第4章第1讲(基因指导蛋白质的合成)
第四章第1节基因指导蛋白质的合成---转录

场所 解旋 模板 原料 酶 能量 碱基配对 产物
细胞核 完全解旋 DNA的两条链 4种脱氧核苷酸 DNA解旋酶、DNA聚合酶 ATP 子代DNA
G-C、C-G、T-A、 A - T G-C、C-G、T-A、A-U
思考和讨论
1、转录与DNA复制有什么共同之处?这对 保证遗传信息的准确转录有什么意义?
RNA
U
A
C
G
(1)DNA的两条链都能转录吗? (2)DNA链完全解开吗? (3)在转录过程中碱基互补配对原则有什么 特殊情况?
A—U、T—A、 G—C、 C—G DNA
……A-T-T-C-A-G-A-T-G…… a链 ……T-A-A-G-T-C-T-A-C…… b链 ……A-U-U-C-A-G-A-U-G……
转录和DNA复制都是以DNA为模板并按碱基互补配对 原则进行的,碱基互补配对原则能够保证遗传信息准 确无误地传递下去,从而保证了遗传地稳定性。
2、转录成的RNA的碱基序列,与作为模板 的DNA单链的碱基序列有那些异同?与该DNA 的另一条链的碱基序列有那些异同?
转录的RNA碱基序列碱基序列和模板DNA单链的建 基序列互补配对,与DNA的另一条链的碱基序列相同 (但DNA单链上的T换成U)。
假设以b链为模板,则转录出的RNA碱基排列为…
转录小结
模板: DNA分子解旋产生的一条链
原料: 四种核糖核苷酸
原则: 碱基互补配对原则(A U、G C、T A)
产物:
特点:
mRNA 边解旋,边转录
条件: 解旋酶、RNA聚合酶等 场所: 细胞核
复制与转录的比较
复制 转录
细胞核 只解有遗传效应的片段 只有DNA的一条链 4种核糖核苷酸 RNA聚合酶 ATP mRNA
第4章基因的表达第 1 节基因指导蛋白质的合成

第 4 章基因的表达第 1 节基因指导蛋白质的合成学习目标定位1 .简述 DNA 与 RNA 的主要区别。
2 .说明密码子、反密码子、遗传信息之间的关系。
3 .概述遗传信息的转录与翻译的过程。
4 .运用数学方法,分析碱基与氨基酸的关系。
探究主题1 遗传信息的转录 1 . RNA 的组成及种类(1)基本单位: (2)组成成分:(3)结构:一般是 链,长度比DNA ;能通过 从细胞核转移到细胞质中。
(4)种类: 、 和 三种。
2、遗传信息的转录 (1)概念 主要场所 模板原料 4种游离的 产物(2)过程【合作探究】1.结合第3章第2节DNA 分子的结构的学习,比较DNA 和 RNA 的区别。
比较项目 DNA RNA 全程 分布化学组成基本组成单位 碱基嘌呤 嘧啶五碳糖 无机酸 空间结构 分类2、根据核酸的组成成分和结构,试总结判断DNA和RNA的方法。
3、根据DNA的转录过程,结合图解,分析讨论下列问题:DNA转录图解如图(以β链为模板)(1)α链、β链、γ链的碱基数与DNA分子碱基数有何关系?(2)α链、β链、γ链上的各碱基之间有何数量关系?(3)γ链上(Aγ+Uγ)、(Gγ+Cγ)与DNA分子上的对应的碱基数有何联系?探究主题2 遗传信息的翻译【自主学习】1、概念场所模板原料产物具有的肽链2、密码子与反密码子密码子反密码子位置种类种种实质决定一个氨基酸的与发生碱基互补配对的3个相邻的碱基3 .过程(1)mRNA与结合。
(2)tRNA与mRNA ,将氨基酸置于特定位置。
(3)脱水缩合形成(写出结构简式),氨基酸连接形成肤链。
(4)肤链盘曲折叠,形成成熟的【合作探究】1 . DNA 在细胞核内,合成蛋白质的核糖体在细胞质中,试分析DNA 是直接跨过核膜进人细胞质的吗?2 .试比较遗传信息的传递和表达。
遗传信息的传递遗传信息的表达过程复制转录翻译场所原料条件模板特点产物信息传递方向3、结合下面图解,思考:(1)基因中的碱基数、mRNA 分子中的碱基数、蛋白质分子中的氨基酸数之间有何数量关系?(2)分析产生以上数量关系的原因。
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。
第4章 第1节 基因指导蛋白质的合成(精品学案)

第1节基因指导蛋白质的合成知识梳理基因是如何起作用的?人们认识到性状的形成离不开蛋白质(特别是酶)的作用,于是推测基因是通过来控制性状,并将这一过程称为。
一遗传信息的转录1、RNA:有、、三种。
2、转录二DNA分子双螺旋结构的主要特点(1)DNA分子是由条链组成的,这两条链按方式盘旋成双螺旋结构。
(2)DNA分子中的和交替连接,排列在,构成基本骨架;排列在内侧。
(3)两条链上的通过连接成,并且碱基配对有一定的规律:A(腺嘌呤)一定与()配对;G(鸟嘌呤)一定与()配对。
碱基之间的这种一一对应的关系,叫。
( 以上内容为本节重点,注意结合教材P49页DNA分子的结构模式图理解记忆。
)巩固练习:教材P51《练习》课外作业:制作DNA双螺旋结构模型第3节DNA的复制知识梳理一DNA分子复制的过程1、概念:是指以亲代DNA分子为合成子代DNA的过程。
2、过程:(1)解旋:DNA分子首先利用细胞提供的能量,在酶的作用下,碱基对之间的键断裂,两条螺旋的双链解开。
(2)合成子链:以解开的每一条母链为,在酶的作用下,利用细胞中游离的4种为原料,按照原则,各自合成与母链的一段子链。
随着模板链解旋过程的进行,新合成的子链也在不断延伸。
(3)形成子代DNA:每一条新链与盘旋成双螺旋结构。
这样,复制结束后,一个DNA分子就形成了两个的DNA分子。
3、准确复制的保证:(1)DNA分子独特的结构为复制提供了精确的。
(2)通过保证了复制能够准确地进行。
4、特点:①由于新合成的子代DNA分子中,都保留了原来DNA分子中的一条链,因此,这种复制方式叫。
②DNA分子的复制是一个的过程。
5、条件:①模板——②原料——③能量——④酶——6、时间:细胞有丝分裂期和减数第一次分裂前的期,随着的复制而完成。
7、意义:DNA分子通过复制,将遗传信息从亲代传给了子代,从而保持了。
二DNA半保留复制的实验证据(选学)实验材料:大肠杆菌实验技术:同位素标记技术实验流程:亲代DNA分子为15N/15N—DNA。
高中生物_必修二第四章第一节基因指导蛋白质的合成教学设计学情分析教材分析课后反思

教学设计本节课是必修二第四章《基因的表达》的第一节《基因指导蛋白质的合成》,是基于第三章“基因在哪里”和“基因是什么”的问题上来研究“基因是如何起作用的”即基因的表达问题。
关于本节课我是围绕着学习目标以及高中生物学科的核心素养要求进行设计的。
主要以问题串的形式“为什么RNA适于做DNA的信使呢?”“DNA怎样将遗传信息传给RNA的?”“RNA与核糖体结合形成生产线之后,工人怎样将氨基酸运到生产线上的呢?”等一系列问题逐步推进,问题始于细胞核中的DNA如何指导细胞质内蛋白质合成,将问题从细胞水平深入到分子水平;最后肽链合成了,还要在细胞中发挥作用,又回归到细胞水平。
我拍摄了校园里的部分花朵展示给学生以“花姿百态的直接原因和根本原因”导入新课,贴近学生的实际生活,自然的与生物学知识联系起来。
然后以四膜虫的资料自然而然的引导学生找到DNA和蛋白质之间的媒介:mRNA。
认识RNA和其作为信使的必要结构,引导学生形成RNA的结构决定功能的观念。
由mRNA引出RNA的种类,然后顺着RNA在基因表达过程中的扮演的角色顺其自然的开启表达过程。
学生在学习了DNA的复制基础上,对于转录过程的学习相对就容易了,我主要是让学生根据课本上的插图和文字自主学习此部分内容,培养学生的读图能力,提高分析、类比归纳的能力,然后跟踪练习加以巩固。
密码子的学习,主要是运用数学方法与学生一起推理,培养学生的理性思维。
翻译过程主要是运用我们自己手工制作的模具,让学生亲自动手操作模拟翻译的过程,体验探究过程的美妙,培养学生的科学探究素养。
最后以一个视频将DNA的复制、转录、翻译三个过程完整的结合在一起展示给学生,形成一个整体观。
在本节课的最后给学生留有一个科学探究的问题“密码子的简并性对生物体的生存发展有什么意义”让学生思考,从而在生物学知识的基础上形成生命观念,让学生体会基因表达过程的简约美和逻辑美。
学情分析本节课是必修二第四章《基因的表达》的第一节《基因指导蛋白质的合成》,是基于第三章“基因在哪里”和“基因是什么”的问题上来研究“基因是如何起作用的”即基因的表达问题。
【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。
高中生物第4章第1节基因指导蛋白质的合成
3.转录和翻译的比较
转录
翻译
时间
个体生长发育的整个过程
场所
主要在细胞核
核糖体
模板
DNA 的一条链
mRNA
原料 4 种核糖核苷酸
20 种氨基酸
条件 酶(RNA 聚合酶等)、ATP 酶、ATP、tRNA
产物
一个单链 RNA
多肽链
一个 mRNA 上结合多
特点 边解旋边转录 个核糖体,同时合成多
条肽链
A—U,T—A,C A—U,U—A,C—G,
典例研析
【典例 2】 如图表示某 DNA 片段遗传信息的传递 过程,①~⑤表示物质或结构,a、b、c 表示生理过程。 请据图回答下列问题:
(可能用到的密码子:AUG—甲硫氨酸、GCU—丙氨 酸、AAG—赖氨酸、UUC—苯丙氨酸、UCU—丝氨酸、 UAC—酪氨酸)
(1)完成遗传信息表达的是________(填字母)过程,a 过程所需的酶有__________________________________。
典例研析 【典例 1】 甲、乙图示为真核细胞内两种物质的合 成过程,二者的不同之处有( )
①参与催化反应的酶的种类 ②反应进行的场所 ③碱基互补配对的具体方式 ④所需能量的提供方式
A.①③ B.②④ C.③④ D.①②
解析:读图知甲表示 DNA 分子的复制过程,乙表示 转录过程。二者进行的场所主要都在细胞核,都需要 ATP 提供能量;但催化复制的酶有解旋酶、DNA 聚合酶等, 催化转录的酶有 RNA 聚合酶等;碱基配对方式中前者独 有 A-T,后者独有 A-U。由此判断 A 项符合题意。
要点一 遗传信息的转录
1.转录过程中的碱基互补配对关系有哪些? 2.下图是一小段 DNA 片段,②链是模板链,请写 出其转录生成的 RNA 的碱基序列,并分析 RNA 的碱基 序列与 DNA 两条链碱基序列的关系?
人教版高中生物必修二第4章第1节基因指导蛋白质的合成-课件(共23张PPT)
个tRNA才能把所需要的氨基酸
转运到核糖体上,这些氨基酸的种类依次是
半胱氨酸-亮氨酸-谷氨酸
。
反馈检测
2.在遗传信息的翻译过程中,翻译者是( C )
A.基因
B.信使RNA
C.转运RNA
D.遗传密码
3.遗传密码子位于( B )
A.DNA上
B.信使RNA上
C.转运RNA上 D.核糖体RNA上
4.一个转运RNA一端的三个碱基是CGA,这个RNA转
荧光 蛋白
反馈检测
1.如果DNA分子一条链的碱基排列顺序是 ……ACGGATCTT……
(1)与它互补的另一条DNA链的碱基顺序是
……TGCCTAGAA……
;
(2) 如果以这条DNA链为模板,转录出的mRNA碱基
序列应该是 ……UGCCUAGAA…… ;
(3)在这段mRNA中包含了
3
个密码子
,需要 3
16.mRNA 17.密码子 18.61
19.精氨酸 20.UGU,UGC
21.精氨酸 22.半胱氨酸 Nhomakorabea表4-1 20种氨基酸的密码子表(附教材P65)
合作探究二 模拟遗传信息的翻译
合作探究二 模拟遗传信息的翻译
活动要求:用你手中的物理模型模拟翻译 过程,以荧光蛋白基因转录所得的mRNA为 模板链,模拟翻译形成荧光蛋白过程。并 将mRNA链黏贴在mRNA序列处,同时将所得 的多肽链,氨基酸序列填写在空白横线处 。(密码子表见书P65-表4-1)
复习旧知:转录
细胞核 4种核糖核苷酸 DNA的一条链 DNA - mRNA A—U、C—G、T—A、G—C
RNA
合作探究一 模拟遗传信息的转录
活动要求:模拟荧光蛋白基因转录形成mRNA的过程,将荧光蛋白基因的L2链 作为转录的模板链,将转录所得的mRNA序列填写在空白纸条处。
高中生物《第四章 第一节 基因指导蛋白质的合成》课件4 新人教版必修2
基因
细胞核
蛋白质
细胞质
RNA
探究二:RNA为何适于作DNA信使?
一、RNA的组成及分类
1.基本单位:核糖核苷酸 2.组成成分: 3.结构:一般是单链,长度比DNA短;能 通过核孔从细胞核转移到细胞质
磷酸 核糖
碱基
A G C U
4.RNA种类、作用及结构
种类 信使RNA (mRNA) 转运RNA (tRNA) 核糖体RNA (rRNA) 作用 蛋白质合成 的直接模板 运载氨基酸 核糖体的 组成成分 结构
4.翻译的要点
主要场所:细胞质的核糖体
模板:mRNA
原料:游离的氨基酸
产物:多肽或蛋白质
原则:碱基互补配对、脱水缩合
5.翻译的特点
①一个mRNA分子 结合多个核糖体, 可以同时合成多条 肽链。 ②少量的mRNA分 子可以迅速合成大 量的蛋白质。P67
四、基因表达的计算
DNA (基因) G C A 模板链 C G T DNA 碱基数目 mRNA G C U 氨基酸 精氨酸
9.某DNA分子中有1000个碱基对,则由 它所控制形成的信使RNA中含有的密码 子个数和合成的蛋白质中氨基酸种类 最多不超过 ( )
A.166和55
C.333和111
B.166和20
D.333和20
D
10.一条DNA分子上的 ) A、99个
: mRNA :氨基酸
碱基数目 数目
=
6
: 3
: 1
练习
1.下列关于转录的叙述不正确的是( ) A.发生在细胞核 B.以核糖核苷酸为原料 C.DNA的两条链都可做模板 D.边解旋边转录 2.组成人体蛋白质的20种氨基酸对应的密 码子共有( ) A.4个 B.20个 C.61个 D.64个
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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第四章第一讲:基因指导蛋白质的合成
一、基因表达的概念
1、基因指导 合成的过程,叫基因的表达。
2、基因的表达包括 和 两个过程。
二、遗传信息的转录
2、转录的过程
为模板,按照碱基互补配对原则形成 的过程。
)
三、遗传信息的翻译
1、概念:在 中,以 为模板,以 为运载工具,形成具有特定氨基酸序列的 的过程。
2、 过程
(1)mRNA 从细胞核出发,通过 进入细胞质,与___________结合,
一个核糖体与mRNA 的结合部位形成 个tRNA 结合位点。
(2)携带一个特定氨基酸的tRNA ,通过___________与第一个密码子互补配对,进入位点1。
(3)带另一个特定氨基酸的tRNA 以同样的方式进入位点2。
(4)位点1、位点2相应的氨基酸_____ ___形成___ ____。
(5)核糖体沿着 移动,读取下一个__________,原占据位点1的tRNA 离开__________,占据位点2的tRNA 进入位点1,一个新的携带氨基酸的tRNA 进入位点2,继续肽链的合成。
重复进行直至读取到___ _____。
(6)肽链合成后,从_________上脱离,经过一系列步骤,盘曲折叠成成熟的_________分子。
在横线上填出对应的碱基
3、密码子:_____ __上决定1个氨基酸的__ _个相邻的碱基。
(1)数量及分类
密码子总共有 个
(2)特点
一个密码子决定 种氨基酸,但是一种氨基酸可能有 个密码子。
(3)特性
①简并性:多数氨基酸有 个密码子。
(因此基因突变时,单个碱基对发生替换,有可能最后翻译出来的氨基酸没变, 造成生物的性状没改变)
②通用性:地球上几乎所有的生物共用一套密码子表 (通用性为 工程提供了理论基础)
4、tRNA (“搬运工”)
(1)结构:tRNA 是由 条RNA 单链盘曲折叠而成的 结构,其内部也有
部位形成了碱基对,所以说tRNA 上具有 键。
(2)反密码子: 上,识别 的三个相邻的碱基,有 种 (3)种类:tRNA 总共有 种
(4)特点:1种tRNA 只能运输 种氨基酸
1种氨基酸却可以由 种tRNA 运输 (5)功能:运输
注:DNA 复制只发生在细胞分裂的间期,而在高度分化的细胞(不具分裂能力)中不发生,而转录和翻译只要是活细胞均
可能发生(哺乳动物成熟红细胞除外),而且是所有时期均存在。
注:细胞中因有DNA 和RNA ,所以就整个细胞而言,嘌呤和嘧啶未必相等。
复制和转录发生在有DNA 的部位,如:拟核,
细胞核,线粒体,叶绿体等。
编码氨基酸的有 个,其中有 个起始密码子
不编码氨基酸的有 个:终止密码子 由左图可知
(1)翻译的方向是 (2)一个基因可转录成 个 的信使RNA
(3)一个信使RNA 可翻译成 个 的多肽链。