新教材高中生物第4章基因的表达基因指导蛋白质的合成课件新人教版必修

第1节基因指导蛋白质的合成第4章基因的表达电影中，科学家是怎么使已灭绝的恐龙复活的？科学家利用凝结在琥珀中的史前蚊子体内的恐龙血液提取出恐龙的遗传基因，加以修补和培育繁殖，竟然将已绝迹6500万年的史前庞然大物复生。问题一：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？问题二：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？针对特定的生物学现象，进行观察、提问。体现了科学探究的核心素养。肤色眼皮单、双血型基因有遗传效应的DNA片段控制生物性状在染色体上呈线性排列蛋白质是生命活动的

主要

者和

者性状的形成离不开

(特别是酶)的作用，

控制生物体的性状基因通过

蛋白质的

来

性状！体现承担蛋白质基因指导合成控制基因指导蛋白质合成的过程，叫基因的表达。思考：基因怎样指导蛋白质的合成呢？1.说出RNA的种类和作用，掌握DNA和RNA分子的异同。

（生命观念、科学思维）2.描述遗传信息的转录和翻译过程。（科学思维）3.理解遗传信息、密码子、反密码子的区别。（生命观念、科学思维）4.理解中心法则的内容及应用。（科学思维）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。

体会课堂探究的乐趣，汲取新知识的营养，让我们一起吧！进走课堂DNA蛋白质合成（细胞核）（细胞质）核孔RNA？？实验证据小资料：

1955年有人曾用洋葱根尖和变形虫进行实验，如果加入RNA酶分解细胞中的RNA，蛋白质合成就停止，而如果再加入酵母菌中提取出来的RNA，则又可以重新合成一定数量的蛋白质。同年，拉斯特（LasterGold）等人将变形虫用同位素标记的尿嘧啶核苷酸培养液来培养，发现标记的RNA分子首先在细胞核中合成。RNA是DNA和蛋白质之间的中间物质，充当信使。思考：你认为RNA在蛋白质合成中起到了什么作用？信使RNA：遗传信息传递的媒介。核糖体RNA：与蛋白质构成核糖体。转运RNA：转运氨基酸的工具。思考：为什么RNA适于做DNA（基因）的信使？规则的双螺旋结构通常呈单链结构脱氧核苷酸核糖核苷酸腺嘌呤（A）鸟嘌呤（G）腺嘌呤（A）鸟嘌呤（G）胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（T）胞嘧啶（C）尿嘧啶（U）脱氧核糖核糖磷酸磷酸阅读教材完成下面的表格RNA适合做DNA的信使的原因1.RNA是由基本单位——核苷酸连接而成的，与DNA一样能储存遗传信息。2.RNA一般为单链，比DNA短，能通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。3.RNA与DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”。基于生物学事实和证据运用归纳与概括，体现了科学思维的核心素养。一、遗传信息的转录思考：（1）DNA以几条链为模板进行转录？（2）图中显示DNA转录出mRNA经过几个步骤？DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的？

点击此处播放（1）转录的场所：（2）转录的模板：（3）转录的原料：（4）转录的条件：（5）转录时的碱基配对:

（6）转录特点：（7）转录的结果：主要在细胞核DNA的一条链四种核糖核苷酸(A、G、C、U）RNA聚合酶和ATP、模板、原料形成mRNA遗传信息的转录总结边解旋边转录A=UC=G基于生物学事实和证据运用归纳与概括，体现了科学思维的核心素养。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？2、转录成的RNA的碱基序列，与作为模板的DNA单链的碱基序列有哪些异同？与该DNA的另一条链的碱基序列有哪些异同？思考与讨论：针对特定的生物学现象，进行观察、提问。体现了科学探究的核心素养。【例1】如图甲、乙表示真核生物遗传信息传递的两个过程,图丙为其中部分片段的放大示意图。以下分析正确的是(

)CA.图中酶1和酶2是同一种酶B.图乙所示过程在高度分化的细胞中不会发生C.图丙中b链可能是构成核糖体的成分D.图丙是图甲的部分片段放大由题图可知,图甲为DNA的复制过程,酶1为DNA聚合酶,图乙为转录过程,酶2为RNA聚合酶,图丙为转录过程,是图乙的部分片段放大,其中b链可能为rRNA。转录过程在高度分化的细胞中也可以发生。mRNA通过核孔进入细胞质中，开始它新的历程——翻译。

思考：转录得到的RNA仍是碱基序列，而不是蛋白质。那么，RNA上的碱基序列如何决定蛋白质中氨基酸的种类、数量和排列顺序呢？mRNA如何将信息翻译成蛋白质呢？针对特定的生物学现象，进行观察、提问。体现了科学探究的核心素养。二、遗传信息的翻译

游离在细胞质中的各种氨基酸,以mRNA为模板,合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。?思考：组成蛋白质的氨基酸：信使RNA的碱基：21种4种4种碱基如何决定蛋白质的21种氨基酸呢？如果1个碱基决定1个氨基酸就只能决定___种，即

如果3个碱基决定1个氨基酸就可决定___种，即

如果2个碱基决定1个氨基酸就只能决定___种，即41664实验验证：1961年英国的克里克和同事用实验证明一个氨基酸是由mRNA的3个碱基决定的。mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基密码子:UCAUGAUUAmRNA密码子密码子密码子

第1个碱基第2个碱基 第3个碱基密码子苯丙氨酸UUUUUU

精氨酸AGGAGG一种密码子决定一种氨基酸，但一种氨基酸可以由

不同的密码子决定。

终止密码子：

、

、____

种类起始密码子：

（甲硫氨酸）、（

种）_____（缬氨酸、甲硫氨酸）编码氨基酸的密码子______种所有生物的密码子是

的。1种或几种64UAAGUGAUGUGA（硒代半胱氨酸）

UAG61相同1、已知一段mRNA的碱基序列AUGGAAGCAUGUCCGAGCAAGCCG，你能写出对应的氨基酸序列吗？甲硫氨酸—

谷氨酸—

丙氨酸—

半胱氨酸—脯氨酸—

丝氨酸—

赖氨酸—

脯氨酸2、地球上几乎所有的生物体都共用上述密码子。根据这一事实，你能想到什么？地球上所有生物都有着或远或近的亲缘关系，或者生物都具有相同的遗传语言，或者生命在本质上是统一的。思考与讨论针对特定的生物学现象，进行观察、提问。体现了科学探究的核心素养。3、从密码子表中可以看到，一种氨基酸可能有几个密码子，这一现象称作密码子的简并。你认为密码子的简并对生物体的生存发展有什么意义？如果密码子中的一个碱基发生变化，可能影响组成蛋白质的氨基酸的种类，也有可能组成蛋白质的氨基酸的种类不发生变化，这就保证了生物遗传的相对稳定性，又使生物出现变异，从而促进生物的发展进化。UAU密码子mRNAUGCAUACCGAU转运RNA（tRNA）思考：mRNA如何将信息翻译成蛋白质？UAU携带什么氨基酸？异亮氨酸AUAmRNAAAU亮氨酸ACU天冬氨酸AUG异亮氨酸一种tRNA只能携带一种氨基酸吗?一种氨基酸只能由一种tRNA携带吗?针对特定的生物学现象，进行观察、提问。体现了科学探究的核心素养。翻译点击此处播放A—C—U—G—G—A—U—C—U苏氨酸——甘氨酸——丝氨酸mRNA转录翻译蛋白质DNAA—C—T—G—G—A—T—C—TT—G—A—C—C—T—A—G—A肽键肽键基因中的碱基数（双链）︰mRNA中的碱基数︰合成蛋白质的氨基酸个数=_

______6︰

3︰

1基因中碱基数目、mRNA与蛋白质中氨基酸数目的关系基于生物学事实和证据运用归纳与概括、模型与建模等方法。体现了科学思维的核心素养。复制、转录和翻译的比较比较项目复制

转录

翻译场所模板酶能量

原料产物

碱基配对细胞核细胞质DNA的两条链DNA的一条链mRNA解旋酶，DNA聚合酶等解旋酶，RNA聚合酶等多种酶ATP子代DNAmRNA多肽链A-TT-AG-CC-GA-UT-AG-CC-GA-UU-AG-CC-G4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸氨基酸A密码子精氨酸氨基酸tRNAGmRNAGGDNA双链【例2】根据生物在蛋白质合成中遗传信息传递的规律，在下面表格中填入相应的字母：CCCAAT

C

GU

C

G根据DNA和RNA的碱基种类以及碱基之间的互补关系。三、中心法则遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的复制。也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。也可以从RNA流向RNA，以及从RNA流向DNA。DNA、RNA是遗传信息的载体，蛋白质是遗传信息的表达产物，而ATP为遗传信息的流动提供能量。生命是物质、能量和遗传信息的统一体。RNADNA

蛋白质转录翻译复制逆转录复制【例3】中心法则包括下列遗传信息的转变过程，其中揭示生物遗传实质的是（）

A从DNA到DNA的复制过程

B从DNA到RNA的转录过程

C从RNA到蛋白质的翻译过程

D从RNA到DNA的逆转录过程ARNA蛋白质转录原料模板酶场所反密码子原料模板场所工具氨基酸核糖体RNA聚合酶核糖核苷酸主要在细胞核一条链组成决定rRNAmRNAtRNA种类密码子三个碱基翻译DNA1.下列关于RNA的叙述，错误的是(

)A．少数RNA具有生物催化作用B．真核细胞内mRNA和tRNA都是在细胞质中合成的C．mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基称为密码子D．细胞中有多种tRNA，一种tRNA只能转运一种氨基酸B少数RNA是酶，具有催化作用；真核细胞内的mRNA和tRNA主要是在细胞核中合成的；mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基称为1个密码子；tRNA具有特异性，一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。2.下列关于真核细胞中转录的叙述,错误的是(

)A.tRNA、rRNA和mRNA都从DNA转录而来B.同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生C.细胞中的RNA合成过程不会在细胞核外发生D.转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补C原核细胞没有细胞核，其RNA合成在细胞质。A4.一段mRNA有30个碱基，其中A＋G有12个，则转录成这段mRNA的一段DNA分子中应有C+T()个A.12B.18C.24D.30D3.DNA复制、转录和翻译后所形成的产物分别是()A．DNA，RNA和蛋白质B．DNA，RNA和氨基酸C．RNA，DNA和核糖D．RNA，DNA和蛋白质根据一段双链DNA中A=T,C=G,也就是说C+T=A+G,各占一半，mRNA为30个，双链DNA为60，则C+T为30。5.下图表示细胞内遗传信息的表达过程,根据所学的生物学知识回答问题。(1)图2中方框内所示结构是

的一部分,它主要在

中合成,其基本组成单位是

,可以用图2方框中数字

表示。

图1图2RNA细胞核