《基因指导蛋白质的合成》课件公开课
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》课件公开课
《基因指导蛋白质的合成》课件公开课一、教学内容本节课选自高中生物教材《遗传与进化》第二章第五节，详细内容主要围绕基因指导蛋白质的合成过程，包括转录、翻译两个环节，以及相关的酶、RNA和氨基酸的作用机制。
二、教学目标1. 了解基因指导蛋白质合成的过程，掌握转录、翻译的基本概念和过程。
2. 理解DNA、RNA和蛋白质之间的关系，认识到基因表达的重要性。
3. 能够运用所学的知识，解释生物体遗传信息的传递过程。
三、教学难点与重点1. 教学难点：转录、翻译过程中各种酶的作用及其相互关系。
2. 教学重点：基因指导蛋白质合成的过程及其生物学意义。
四、教具与学具准备1. 教具：PPT课件、黑板、粉笔。
2. 学具：教材、笔记本、彩色笔。
五、教学过程1. 实践情景引入：通过展示一些与基因表达相关的生物现象，引导学生思考基因如何指导蛋白质合成。
2. 新课导入：回顾上节课内容，提出本节课的学习目标。
3. 例题讲解：（1）介绍转录过程，讲解RNA聚合酶的作用，引导学生理解DNA到RNA的转录过程。
（2）介绍翻译过程，讲解核糖体、tRNA和氨基酸的作用，使学生掌握RNA到蛋白质的翻译过程。
4. 随堂练习：针对转录和翻译过程，设计相关习题，巩固所学知识。
六、板书设计1. 《基因指导蛋白质的合成》2. 内容：（1）转录：DNA → RNA（2）翻译：RNA → 蛋白质（3）相关酶和物质：RNA聚合酶、核糖体、tRNA、氨基酸等。
七、作业设计1. 作业题目：（1）简述基因指导蛋白质合成的过程。
（2）解释DNA、RNA和蛋白质之间的关系。
2. 答案：（1）基因指导蛋白质合成的过程包括转录和翻译。
转录是DNA 到RNA的过程，翻译是RNA到蛋白质的过程。
（2）DNA是遗传信息的载体，RNA是遗传信息的传递者，蛋白质是遗传信息的执行者。
八、课后反思及拓展延伸1. 课后反思：本节课通过讲解和实践，使学生掌握了基因指导蛋白质合成的过程，培养了学生的生物学思维。
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。
基因指导蛋白质的合成(优秀公开课课件)
基因转录的过程
1
开放DNA的双螺旋结构
酶将DNA的双螺旋结构分离形成单链
2
合成RNA
根据DNA模板合成RNA分子
3
加工RNA
通过加工 RNA来最终制成成熟的mRNA分子
4
其他RNA类别
包括tRNA、rRNA等，也会在这个时期合成
转录和翻译的关系
转录
转录作用是合成RNA
基因指导蛋白质的合成
本课程将带领大家深入了解基因如何指导蛋白质合成。我们将探讨DNA的结 构和功能，基因转录的过程，以及蛋白质的功能和作用。让我们开始学习吧！
DNA的结构与功能
双螺旋结构
上下互补的两条链，构成了 DNA分子的双螺旋结构
含有遗传信息
在DNA链上序列的不同排列 构成了遗传信息的存储
稳定性高
翻译
翻译作用是将RNA合成蛋白质
重要性
转录和翻译是实现基本遗传信息 流程的关键
蛋和组织的支撑体系，维
持其机械强度
3
信号传递
4
许多生物中，蛋白质将信号从细胞外部 传递到细胞内部或是反之
催化反应
酶作为蛋白质的一种，可以加速化学反 应的发生
运输功能
许多分子，如氧气和工业能源，都需要 由具有确切结构的蛋白质转运
TALENs
通过结合转录激活类别的蛋白 质，实现基因剪切
ZFN
通过向融合的蛋白质添加锌指， 从而实现基因相关操作
未来发展趋势和前景
高通量测序技术
使得对基因的研究更加深化和丰 富
合成生物学
为我们探索生命本质提供了一条 崭新的科学路线
机器学习
随着计算能力的提升，机器学习 在基因组学领域得到了广泛应用
基因指导蛋白质的合成(公开课)精品课件
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
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
第三个 字母
U C A G U C A G U C A G
a. 密码子表查法
例:CCU 脯氨酸
b.密码子的特点
mRNA
遗传信息的转录过程
1、解旋：DNA双链解开，暴露 碱基
RNA聚合模酶板：：解开启DN动A双转链中录的一，条并链 把单2、个配对的核原料糖：游核离苷的核酸糖连核苷接酸在 正在合成的原则m：碱R基N互A补片配段对原上则， 同时具有解旋功能
3、连接 酶：RNA聚合酶 结果：形成一个 mRNA
4、释放 合成的mRNA从 DNA上释放 DNA双链恢复成 双螺旋结构
阅读课本P64-67页，然后思考回答下列问题：
1、翻译的概念、场所、模板、原料和产物？ 2、什么叫遗传信息、遗传密码、密码子、反密码子？ 3、碱基和氨基酸之间的对应关系是什么？ 4、tRNA有什么特点？ 5、试描述翻译的过程？
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29
遗传信息的翻译
《基因指导蛋白质的合成》课件公开课(带)
《基因指导蛋白质的合成》课件公开课一、引言蛋白质是生命活动的基本组成部分，负责生命体的各种生物学功能。
蛋白质的合成过程是由基因指导的，即基因通过转录和翻译过程指导蛋白质的合成。
本课件公开课将详细介绍基因指导蛋白质合成的过程，包括转录、RNA剪接、核糖体结构和翻译机制等方面的内容。
二、基因转录基因转录是指在DNA模板上合成RNA的过程。
转录过程包括启动、延伸和终止三个阶段。
启动阶段，RNA聚合酶识别和结合到DNA 的启动子区域，形成转录泡。
延伸阶段，RNA聚合酶沿着DNA模板链移动，合成RNA链。
终止阶段，RNA聚合酶到达终止子区域，RNA 链从DNA模板上释放。
三、RNA剪接在真核生物中，基因的转录产物是前体RNA，需要经过剪接过程才能成熟的mRNA。
RNA剪接是指在核内小核糖核蛋白复合物的作用下，将前体RNA中的内含子（非编码序列）去除，将外显子（编码序列）连接起来，成熟的mRNA。
RNA剪接过程是基因表达调控的重要环节，通过选择性剪接，一个基因可以产生多种不同的mRNA和蛋白质。
四、核糖体结构和翻译机制核糖体是蛋白质合成的场所，由大、小亚基组成。
大亚基负责与mRNA结合，小亚基负责与tRNA结合。
翻译过程包括启动、延伸和终止三个阶段。
启动阶段，核糖体与mRNA的起始密码子结合，形成翻译复合物。
延伸阶段，tRNA携带氨基酸进入核糖体，与mRNA 上的密码子配对，形成肽键，蛋白质链逐渐延长。
终止阶段，核糖体识别终止密码子，释放蛋白质链。
五、基因指导蛋白质合成的调控基因指导蛋白质合成的过程受到多种调控机制的影响。
转录水平的调控包括转录因子的激活或抑制、染色质重塑等。
RNA剪接水平的调控包括选择性剪接、RNA编辑等。
翻译水平的调控包括翻译因子的激活或抑制、mRNA的稳定性和可用性等。
这些调控机制确保了基因在适当的时间和空间条件下表达，从而维持生命活动的正常进行。
六、总结基因指导蛋白质的合成是生命科学领域中的重要课题。
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] B．DNA分子上 D．信使RNA分子上
3. 某基因中含有1200个碱基，则由它控制合成的一
条肽链的最多含有肽键的个数是 ( B )
A．198个
B．199个
C．200个
D．201个
基因中碱基数：mRNA中碱基数：蛋白质中氨基酸数
＝
6
：
3
：
1
4．若某肽链的第一个氨基酸的密码子为AUG， 那么控制这个氨基酸的DNA模板链上相应的
2.为什么RNA适于做DNA的信使呢？
比较RNA与DNA结构的不同
比较项目 结构
基本单位 五碳糖
含氮碱基 主要存在部位
DNA 通常双螺旋结构
脱氧核苷酸 脱氧核糖
ATCG 细胞核
RNA 一般单链结构
核糖核苷酸 核糖 AUCG 细胞质
➢RNA适于做DNA的信使的原因：
⑴基本单位——核苷酸连接而成，由核糖、 磷酸、碱基共同组成，它也能储存遗传信息。
4．DNA分子的解旋发生在 过程中[ D ]
A．复制 B．转录 C．翻译 D．复制和转录
5．果蝇的遗传物质由 种核苷酸组成[ B ]
A．2
B．4
C．5
D．8
㈡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Байду номын сангаас： 转录得到的mRNA仍是碱基序列，而不是
三个碱基的顺序应为[ D ]
A．UAC B．AUG C．ATG D．TAC
5．一个转运RNA的3个碱基为CGA，此RNA
运载的氨基酸是 [ D ]
A．酪氨酸（UAC） B．谷氨酸（GAG） C．精氨酸（CGA） D．丙氨酸（GCU）
第4章 基因的表达
第1节 基因指导蛋白质的合成
基因控制生物性状
指导
体现者
合成
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？
1.DNA主要存在哪里？ 2.蛋白质在哪里合成？
DNA 指导 蛋白质的合成
主要在 细胞核
细胞质(核糖体)
问题：
通过RNA
1.DNA在细胞核中，而蛋白质合成是在细胞 质中进行的，两者如何联系起来的呢？
核糖体 RNA—— rRNA (核糖体的组成成分) 转运 RNA—— tRNA（运输特定 氨基酸）
一、遗传信息的转录
阅读书本P63的内容，思考
转录的定义:
在细胞核内，以DNA的一条链为模板， 按照碱基互补配对的原则合成mRNA的过 程。
一、转录
⑴定义：在细胞核中，以DNA的一条链为模板，
合成mRNA的过程。
G
A A T C AA TAG UU
G
小飞守角制作
A A T C AA TAG UU
G
A A T C AA TAG U UA
G
A A T C AA TAG U UA G
G
A A T C AA TAG U UA G U
G
小结：
场所
复制 细胞核
模板
DNA的两条链
原料
四种脱氧核苷酸
转录 细胞核 DNA的一条链 四种核糖核苷酸
3. 密码子
密码子
密码子
密码子
U U A G AU AUC
mRNA
密码子： mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基
密 码 子 表
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。
⑵一个密码子决定一个特定的氨基酸。
⑶简并性：多数氨基酸有二个以上的密码子。 防止由于碱基的改变而导致的遗传信息的改变。
D．8种 5种
2．细胞内与遗传有关的物质，从复杂到简单的结构
层次是[ D ]
A．DNA→染色体→脱氧核苷酸→基因 B．染色体→脱氧核苷酸→DNA→基因 C．DNA→染色体→基因→脱氧核苷酸 D．染色体→DNA→基因→脱氧核苷酸
3．下列哪一组物质是RNA的组成成分[ C ]
A．脱氧核糖核酸和磷酸 B．脱氧核糖、碱基和磷酸 C．核糖、碱基和磷酸 D．核糖、嘧啶和核酸
基因控制蛋白质合成的过程
DNA的遗传信息 转录
数量 碱基 6n
mRNA的遗传信息 碱基 3n
翻译
蛋白质的氨基酸排列顺序 n
课堂练习：
1．DNA复制、转录、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．遗传密码位于[ D
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？
mRNA： 碱基的数量
决定
蛋白质：氨基酸的数量
排列顺序
决定
排列顺序
种类
决定
种类
讨论：至少要多少个碱基的不同排列顺序才能够 决定20种不同的氨基酸？
2.碱基与氨基酸的对应关系
一个碱基决定一个氨基酸，41 = 4 二个碱基决定一个氨基酸，42 = 16 三个碱基决定一个氨基酸，43 = 64
⑵RNA一般是单链，而且比DNA短，因此能 够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。
⑶RNA中没有T，DNA中没有U，所以当 RNA与DNA有关系时，也遵循“碱基互补配 对原则”，U与A配对。
DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的呢？
➢ RNA的类型
信使 RNA—— mRNA（信使，即传递遗传信息）
RNA 的种类
酶
能量 碱基 配对 产物
解旋酶、DNA聚合酶 解旋酶、RNA聚合酶
ATP A—T C—G T—A G—C
子代DNA
ATP A—U G—C T—A C—G
mRNA
课堂练习：
1．构成人体的核酸有两种，构成核酸的基本单位
——核苷酸有多少种？碱基有多少种？ [ D ]
A．2种 4种
B．4种 4种
C．5种 5种
⑷通用性：地球上几乎所有的生物共用一套密码子表。
问题：mRNA如何将信息翻译成蛋白质？
5、翻译的过程
转运RNA(tRNA)
tRNA作用
？ 甲硫氨酸
U AC
反密码子
AUGG A U AUC
mRNA
核糖体
蛋 白 质 合 成 的 过 程 如 何 ？
翻 译
小结：
场所： 细胞质（核糖体） 模板：mRNA 原料：氨基酸 条件： ATP、酶 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 蛋白质
⑵场所： 细胞核 ⑶模板： DNA分子的一条链。 ⑷原料： 四种核糖核苷酸。
⑸条件： 模板、原料、能量、酶。
⑹碱基配对：A=U，G=C
⑺产物： mRNA。 （8）遗传信息传递的方向 DNA
mRNA
(9)转录的过程 A A T C AA TAG
G
游离的核糖核苷酸
A A T C AA TAG
RNA 聚合酶