4.1 基因的表达 (2)
4-1 基因指导蛋白质的合成(第2课时)-高一生物同步备课课件(人教版2019必修2)
4.遗传密码子的破译
肽链
除去DNA和mRNA的细胞提取液 人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸
实验结论： 1.与苯丙氨酸对应的密码子是UUU（第一个被破译的密码子）。 2.在多位科学家的不断实验下，终于破译了全部64密码子，并 编制出密码子表。
二 遗传信息的翻译
5.密码子
称 为
科学家经过不断的推测与实验得知：
半胱氨酸
C
终止、硒代半胱氨酸
A
亮氨酸
丝氨酸
终止
色氨酸
G
亮氨酸终止密码子脯：氨酸UAA 、UG组A氨（酸 硒代半胱精氨氨_酸_酸）、_U_A_G_U
C
种类
亮氨酸
脯氨酸
亮氨酸起始密码子：脯氨酸
AUG
组氨酸
精氨酸
（谷氨甲酰硫胺 氨酸）、精氨酸
C A
（ 64 种）亮氨酸
脯氨酸__G_U_G_（谷氨缬酰氨胺 酸、甲硫精氨氨酸酸） G
产物 蛋白质 酶 肽酰转移酶
3.mRNA碱基与氨基酸之间的对应关系
决定一个氨基酸的 碱基个数
决定氨基酸种类
AUCG
1个
4
2个
42＝16
AUCG
图示
4
氨基酸
44
氨基酸
AUCG
AUCG
3个
43＝64
AUCG 4 4 4 AUCG
氨基酸
4.遗传密码子的破译
1961年蛋白质的体外合成实验 科学家：尼伦伯格、马太 实验技术：蛋白质的体外合成技术 实验过程： ①在每个试管中分别加入1种氨基酸；②在每个试管中加 入除去了DNA和mRNA的细胞提取液；③在每个试管中 加入人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸（mRNA）。 实验结果：加入苯丙氨酸的试管中，出现了多聚苯丙氨 酸的肽链。
2019-2020学年高中生物人教(2019)必修二同步学典：4.1基因指导蛋白质的合成 Word版含答案
4.1基因指导蛋白质的合成1、下列与蛋白质、核酸相关的叙述，错误的是( )A.一个核糖体上可以同时合成多条多肽链B.一个蛋白质分子可以含有多个金属离子C.一个mRNA分子可以结合多个核糖体D.一个DNA分子可以转录产生多个RNA分子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3、从同一个体的浆细胞(L)和胰岛B细胞(P)分别提取它们的全部mRNA(L-mRNA和P-mRNA),并以此为模板在逆转录酶的催化下合成相应的单链DNA(L-cDNA和P-cDNA)。
其中,能与L-cDNA互补的P-mRNA以及不能与P-cDNA互补的L-mRNA分别含有编码( )①核糖体蛋白的mRNA②胰岛素的mRNA③抗体蛋白的mRNA④血红蛋白的mRNAA.①③B.①④C.②③D.②④4、下列关于洋葱根尖细胞遗传信息转录过程的叙述,正确的是( )A.一个DNA可转录出多个不同类型的RNAB.以完全解开螺旋的一条脱氧核苷酸链为模板C.转录终止时成熟的RNA从模板链上脱离下来D.可发生在该细胞的细胞核、线粒体和叶绿体中5、若细胞质中tRNAl(AUU) 可转运氨基酸a, tRNA2 (ACG )可转运氨基酸b，tRNA3(UAC )可转运氨基酸c，以DNA链……T一G—C一A一T一G—T一A一A 的互补链为模板合成蛋白质，则该蛋白质基本组成单位的排列可能是( )A. a一b一cB. c一b—aC.b—c—aD. b一a—c6、下图表示动物细胞中遗传信息表达的某一过程,下列叙述正确的是( )A.结构②转运的氨基酸为赖氨酸B.结构③以自由扩散的方式进入细胞质C.结构④的形成与细核中的核仁有关D.图中核糖体移动的方向为从右到左7、下列关于tRNA的叙述，正确的是( )A.具有3个反密码子B.由3个核糖核苷酸构成C.是转录的产物D.有3种tRNA不转运氨基酸8、关于蛋白质生物合成的叙述,正确的是( )A.一种tRNA可以携带多种氨基酸B. DNA聚合酶是在细胞核内合成的C.反密码子是位于mRNA上相邻的3个碱基D.线粒体中的DNA能控制某些蛋白质的合成9、如图是蛋白质合成时tRNA分子上的反密码子与mRNA上的密码子配对情形，以下有关叙述错误的是( )A.tRNA上结合氨基酸分子的部位为甲端B.图中戊处上下链中间的化学键表示氢键C.与此tRNA反密码子配对的密码子为UCGD.蛋白质的合成是在细胞内的核糖体上进行的，核糖体沿着mRNA由丙到丁移动10、如图为基因表达过程的示意图，下列叙述正确的是()A．①是DNA，其双链均可作为②的转录模板B．②上有n个碱基，则新形成的肽链含有n－1个肽键C．③是核糖体，翻译过程将由3′向5′方向移动D．④是tRNA，能识别mRNA上的密码子11、图甲是DNA复制示意图,其中一条链首先合成较短的片段(如a1、a2、b1、b2等),然后再由相关酶连接成DNA长链;图乙是基因表达示意图。
生物：4.1《基因指导蛋白质的合成》(新人教版必修2)
细 胞 核
G G
细 胞 质
mRNA通过核孔进入细胞质 T A C C T A T A G
细 胞 核
mRNA
细 胞 质
mRNA通过核孔进入细胞质 T A C C T A T A G
细 胞 核
A U G G A U A U C mRNA
细 胞 质
转录
场所： 细胞核 模板： DNA的一条链 原料： 核糖核苷酸 条件： ATP、酶 产物： mRNA
基因
有遗传效应的DNA片段
基因
控制生物性状 在染色体上呈线性排列
染色体
染色体是DNA的 主要载体
基因是有遗传效 应的DNA片段
每条染色体上有一个DNA分子
DNA 是主要的遗传物质
每个DNA分子上 含有许多基因
是遗传物质的结构和功能单位
基因
基因中脱氧核苷酸 的排列顺序代表着 遗传信息
每个基因含有许 多脱氧核苷酸
DNA RNA 核糖核苷酸 核糖
基本单 位 五碳糖 含N碱基 单双链？ 分子大 小
脱氧核苷酸 脱氧核糖
A、T、G、C A、U、G、C 双链 很大
单链
比较小
3、DNA 中的遗传信息是怎样传给mRNA的呢？
(1).遗传信息的转录： 在细胞核中，以DNA的一条链为模板， 按照碱基互补配对的原则合成RNA的 过程，叫做转录。
能量 原则 特点
产物
（遗传信息）
（遗传密码）
（生物性状）
练习： 1、组成人的核酸的碱基和核苷酸各共有（ ） A、5、5 B、5、8 C、8、5 D、4、4
2、组成噬菌体的核酸的碱基和核苷酸各共有（ ） A、5、5 B、5、8 C、8、5 D、4、4
4.1《基因指导蛋白质合成》教案-2023-2024学年高一下学期生物人教版(2019)必修2
鼓励学生提出自己的观点和疑问，引导学生深入思考，拓展思维。
技能训练：
设计实践活动或实验，让学生在实践中体验基因表达知识的应用，提高实践能力。
在基因表达新课呈现结束后，对知识点进行梳理和总结。
强调重点和难点，帮助学生形成完整的知识体系。
（四）巩固练习（预计用时：5分钟）
随堂练习：
随堂练习题，让学生在课堂上完成，检查学生对基因表达知识的掌握情况。
10. 基因表达调控的意义：基因表达调控是生物体对内外环境变化的一种适应性反应，有助于生物体在不同的生理状态下保持稳定的蛋白质水平。
11. 基因表达调控的方式：基因表达调控包括转录水平的调控、翻译水平的调控以及翻译后修饰的调控等。
12. 转录因子的作用：转录因子是一类能够与DNA分子上的特定序列结合，从而调控基因转录过程的蛋白质。
④ 密码子和反密码子的概念：密码子是指DNA和RNA上的三个相邻核苷酸组成的序列，用于编码氨基酸。反密码子是指tRNA上的三个相邻核苷酸组成的序列，与密码子互补配对，用于携带氨基酸。
⑤ tRNA的作用：tRNA是转运RNA的简称，它携带氨基酸，并在翻译过程中将氨基酸转移到核糖体上，参与蛋白质的合成。
⑨ 基因表达调控的方式：基因表达调控包括转录水平的调控、翻译水平的调控以及翻译后修饰的调控等。
⑩ 转录因子的作用：转录因子是一类能够与DNA分子上的特定序列结合，从而调控基因转录过程的蛋白质。
⑪ 基因表达与个体发育的关系：基因表达在个体发育过程中起着关键作用，它指导着细胞的分化、组织的形成以及器官的发育。
4.1《基因指导蛋白质合成》教案-2023-2024学年高一下学期生物人教版（2019）必修2
2019统编人教版高中生物必修第二册《遗传与进化》第四章全章节教案教学设计(含章末综合与测试及答案)
【2019统编版】部编人教版高中生物必修第二册《遗传与进化》第四章《基因的表达》全章节备课教案教学设计4.1《基因指导蛋白质的合成》教学设计教学目标1．概述遗传信息的转录和翻译2．理解密码子的概念3．能熟练地阅读密码子表4．能够运用教学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系5．理解中心法则教学重难点1．教学重点：遗传信息转录和翻译的过程2．教学难点：遗传信息转录和翻译的过程教学方法讲授与学生讨论相结合、问题引导法、归纳课时安排2课时教学过程（一）遗传信息的转录思考：（1）DNA主要存在于哪里？DNA主要存在于细胞核（2）蛋白质是在哪里合成的？蛋白质是在细胞质的核糖体上合成的（3）那么细胞核中的DNA是如何控制细胞质中的蛋白质的合成的呢？科学家推测，在DNA和蛋白质之间，还有一种中间物质充当信使，后来发现细胞中确有这样的物质，它就是RNA。
1．关于RNA（1）RNA的全称：核糖核酸（2）RNA的基本单位：核糖核苷酸（3）细胞中的两种核酸的比较即时突破判断下列说法的正误①若核酸中出现碱基T或五碳糖为脱氧核糖，则必为DNA。
对②若核酸中存在A、T、C、G四种碱基，其中A≠T、C≠G，则该核酸为单链DNA。
对③若核酸中出现碱基C，则必为RNA。
错（4）RNA的种类和功能信使RNA（mRNA）：遗传信息传递的媒介。
转运RNA（tRNA）：转运氨基酸的工具。
核糖体RNA（rRNA）：与蛋白质构成核糖体。
总结：为什么RNA适合做DNA的信使呢？①RNA是由基本单位-----核苷酸连接而成，跟DNA一样能储存遗传信息。
②RNA一般为单链，比DNA短，能通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。
③RNA与DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”。
mRNA是DNA的信使，那么DNA在细胞核里，是通过怎样的过程把遗传信息传递给mRNA的呢？请同学们阅读课本P65的第三自然段和图4-4，完成下列填空。
2．转录（1）概念：在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程（2）场所：细胞核（3）基本条件：①模板：DNA的一条链②原料：四种游离的核糖核苷酸③能量：ATP④酶：解旋酶、RNA聚合酶（4）原则：碱基互补配对原则（A=U，G=C）（5）产物：mRNA（6）遗传信息流动：DNA→mRNA当细胞开始合成某种蛋白质时，编码这个蛋白质的一段DNA在解旋酶的作用下，DNA双链解开，碱基暴露。
大学《基因工程学》教学大纲
《基因工程学》课程教学大纲（Genetic Engineering）一、课程说明课程编码：02200200课程总学时（理论总学时/实践总学时）：48（48/0）周学时（理论学时/实践学时）：4（4/0）学分：31．课程性质：专业必修课。
2．适用专业与学时分配：适用生物技术专业。
教学内容与学时分配3．课程教学目的与要求：本课程的授课对象是生物技术专业的本科生。
课程简介：《基因工程》是生物技术专业的专业必修课程。
其以分子遗传学理论为基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段而建立起来的一门技术学科。
基因工程兴起于20世纪70年代初，它的问世带动了生物技术的兴起和发展，是现代生物技术的核心内容。
基因工程课程的主要内容包括基因的分离、基因的克隆、基因的表达、植物基因工程、动物基因工程、药物基因工程和基因治疗等。
它是生命科学学院生物技术专业本科生的主干专业课程之一，它是生物工程（包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程）中最重要的课程，其它三大工程是建立在基因工程基础之上的，同时也为生物技术制药等后继学科奠定了重要的理论基础。
课程目标：设置本课程是为了让生物技术专业的学生理解和掌握基因工程的技术原理，通过本课程学习，掌握基因操作的工具酶，基因克隆常用载体，目的基因的分离与合成，重组体的构建，重组体向宿主细胞的导入，重组体克隆的筛选与鉴定以及克隆基因的表达，同时了解基因工程在生物学领域中的应用与发展前景。
对学生达到毕业要求贡献如下：1）了解基因工程学的历史、发展和前沿知识。
2）掌握基因工程学的基础理论、基本知识和基本技能；教学要求：学完基因工程学后，学生将具备以下能力：1）具有良好的自学能力；2）综合运用所掌握的基因工程学理论知识和技能、从事生物科学及其相关领域科学研究的能力。
4．本门课程与其它课程关系：先修课程为生物化学、微生物学、分子生物学、细胞学等，具备基础理论知识及实验能力是基因工程学课程的基础。
4.1基因的表达(转录和翻译)
DNA分子（双链）
RNA
（单链）
碱基互补配对原则：
A-U
T-A
C-G（G-C）
非模板链
DNA
A—A—G—A—A—A—G—T— T T—T—C—T—T—T—C—A—A
模板链 mRNA
A—A— G—A—A—A— G — U— U
为什么RNA适合作DNA的信使？
转录
1、结构相似，都可以储存遗传信息； 2、RNA多为单链结构，较短，可通过核孔。 ◆ RNA的种类： 1、信使RNA（mRNA）
①增强密码子的容错性； ②保证翻译的速度
5. 地球上几乎所有的生物体都共用一套密码子
“搬运工”——tRNA的结构
携带氨基酸部分
tRNA的特性： 一种tRNA只能识别转运 一种氨基酸。 一种氨基酸是否只由一种 tRNA来转运呢？
C
U
反密码子
A
(与密码子互补配对)
甲硫 氨酸
天冬 氨酸 氨基酸 转运 RNA （tRNA）
信使RNA（mRNA）通过核孔从细胞核中出来，到细胞质中。
细胞核
A A T C A A T A G U U A G A U A U C
mRNA
核孔 细胞质
二、遗传信息的翻译 U U A G A U A U C
mRNA
碱基序列 翻 蛋 白 质 译
氨基酸 序列
碱基与氨基酸之间的关系是怎样的呢？ 推测
2、转运RNA（tRNA）
3、核糖体RNA（rRNA）
RNA的种类和功能
种类 信使RNA 英文缩写 形状 功能
作为翻译 的模板
三 叶 草 形
mRNA tRNA rRNA
转运RNA
携带氨基酸 与蛋白质、Mg2+ 组成核糖体
高中生物 4.1 基因指导蛋白质的合成导学案 新人教版必修2-新人教版高一必修2生物学案
4.1 基因指导蛋白质的合成目标展示一、学习目标1．概述遗传信息的转录和翻译。
2．运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系。
二、学习重点和难点学习重点：遗传信息的转录和翻译的过程。
学习难点：遗传信息的翻译过程。
预习案使用说明及学法指导（正确的方法会取得事半功倍的效果！）1．结合教材助读中问题提示，阅读教材。
对于难以理解的知识，小组学科组长可安排组内同学互助完成。
2．学生自主学习完成后，通过预习检测题检测预习效果，查找预习中存在的问题和不足，并把预习中发现的问题写在“我的疑惑”中。
3．完成时间：20 分钟。
知识必备（你准备好了吗？）1.基因的本质是有遗传效应的DNA片段，那么基因的遗传效应是指什么？2.生物的性状与生物内什么物质有关？为什么？3.DNA分子主要存在于细胞的什么部位?蛋白质在细胞的什么地方进行合成?4.在基因表达过程中DNA是如何指导蛋白质合成的，请猜测可能的途径有哪些？并判断那一途径最合理，为什么？教材助读（精读教材，自我领悟）一、遗传信息的转录（DNA携带的遗传信息是怎样传递到细胞质中去的呢？）阅读教材P.62～63相关内容，分析图4－1、4－2、4－3和图4－4回答下列问题：1.你了解RNA分子吗？（1）什么是RNA？它是基本组成单位有几种类型？（2）RNA分子通常是什么结构？（3）为什么RNA适于作为DNA的信使呢？（4）RNA有哪些种类呢？各自又有哪些功能呢？2. DNA的遗传信息怎么传给mRNA的？（1）什么叫转录？转录的单位是什么？在哪里进行？（2）DNA的两条链都能转录吗？转录需要哪些条件？（3）转录时DNA链完全解开吗？在转录过程中碱基互补配对原则有什么特殊情况？（4）结合图解4-4叙述转录的过程如何进行的？转录有哪些特点？结果如何？二、遗传信息的翻译（遗传信息到达细胞质后，细胞又是怎样解读的呢？）阅读教材P.64～67，分析图4－5和4-6回答下列问题：1.什么叫翻译？（1）翻译的模板和场所分别是什么？（2）翻译的实质是什么？2. 碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样的？（1）信使RNA上至少由几个碱基来决定一个氨基酸？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如果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？（2）观察教材P65表4-1的密码子表,你有哪些发现?与同学一起交流。
4.1基因指导蛋白质的合成课件-2020-2021学年高一生物人教版（2019）必修2
(3)场所 主要在_细__胞__核_中
*实际上，DNA在哪里，转录就在哪里发生 (4)产物 RNA（三种RNA都是）
一、遗传信息的转录 3. 转录的基本过程
(5)过程 ①解旋
第1步：DNA双链解开，碱基暴露出来； RNA聚合酶具有解旋效果
一、遗传信息的转录 3. 转录的基本过程
三、遗传信息的翻译 第1步 mRNA进入细胞质，与核糖体结合。携带甲硫
氨酸的tRNA ，通过与碱基AUG互补配对，进入位点1。
3.
翻
第2步 携带某个氨酸的tRNA以同样的方式进入位点2 。
译
过
程
第3步 甲硫氨酸与这个氨基酸形成肽键，从而转移到 位点2的tRNA上。
三、遗传信息的翻译
3.
翻
译
第4步 核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子，原占
苯丙氨酸 U
U
U
UUU
注:①在正常情况下，UGA是终止密码子，但在特殊情况下，UGA可以编码硒代半胱氨酸。 ②在原核生物中，GUG也可以作起始密码子，此时它编码甲硫氨酸。
密码子总数是 64 种 ，但通常决定氨基 酸的密码子是 61 种 ，__3__个是终止密 码子， 个起始密 码子。
原核生物中，起始密码子 有几个？ 特殊情况下能够决定氨基 酸的密码子最多有多少个？
DNA的一条链
四种脱氧核苷酸
四种核糖核苷酸
解旋酶、 DNA聚合酶等
RNA聚合酶等
A-T T—A C—G G—C
A-U C—G T—A G—C
半保留复制，边解旋边复制
边解旋边转录
新链从5’端-3’端延伸
新链从5’端-3’端延伸
生物：4.1《基因指导蛋白质的合成》课件(新人教版必修2)
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？
C、核糖 碱基 磷酸
D、脱氧核糖 碱基 磷酸
4、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
UGCGAUCGU __________________________
5、如下是转录过程：DNA ……ＡＴＧ…… RNA ……ＵＡＣ…… 该图中有 6 种核苷酸，有2 核酸 ，有 5 种碱 基，该过程是在 细胞核 中进行的。
碱基 互补 配对 DNA A T G C
RNA
U
A
C
G
转录（DNA→mRNA）
场所
模板 原料 产物
细胞核内
DNA的一条链 四种核糖核苷酸 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？
磷酸
三种RNA示意图
信使RNA： 遗传信息传递的媒介。
转运RNA： 转运氨基酸的工具。
核糖体RNA： 与蛋白质构成核糖体。
总结：为什么RNA适合做DNA的信使呢？
1、RNA是由基本单位-----核甘酸连接而 成，跟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”。
人教版高中生物必修二《基因指导蛋白质的合成》(第2课时)教案
4.1 基因指导蛋白质的合成（第2课时）教学设计一、教学内容及地位分析本节《基因指导蛋白质的合成》是人教版高中生物必修二第4章第1节的内容，本节内容包括基因表达的两个基本过程——转录和翻译，本节课是第2课时，分析翻译的过程。
教材在第3章安排了DNA是主要的遗传物质、DNA的结构和复制，以及基因与DNA的关系，而本节是在第3章的基础之上继续分析基因与性状的关系。
蛋白质是生命活动的主要承担者，因此本节基因指导蛋白质的合成正体现了基因对性状的控制。
所以本节在遗传学中有极其重要的地位。
二、教学目标知识与能力目标①通过阅读文本、师生互动，能够说明遗传信息翻译的过程；②通过教师讲解、资料分析，能够运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系。
学科素养（1）基础知识（遗传信息翻译的过程；碱基与氨基酸的对应关系）；（2）基本技能（运用数学方法，分析资料，得出结论，培养分析推理和归纳的能力）；（3）基本思想（通过遗传信息翻译的过程的学习，能够培养学生的对生命的敬畏及理性思维和科学探究的精神）；（4）基本活动经验（体验基因表达过程的和谐美，基因表达原理的逻辑美、简约美）。
三、教学重难点主干知识：遗传信息的翻译过程；侧枝知识：mRNA（密码子）、tRNA（反密码子）与氨基酸的关系；四、教学安排第2课时五、学情分析与教学方法的选择由于是异地教学，学生情况完全未知，只能预设学生情况。
当然学生之前已有的前摄知识，可以充分利用，比如第1课时中已学的RNA与DNA的区别、RNA 的种类与作用、转录过程的学习，以及必修一中氨基酸的结构、多肽的形成等知识，都为本节的学习做了良好的铺垫。
同时，本课知识相对抽象，学生理解难度较大。
因此本节课我并未采用严格意义上的“翻转课堂”，而采用了“课前导学法”、“模型构建法”、“问题教学法”的混合教学模式，课前导学目的是调动学生复习知识与新知识独立构建，模型构建则是要解决“翻译过程”这个重难点，问题教学则贯穿整节课，作为纽带层层深入。
4.1 基因指导蛋白质的合成(一) 课件(共27张PPT)高一下学期生物人教版2019必修2
脱氧核糖
1. RNA与DNA的区别
二、RNA的结构、分类和功能
1. RNA与DNA的区别
二、RNA的结构、分类和功能
项目
DNA
RNA
名称
结构
基本单位
五碳糖
碱基种类
双螺旋结构
通常呈单链
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
脱氧核糖
核糖
A、T、C、G
A、U、C、G
脱氧核糖核酸
核糖核酸
2. RNA的分类和功能：
细胞核
叶绿体
线粒体
一条链
RNA
三、遗传信息的转录
DNA模板链
DNA模板链
游离的核糖核苷酸
DNA模板链
1. 场所：2. 过程：3. 产物：4. 特点：5. 原则：
边解旋边转录
碱基互补配对原则（A-U,T-A; G-C,C-G）
mRNA、tRNA、rRNA
解旋、配对、连接、释放
主要在细胞核，少数在细胞质中的线粒体和叶绿体
细胞核
核糖体
细胞质
DNA(2nm)
核孔0.9nm
1955年，布拉舍实验时：用RNA酶分解洋葱根尖细胞 RNA, 蛋白质合成停了;重新加入RNA后, 又合成蛋白质。
！
实验证据：
猜测：
细胞核
核糖体
细胞质
DNA(2nm)
核孔0.9nm
为什么RNA适于做DNA的信使呢？
1. RNA与DNA的区别
二、RNA的结构、分类和功能
复制
转录
场所
模板
原料
酶
能量
碱基配对
产物
主要是细胞核
主要是细胞核
DNA的两条链
DNA上基因的一条链
4.1基因指导蛋白质的合成(定稿) (2)
C
A
甲硫氨酸（起始）
G
缬氨酸 缬氨酸 缬氨酸
思考与讨论：P65 氨基酸
tRNA
tRNA 共 61 种，1种 tRNA能转运 1 种氨基酸
反密码子
翻 译
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。
细胞质中的核糖体 场所：_____________________ mRNA 模板：__________
多种氨基酸 原料：______________ 蛋白质 产物：____________
mRNA 蛋白质 遗传信息传递方向：__________________
细胞质中的翻译是个快速的过程。
小结 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 模板 原料 产物
遗传信息传 递方向
作业：
1.步步高练习册 2.预习遗传信息的翻译
4.1基因指导蛋白质的合成
(二)遗传信息的翻译
问题：4种碱基是如何决定 20种氨基酸的? 分析:
1.如果1个碱基决定一个氨基酸，那么， 四种碱基只能决定多少种氨基酸？ 4种 2.如果2个碱基决定一个氨基酸，那么， 四种碱基又能决定多少种氨基酸？ 16种 3.那么20种氨基酸，至少需要多少个 3个 碱基来决定呢？
A .64种
B .61种
C.59种
D .20种
3、参与分泌蛋白合成的细胞结构有（多选） A 细胞核 E 中心体 B 线粒体 F 内质网 C 高尔基体 D 核糖体
4、某种蛋白质中含200个氨基酸，在控制此 蛋白质合成的DNA中，最少应有（ ）个脱 氧核苷酸 A．1200 B．600 C．400 D．200 5、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
分子生物学第四章 基因与基因组的结构与功能
4.2 基因命名法
但是在研究不同生物的同一遗传机制时，往往会产生一些混淆，如 在研究酿酒酵母和粟米酵母的细胞周期有关基因的命名中。此外， 许多基因在不同实验中从相同组织被分离出好几次而具有不同命名： 重要的果蝇的发育基因torpedo便是其中一例——它在筛选不同表 型的过程中三次被鉴定并被命名三种不同名称。果蝇提供了关于遗 传命名的最为丰富的例子，特别是在发育生物学中这种趋势也扩展 至脊椎动物中。
总之：顺反子学说打破了“三位一体”的基 因概念，把基因具体化为DNA分子上特定的 一段顺序--- 顺反子，其内部又是可分的， 包含多个突变子和重组子。 近代基因的概念：基因是一段有功能的DNA序 列，是一个遗传功能单位，其内部存在有许 多的重组子和突变子。 突变子：指改变后可以产生突变型表型的最 小单位。 重组子：不能由重组分开的基本单位。
（三）DNA是遗传物质：1928年Griffith 首先发现了肺炎球菌的转化，证实DNA 是遗传物质而非蛋白质；Avery用生物 化学的方法证明转化因子是DNA而不是 其他物质。 （四）基因是有功能的DNA片段 20世纪40年代Beadle和Tatum提出一个 基因一个酶的假说，沟通了蛋白质合成 与基因功能的研究 1953年Watson和Crick提出DNA双螺旋 结构模型，明确了DNA的复制方式。
病毒(+)股RNA为2个拷贝,基本结构为:
５＇帽－R－U5－PB － －DLS－－gag－pol－env－ (onc－)－ C－PB＋－U3－R－poly(A)n 病毒颗粒中有两条相同的正股RNA+两条来自宿主细胞的 tRNA
A：编码区:所有逆转录病毒均含有3个基本结构基因
gag: pol: 病毒核心蛋白 肽链内切酶,一个逆转录酶,一个与前病毒整 合相关的酶 env: 包膜蛋白 B：非编码区: 与基因组复制和基因表达有关 A: B: C: R区: 两端的重复序列,与cDNA合成有关 引物结合区(primer binding site, PB) U区: U3 含强启动子,起始转录RNA. U5 与转录终止和加polyA有关 D: DLS--C区: DLS:两条病毒(+)RNA链结合位点 : 包装信号:RNA装入病毒颗粒 C: 调控区.
单细胞测序原理 概述及解释说明
单细胞测序原理概述及解释说明1. 引言1.1 概述单细胞测序是一种能够深入了解单个细胞基因表达及遗传变异的技术。
传统的测序方法往往需要大量细胞，其结果只能给出整体性的信息。
而单细胞测序可以在细胞水平上进行高通量测序，揭示不同细胞之间的差异和多样性。
1.2 文章结构本文将从三个方面对单细胞测序原理进行介绍。
首先，我们将定义单细胞测序的概念，并简要说明该技术在生物领域中的应用前景。
接着，我们将回顾该技术的发展历程以及现有的测序技术。
最后，我们将详细阐述单细胞测序方法和步骤，包括样本准备、RNA提取和扩增、基因测序和数据处理等内容。
1.3 目的本文旨在全面介绍并解释单细胞测序原理，使读者对这一新兴技术有一个清晰的理解。
通过文章阐述，读者将了解到单细胞测序在研究中起到的重要作用以及其在生物医学领域中的潜在应用价值。
同时，本文还将详细介绍单细胞测序的方法和步骤，帮助读者了解如何进行实验和数据处理。
最后，文章还将探讨单细胞测序相关技术的进展与挑战，以及未来发展方向的展望。
2. 单细胞测序原理:2.1 单细胞测序的定义:单细胞测序是一种基因组学研究方法，它可以在单个细胞级别上分析其DNA或RNA的序列。
传统的基因测序方法通常是对大量细胞进行测序，从而获得平均表达水平或突变频率等整体信息。
与之相反，单细胞测序使我们能够了解每个单个细胞的遗传信息和功能特征，可以揭示不同细胞类型之间的异质性。
2.2 测序技术的发展历程:随着高通量测序技术的快速发展，单细胞测序也得到了长足地进展。
最初，单细胞测序主要使用PCR扩增来获得足够数量的DNA或RNA以进行后续测序分析。
然而，这种方法存在偏差和错误放大等问题。
近年来，出现了许多新兴的单细胞测序技术，如SMART-seq、MARS-seq、DroNc-seq和10x Genomics等。
这些技术利用微流控芯片、体积限制及其他改良步骤来提高PCR扩增效率和减少偏差。
2.3 单细胞测序的应用领域:单细胞测序广泛应用于生命科学的多个领域。
2021高中生物人教版必修二教案：第4章基因的表达4.1基因指导蛋白质的合成含答案
第4章基因的表达
第1节基因知道蛋白质的合成
教案
教学目标的确定
课程标准的要求是：概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成，根据上述要求
和建议，本节课教学目标确定如下：
1.概述遗传信息的转录和翻译
2.运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系
3.理解中心法则中遗传信息的传递方向
教学实际思路
以本节的“问题探讨”中《侏罗纪公园》中恐龙复活为切入，为DNA复制创设情境。
问题探
讨：从原理上分析，利用已灭绝生物的DNA，真的能够使他们复活吗？通过小组合作，探讨基
因是如何指导蛋白质的合成？通过视频或示意图，让学生直观感受基因指导蛋白质合成的过
程，并让学生总结归纳，引出中心法则是如何描述遗传信息的传递规律，最后根据教材或上
课时讲解的内容回顾本节课的重难点，加深对本节内容的理解。
情景引入
遗传信息的转录
遗传信息的翻译
引导学生观看视频、图片，思考讨论“问题探讨”设置的问题中心法则
根据小组之间的讨论，得出遗传信息翻译的过程
教师利用课件展示中心法则的概念和示意图，同学们互相讨论其意义
学生观看视频、图片，思考讨论转录的场所、模板和过程
板书设计
第4章
第1节基因指导蛋白质的合成
一、遗传信息的转录
二、遗传信息的翻译
三、中心法则。
dna双脱氧末端终止法名词解释
DNA双脱氧末端终止法1. 介绍DNA双脱氧末端终止法（DNA double-stranded termination method），简称为双脱氧法，是一种用于测定DNA序列的方法。
它是由弗雷德里克·桑格和沃尔特·吉尔伯特于1977年首次提出的。
该方法通过在DNA合成过程中加入一种特殊的二进制末端标记物，使得DNA合成在特定位置停止，从而确定目标DNA序列。
2. 原理DNA双脱氧末端终止法的原理基于DNA链延伸和合成的过程。
在实验中，需要使用一小段已知序列的DNA作为引物（primer），通过引物与待测DNA序列的互补配对，引导DNA聚合酶（DNA polymerase）在待测序列上进行链延伸和合成。
为了标记终止位点，实验中会加入四种不同的二进制末端标记物：A、T、C、G（即脱氧核苷三磷酸）。
这些标记物与待测序列中下一个碱基互补配对，并由聚合酶添加到扩增链上。
然而，在添加完一个脱氧核苷三磷酸后，聚合酶无法再添加新的核苷酸，导致DNA链的终止。
在实验中，会同时进行四个反应管，每个反应管中只加入一种特定的脱氧核苷三磷酸。
通过控制不同脱氧核苷三磷酸的浓度和添加顺序，可以得到标记了不同碱基的DNA片段。
这些片段经过电泳分离后，就可以得到一个带有不同长度的DNA序列。
3. 实验步骤DNA双脱氧末端终止法包括以下几个主要步骤：3.1 DNA提取和纯化首先需要从待测样品中提取出目标DNA，并进行纯化以去除杂质。
这通常涉及到细胞裂解、蛋白酶处理、有机溶剂萃取等步骤。
3.2 引物设计和合成根据已知的目标序列设计引物，并通过化学合成方式合成引物。
引物通常由15-30个碱基组成，并具有与待测序列互补的区域。
3.3 PCR扩增将待测DNA与引物一起加入PCR反应体系中，通过多轮循环扩增，使得目标DNA序列得到大量复制。
PCR反应包括DNA变性、引物结合和扩增等步骤。
3.4 标记DNA片段在PCR反应中加入四种不同的脱氧核苷三磷酸（A、T、C、G），使得DNA链的合成在特定位置停止。
牛津英语词典生物化学与分子生物学 edsk
牛津英语词典生物化学与分子生物学edsk1. 引言1.1 概述生物化学和分子生物学是研究生命科学中最基本和关键的领域之一。
它们深入探索了生物大分子的组成、结构与功能关系，以及DNA、RNA、蛋白质的合成与调控机制等核心过程。
这些领域的研究有助于我们更好地理解生命的本质，揭示细胞内复杂的生物化学反应网络，为医学和药物开发提供重要支持。
1.2 文章结构本文将从以下几个方面来论述生物化学与分子生物学在生命科学领域中的重要性和应用。
首先，我们将介绍生物化学的基本概念，包括对生物大分子、代谢途径以及分子结构与功能关系的讨论。
接下来，我们将回顾分子生物学的发展历程，包括DNA的发现与探索以及基因表达调控机制和蛋白质合成与折叠机制等内容。
然后，我们将重点讨论生物化学与分子生物学在医学上的应用，涵盖基因治疗与基因编辑技术、药物设计与开发以及分子诊断与个性化医疗等方面。
最后，我们将对当前的研究现状进行总结，并展望未来在这些领域的发展趋势。
此外，我们还将探讨生物化学和分子生物学对人类健康的影响。
1.3 目的本文旨在全面介绍生物化学与分子生物学这两个关键领域，强调它们在生命科学中的重要地位。
我们希望通过阐述其基本概念、发展历程和应用，让读者更好地理解生命科学中关键概念与原理，并认识到这些领域在医学上的广泛应用。
同时，我们也将探讨未来这些领域可能的发展方向，为读者提供一个对于相关研究的展望和思考。
2. 生物化学的基本概念2.1 生物大分子生物大分子是构成生物体的重要组成部分，主要包括蛋白质、核酸、多糖和脂类等。
它们在生命活动中扮演着重要角色。
蛋白质是生命体内功能最为复杂和广泛的生物大分子，参与调控、结构支持、运输以及催化等多种关键生理过程。
核酸则负责存储和传递遗传信息，DNA（脱氧核糖核酸）是构成基因的重要组成部分，而RNA（核糖核酸）则承担了基因表达和蛋白质合成的关键作用。
多糖在细胞壁形成和能量存储中起着重要作用，而脂类则作为细胞膜的主要组成部分，在维持细胞完整性和信号传导中发挥关键作用。
2020-2021学年生物浙科版(2019)必修第二册：4.1 基因突变可能引起性状改变
十一基因突变可能引起性状改变(20分钟·70分)一、选择题(共10小题,每小题4分,共40分)1.鼠毛的灰色基因可以突变成黄色基因,也可以突变成黑色基因,说明基因突变具有( )A.普遍性B.多方向性C.多数有害性D.稀有性【解析】选B。
控制鼠毛的灰色基因既可以突变成黄色基因,也可以突变成黑色基因,即基因可以朝不同的方向突变,因此该实例体现了基因突变具有多方向性。
【补偿训练】基因突变常发生在细胞周期的( )A.分裂间期B.分裂期前期C.分裂期后期D.分裂期末期【解析】选A。
基因突变一般发生在间期,即有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期,因为此时细胞中主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成,其中DNA分子在复制时,其双螺旋结构会打开,稳定性较差,所以容易发生基因突变。
2.癌症是威胁人类健康的最严重的疾病之一,下列各项中,可能增加患癌风险的是( )A.适度锻炼B.按时作息C.长期吸烟D.保持乐观心态【解析】选C。
适度锻炼有助于减少癌症的发生,A不符合题意;按时作息有助于减少癌症的发生,B不符合题意;长期吸烟等不良生活习惯可能会诱发正常人体细胞内原癌基因和抑癌基因发生突变,可能增加患癌风险,C符合题意;保持乐观心态有助于减少癌症的发生,D不符合题意。
3.(2020·绍兴高一检测)下列关于细胞癌变的叙述,错误的是 ( )A.癌细胞在适宜条件下可无限增殖B.癌细胞表面蛋白质很少或缺失C.癌细胞易在体内转移D.癌变是细胞异常分化的结果【解析】选B。
癌细胞在适宜条件下可无限增殖,A正确;癌细胞表面粘连蛋白减少,但不是蛋白质很少或缺失,B错误;由于癌细胞表面粘连蛋白减少,细胞间的黏着性降低,所以癌细胞易在体内转移,C正确;细胞的癌变是由于基因突变导致细胞异常分化的结果,D正确。
4.我国发射的神舟飞船上搭载了一些生物,利用太空特定的物理环境进行一系列的科学试验。
对此,下列说法正确的是( )A.太空育种并不能提高突变率B.培育成生物新品种的理论依据是基因突变C.获得的新性状都对人类有益D.此育种方法不可能产生新的基因【解析】选B。
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第4章 4.1 基因的表达（第一课时）
【考纲解读】
1、遗传信息的转录和翻译
2、中心法则
3、基因与性状的关系
【基础梳理】
一、基因的转录
1、转录的概念：
2、请仔细阅读课本P63，画出转录过程的简图：
二、基因的翻译
1、翻译的概念：
2、请仔细阅读课本P65-66页，并查阅资料，画出翻译过程的简图：
典例：（1）、 DNA复制和转录的共同点是 ( )
A.都需要解旋酶破坏氢键
B.在细胞核内进行
C.碱基互补配对原则完全相同
D.不需要ATP提供能量
（2）、下图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依次表示限制性内切酶、RNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是
A．①②③④ B．①②④③C．①④②③ D．①④③②
【合作探究】
一、在不考虑内含子和非编码区的情况下：
DNA 碱基：mRNA 碱基：氨基酸数＝ 。
典例：某基因有192个脱氧核苷酸其控制合成的一条多肽应脱掉的水分子为
A.191
B.95
C.32
D.31
二、、遗传信息、密码子和反密码子的区别
典例：为测定氨基酸的密码子，科学家用人工 mRNA 为模板进行细胞外蛋白质合成实验。
若以ACAC ACACAC 为mRNA ，则合成苏氨酸和组氨酸的多聚体；若以CAACAACAACAA …为mRNA ，则合成谷氨酰胺、天冬酰胺或苏氨酸的三种多聚体。
据此推测苏氨酸的密码子是
A ．ACA
B ．CA
C C.CAA
D ．AAC
【随堂检测】（2011·聊城模拟）下图为转
录的过程图解。
图中1是DNA 分子，3是四
种游离的核糖核苷酸，4、5是两种功能不同
的酶。
请据图分析回答：（[ ]内填序号）
（1）转录过程中，DNA 首先在
[ ]___________的催化作用下，将碱基对之间的___________断开，该过程称为解旋。
（2）解旋后，在[4]RNA 聚合酶的催化作用下，以甲链为模板，以四种游离的核糖核苷酸为原料，由________直接提供能量，按照_______原则，合成出[ ] ___________。
（3）在真核细胞的细胞核中，转录的产物通过核孔进入细胞质中，与_____________结合，在运载工具_______________的帮助下，通过___________过程合成具有一定氨基酸种类和序列的蛋白质分子。
（4）通过以上过程可以看出，一种蛋白质分子氨基酸的种类及排列顺序归根结底是由
_________决定的。