶酶作为一个复合酶与一些辅助蛋白组合来构成RNAPII，它负责RNA聚合作用。
其中，一条DNA链被模板酶作用，从而合成一条RNA链。
并在RNA聚合物形成后，被RNA聚合酶从DNA模板上解除与RNA链的连接，RNA聚合物会在核酸序列的方向行进，直至遇到出现特定序列的终止子，RNA聚合物便停止合成，然后由核酸链断裂酶在终止子处切断RNA链，最终释放成品RNA分子。
在RNA的转录过程中，有许多不同的可能阶段，包括转录起始点的选择、RNA产生的节奏以及后续的RNA调控。
三、遗传信息的翻译遗传信息的翻译是指RNA转化成蛋白质的过程。
具体的过程是：mRNA分子通过核孔到达细胞质，并与三种可转移的RNA分子（又称tRNA，transfer RNA）形成互相作用。
一个配对为一个二面角位点称为tRNA分子的反向L─ (第11位及第15位内部氨基酸残基之间的交叉点)。
这里的反向，是指与DNA的氨基酸序列（L，D，L，D，……）相反，而留在RNA上形成左右颠倒（右、左、右、左……）的氨基酸序列。
tRNA上的核苷酸残基与氨基酸配对，形成氨基酸-tRNA复合物。
当核糖体绕过mRNA时，三个不同的tRNA组件依次加入，并成为多肽合成的第一，第二和第三个位置。
通过肽键反应氨基酸通过另一个tRNA对到它的氨基酰tRNA上，并在第一个tRNA 分子上建立了肽键。
随着核糖体融合组件滑动，多肽合成依次加入，直到到达一个终止符号。
高考专题： 遗传信息的转录和翻译(含解析答案)
遗传信息的转录和翻译高考频度：★★★☆☆ 难易程度：★★★☆☆1．RNA 的结构与分类 （1）RNA 与DNA 的区别物质组成结构特点 五碳糖 特有碱基 DNA 脱氧核糖 T(胸腺嘧啶) 一般是双链 RNA核糖U(尿嘧啶)通常是单链（2）基本单位：核糖核苷酸。
（3）种类及功能⎩⎪⎨⎪⎧信使RNA mRNA ：蛋白质合成的模板转运RNA tRNA ：识别并转运氨基酸核糖体RNA rRNA ：核糖体的组成成分2．遗传信息的转录（1）概念：在细胞核中，以DNA 的一条链为模板合成RNA 的过程。
（2）过程(如图)3．翻译 （1）概念场所 细胞质的核糖体上模板 mRNA 原料 20种氨基酸产物具有一定氨基酸顺序的蛋白质（2）密码子：mRNA 上361种。
（3）反密码子：位于tRNA 上的与mRNA 上的密码子互补配对的3个碱基。
考向一 DNA 与RNA 的比较1．关于DNA 和RNA 的叙述，正确的是 A ．DNA 有氢键，RNA 没有氢键 B ．一种病毒同时含有DNA 和RNA C ．原核细胞中既有DNA ，也有RNA D ．叶绿体、线粒体和核糖体都含有DNA 【参考答案】C【试题解析】在tRNA 中，也存在碱基之间的互补配对，故也有氢键，A 错；一种病毒中只含有一种核酸，要么是DNA ，要么是RNA ，B 错；原核细胞中既有DNA ，也有RNA ，C 正确；核糖体是由蛋白质和RNA 组成的，不含有DNA ，D 错。
解题技巧DNA 和RNA 的区分技巧 （1）DNA 和RNA 的判断①含有碱基T 或脱氧核糖⇒DNA ； ②含有碱基U 或核糖⇒RNA 。
（2）单链DNA 和双链DNA 的判断①若：⎭⎪⎬⎪⎫A ＝T ，G ＝C 且A ＋G ＝T ＋C ⇒一般为双链DNA ；②若：嘌呤≠嘧啶⇒单链DNA 。
（3）DNA 和RNA 合成的判断用放射性同位素标记T 或U ，可判断DNA 和RNA 的合成。
遗传信息的转录和翻译
3、密码子
密码子
密码子
密码子
U U A G AU AUC
mRNA 密码子：mRNA上决定氨基酸的三个相邻
的碱基。
密 码 子 表
UU A GA U A UC
mRNA
4、遗传密码的特性
⑴遗传密码共64个，能决定氨基酸的遗传密 码只有61个。有3个终止密码子，没有对应的氨 基酸。（2个起始密码子）
⑵一个密码子决定一个特定的氨基酸。
CUA
每种tRNA只能识别并转运 一种特定的氨基酸!
反密码子
一共有多少种tRNA?
与密码子相互配对,转运的配对的密码子决定
所以tRNA 有61种
密码子与反密码子
亮氨酸 天冬氨酸
A AU CUA
异亮氨酸
UAG
一种tRNA只能携带一种氨基酸? 一种氨基酸只能由一种tRNA携带?
生物呈现多样性
现代遗传学认为： 生物的性状是由 基因 控制的
性状是由 蛋白质 物质体现的
？ DNA（基因）
蛋白质（性状）
基因如何指导蛋白质的合成
遗传信息的转录
遗传信息的翻译
一 遗传信息的转录
问题１：DNA主 要存在细胞核中， 而蛋白质合成是在 细胞质中进行的， 两者如何联系起来
的呢？
(一)RNA的结构、分类和作用
mRNA ( C )
A一 种一个
B一 种多个
C多 种多个
D 无数种无数个
二、遗传信息的翻译
1、概念：
游离在细胞质中的各种氨基酸，就以 mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的 蛋白质的过程。
问题： 转录得到的RNA仍是碱基序列，而不是
蛋白质。那么，RNA上的碱基序列如何能变 成蛋白质中氨基酸的种类、数量和排列顺序 呢？
基因表达遗传信息的转译与翻译
基因表达遗传信息的转译与翻译基因是生命的基本单位，它承载着生物所有的遗传信息。
然而，这些遗传信息并不能直接被生物体所利用。
基因表达是指这些遗传信息被转录成RNA后续转译成蛋白质的过程，这一过程包括转录和翻译两个环节。
本文将探讨基因表达的转译与翻译过程。
一、基因的转录过程基因的转录是指DNA的一部分信息被转录成RNA分子的过程。
转录过程包括三个主要步骤：起始、延伸和终止。
1. 起始转录的起始需要一个起始位点，这个位点通常由转录因子识别和结合。
转录因子是一种特殊的蛋白质，它能够结合到某一具体的DNA序列上，并招募其他转录因子和RNA聚合酶。
一旦形成复合物，RNA聚合酶就会开始进行转录。
2. 延伸在转录延伸过程中，RNA聚合酶将合成RNA链，同时脱氧核苷酸三磷酸（dNTPs）会与RNA链的末端碱基（核苷酸）形成磷酸二酯键，从而延伸RNA链。
这个过程会一直进行，直到到达转录终止位点。
3. 终止终止是指转录的停止。
在DNA序列上存在特殊的终止位点，当RNA聚合酶到达这个位点时，转录过程会停止，并释放出合成的RNA 链。
二、基因的翻译过程基因的翻译是指转录生成的RNA分子被翻译成蛋白质的过程。
这一过程是通过蛋白质合成机器——核糖体来完成的。
1. 起始翻译的起始需要一个起始密码子，起始密码子通常为AUG（码子的一种）。
在翻译的起始过程中，起始密码子被核糖体识别，并与起始tRNA结合。
起始tRNA上携带着甲硫氨酸（methionine），它将成为翻译的第一个氨基酸。
2. 延伸在翻译延伸过程中，核糖体会接受新的tRNA，并将其上携带的氨基酸与前一个氨基酸形成肽键。
这个过程会一直进行，直到到达终止密码子。
3. 终止终止是指翻译的停止。
当核糖体到达终止密码子时，翻译过程会停止，并释放出合成的多肽链。
终止密码子不编码任何氨基酸，它只是一个信号，告诉核糖体停止翻译。
三、转译与翻译的调控转译和翻译过程都受到调控。
在转录过程中，转录因子的结合与特定的启动子序列有关，通过信号通路的激活和调节，转录因子的结合能够被增强或抑制。
遗传信息的转录和翻译
转录小结
场所： 细胞核 模板： DNA的一条链 原料： 核糖核苷酸 条件： ATP、RNA聚合酶 产物： mRNA
碱基互补配对： G－C、C－G、T－A、A－U
遗传信息流动：DNA mRNA
经过转录，DNA中的遗传信息传递给了 mRNA， mRNA 再经过必要的加工后从核 孔进入细胞质。
那么，遗传信息是如何从进一步指导蛋白 质的合成的呢？
3、一种tRNA可以携带多种氨基酸。（错 ） 4、反密码子是位于mRNA上相邻的3个碱基。（错）
选择题
1、DNA复制、转录和翻译分别形成（A ）
A、DNA、RNA、蛋白质 B、 RNA、 DNA、多肽 C、RNA、DNA、核糖体 D、RNA、DNA、蛋白质
2、如果一个转运RNA一端的三个碱基是CGA，那么此
问题：
基因中某一碱基发生改变，该基因控 制的 性状一定改变吗？
（2）反密码子 概念：与mRNA分子中密码子互补配对的tRNA上的3个碱基 特点：反密码子的三个碱基与相应的DNA模板链上对应的碱
基相同，只是DNA链上碱基T的位置在tRNA上为U
种类：61种，反密码子与61种决定
氨基酸的密码子对应
2、翻译的过程
5、如果DNA的一条模板链的碱基排列顺序 是ACGCTAGCA，那么与它互补的另一条链 上的碱基排列顺序是 TGCGATCGT ，转录成 的信使RNA上的碱基排列顺序是
_____U__G_C_G__A_U_C_G__U__________
6、如下是转录过程：DNA ……ＡＴＧ…… RNA ……ＵＡＣ……
基酸通过脱水缩合形成肽键。
程
第四步：核糖体向前移动三个碱基对读取下一个密 码子。原占据位点1的tRNA离开核糖体，原占据位 点2的tRNA进入位点1，另一个携带氨基酸的tRNA
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特 点
1、一种 氨基酸可 以和多个 密码子相 对应
2、一般 一个密 码子只 和一种 氨基酸 相对应
问：tRNA要将氨基酸准确送到相应的位置， 有哪些结构基础？ 缬氨酸
反密码子：
与mRNA分子中 密码子互补配对 的tRNA上的3个 碱基
C A A
反密码子
种类：61种，
反密码子与61种 决定氨基酸的密 码子对应
教学过程
•
电影《侏罗纪公园》中，利用恐龙DNA使恐龙复活了，其过程离不开基因的表达--基因控制相应蛋白质的合成。DNA在细胞核中，而蛋白质合成是在细胞质中进行的， 两者如何联系起来？
复习
基因控制生物性状
指导 合成
体现者
蛋白质
基因指导蛋白质合成的过程，叫基因的表达。
问题：基因是怎样指导蛋白质的合成呢？
4种碱基只能决定4 种氨基酸，41=4。
两个碱基编码一个 氨基酸最多只能编 码16种，42=16。 三个碱基决定一个氨 基酸只能决定64种， 43=64，足够有余。
密码子
密码子
mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻碱基 密码子 密码子
U U A G U U A U C mRNA
起始密码子：2种，AUG、GUG，也编码氨基酸 种类 终止密码子：2种，AUG、GUG，也编码氨基酸 普通密码子：
基因指导蛋白质的合成
江西乐平三中 李亚军
教材分析 教学目标 教材重、难点
教法与学法
教学过程
教材分析
• “基因指导蛋白质的合成”在人教版生物 教材必修2《遗传与进化》第4章第1节，本 节内容包括转录和翻译及相关知识点，是 遗传学最基本的问题，对于学生理解生物 的遗传有重要的意义，也是学习后面的变 异、基因工程等相关章节不可缺少的基础。
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教学目标
• 1、知识目标： 概述遗传信息的转录和翻译；运用数学的 方法，分析碱基与氨基酸的对应关系。 2、能力目标：各学科知识综合应用的能力； 通过引导学生阅读教材，培养学生的自学能 力，理解能力，分析问题的能力 。 3.情感目标：认同与人合作在科学研究中的 重要性。科学研究离不开大胆的设想和创新 精神。
mRNA DNA→mRNA
mRNA
游离的 氨基酸
蛋白质 mRNA→Pro
板书设计
• • • • • • • • • • 二、翻译 1、密码子 ①密码子概念 ②密码子特点 2、tRNA、反密码子 ①tRNA结构 ②反密码子概念及其种类 3、翻译 ①小结：概念、场所、模板、原料、产物、工具。 ②翻译蛋白质的过程
教后反思
• 在这节课堂中，充分发挥多媒体的作用，将抽象的过程直观的呈 现，设置梯度问题讨论和利用模型演练的方式，让全体学生参与 到课堂中，学生讨论激烈，发言踊跃，教学效果较好。 • 如何突出重点，化解难点是课堂教学成败的关键。在重点、难点 处让学生进行课堂讨论，是一种突出重点，化解难点的有效手段。 但针对这些内容教材不一定设置了小组讨论问题，因此要根据实 际情况，设置好小组讨论问题。将教材中“问题探讨”、“思考 与讨论”、“资料分析”和“旁栏分析”等栏目进行合理的筛选 整合，使问题简练形成梯度问题，既可以突破难点，又可以使运 作紧凑，学习目的明确。 • 小组活动时间不好把握，课堂内容讲述时间不够，在内容的处理 上要分清主次，相信学生的能力，不要全包全办。
氨基酸
丙氨酸
1、 A 链为转录的模板链，遗传密码子存 在于 C 链上。 2、第二个氨基酸是UGC半胱氨酸 ，（查密码表） 3、丙氨酸的密码子是 GCA ，决定合成该氨基 酸的DNA上的碱基是 CGT 。
小结翻译
1、概念：
2、场所：
游离在细胞质中的各种氨基酸，以 mRNA为模 板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程
DNA
RNA
（细胞核）
核孔
蛋白质合成
（细胞质）
二、翻
译
• 问题： • ①蛋白质的基本单位是什么？ • ②RNA上的碱基序列如何能变成蛋白 质中氨基酸的种类、数量和排列顺序？ • 请设想一下mRNA指导蛋白质合成过 程
mRNA上碱基与氨基酸的对应关系
1.如果1个碱基决定1个氨基 酸，4种碱基能决定多少 种氨基酸？ 2.如果2个碱基编码一个氨基 酸，最多能编码多少种氨基 酸？ 3.若三个碱基对应一个氨 基酸，那么四种碱基只能 决定几种氨基酸？
核糖体
3、模板：
mRNA
4、原料： 20种游离的氨基酸 5、工具：
tRNA 蛋白质（或多肽链）
6、产物：
翻译的过程
看蛋白质合成示意图思考以下问题：
• 氨基酸如何进入核糖体，并确定准确的位置？ • 单个的氨基酸之间通过什么反应连接起来形成肽 链？ • tRNA在氨基酸形成肽链后的去向？ • 核糖体在翻译过程中移动吗？移动方向怎样？
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教材重、难点
• 1.教材重点： 遗传信息的翻译过程 • 2.教材难点： 遗传信息的翻译过程
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教法与学法
教法：
探究法、类比法、 讨论法、模型演练法
学法：
及时将各个知识点进行归纳、比较和总 结，理清相关知识点的内在联系用主线将各 方面内容贯穿。借助课本中的图文信息、多 媒体课件将抽象过程直观呈现，再通过模型 构建参与课堂中，在“做中学”、“做中 悟”。 返回目录
核糖体、密码子、tRNA、反密码子、氨 基酸的关系
许多嘉宾（氨基酸 ）去参加一次盛大的庆 典，迎宾小姐（ tRNA ）在会场 （ 核糖体 ），一手拿着嘉宾的请帖 （反密码子 ），一手导引嘉宾到达正确 的座位( 密码子 )。在坐的各位嘉宾按一 定顺序形成了特定的方阵（蛋白质 ）。
根据蛋白质中遗传信息传递规律，填写表中空 白并回答问题 A链 DNA双链 C A B链 G T C链 信使RNA A U D 链 转运RNA G A G
请利用手上的核糖体、tRNA、氨基酸、 mRNA、模型演示翻译的过程
翻译的过程
总结
基因
转录 细胞核
RNA
翻译 细胞质
蛋白质
转录、翻译与DNA复制的比较
场所 DNA复制： 细胞核 DNA DNA 模板 原料 产物 DNA
遗传信息 传递方向
亲代DNA的 游离的脱 每一条链 氧核苷酸
DNA→DNA
转录： 游离的核 DNA 的一条链 DNA RNA 细胞核 （模板链） 糖核苷酸 翻译： 细胞质 RNA Pro
谢 谢 指 导
Байду номын сангаас