第四节遗传信息的表达和蛋白质的合成
【优化方案】2012高考生物总复习 第三章第四节遗传信息的表达-RNA和蛋白质的合成课件 浙科版必修2
4．条件 ． (1)原料：4种游离的 核糖核苷酸 。 原料： 种游离的 种游离的___________。 原料 聚合酶 (2)酶：___________ 。 酶 RNA聚合酶 (3)能量： _____。 能量： ATP 。 能量 的一条链 (4)模板：______________ 。 模板： DNA的一条链 模板 5．产物及其功能 ． (1)mRNA：传达_____上遗传信息。 ：传达 DNA上遗传信息。 上遗传信息 (2)tRNA：把_______运送到核糖体上。 ： 氨基酸 运送到核糖体上 运送到核糖体上。 (3)rRNA：是_______的重要组成成分。 的重要组成成分。 ： 核糖体 的重要组成成分
2．DNA(基因 、 mRNA上碱基数目与氨基酸数 ． 基因)、 基因 上碱基数目与氨基酸数 目之间的关系 在蛋白质的合成过程中，是以 基因)的两 在蛋白质的合成过程中，是以DNA(基因 的两 基因 条链中的一条链为模板，合成一条 单链, 条链中的一条链为模板，合成一条mRNA单链 单链 因此， 中的碱基数目是mRNA中的碱基数 因此，DNA中的碱基数目是 中的碱基数目是 中的碱基数 目的两倍；在翻译时， 目的两倍；在翻译时，mRNA每三个碱基决定 每三个碱基决定 一种氨基酸， 一种氨基酸，其数目彼此间的关系一般可表示 如图)： 为(如图 ： 如图
解析：选D。本题考查基因的碱基数量与氨基 解析： 。 酸数量的关系以及蛋白质的相关计算。 酸数量的关系以及蛋白质的相关计算。由于 多肽的相对分子质量＝ 多肽的相对分子质量＝氨基酸的平均相对分 子质量×氨基酸的数量－ × 氨基酸的数量 子质量×氨基酸的数量－18×(氨基酸的数量 1)＝2778，所以该多肽由30个氨基酸组成 个氨基酸组成， －1)＝2778，所以该多肽由30个氨基酸组成， 编码该多肽的mRNA上应含有 个密码子再 上应含有30个密码子再 编码该多肽的 上应含有 加上终止密码子即为31个密码子， 加上终止密码子即为 个密码子，编码该多 个密码子 肽的基因碱基数至少为31× ＝ 肽的基因碱基数至少为 ×6＝186，即93对 ， 对 碱基。 碱基。
RNA和蛋白质的合成(共9张PPT)
三、转录：在细胞核中，根据DNA单链的 碱基序列在酶的催化下合成RNA的过程。 四、翻译：根据mRNA的碱基序列合成多肽 的过程。 科学家是怎么知道这些过程的？
跨学科了！ 1953年，美国物理学家伽莫夫在了解了 沃森和克里克的 DNA 双螺旋结构模型理论 后，通过排列组合的数学计算，提出了关于 遗传学的“三联体密码子”假说。 4×4×4=64 没做实验！ DNA在核内，而蛋白质是在细胞质中的 核糖体上合成的，DNA分子中的遗传信息是 如何进入细胞质中的？ 生物学家们的实验研究最终回答了这个 问题。
五、遗传密码：mRNA上的三个相连的碱基 决定一个氨基酸。P68 六、中心法则：P69
tRNA头部的 三个碱基称 为反密码子。
三种RNA共同Байду номын сангаас与 蛋白质的合成过程。
板书
第三章 遗传的分子基础
第四节 遗传信息的表达 ——RNA和蛋白质的合成 尿嘧啶
一、RNA的分子结构 核糖、磷酸及四种碱基（A、U、C、G） 构成的核苷酸连成的单链。 二、RNA的种类：P67 mRNA——信使 RNA t RNA——转运 RNA r RNA——核糖体 RNA
板书
三、转录：在细胞核中，根据DNA单链的 碱基序列在酶的催化下合成RNA的过程。 四、翻译：根据mRNA的碱基序列合成多肽 的过程。 五、遗传密码：mRNA上的三个相连的碱基 决定一个氨基酸。P68 六、中心法则：P69
第三章
遗传的分子基础
——谁？怎样规定了 子代的性状？
一、RNA的分子结构 核糖、磷酸及四种碱基（A、U、C、G） 构成的核苷酸连成的单链。
第四节 遗传信息的表达 ——RNA和蛋白质的合成 尿嘧啶
单链折叠后 也能配对。
在细胞中含量最 二、RNA的种类：P67 多的RNA。 在细胞内的含量较少 参与构成核糖体 。 r RNA——核糖体 RNA： mRNA——信使 RNA：携带着遗传信息的 RNA。 t RNA——转运 RNA：负责把氨基酸运往核糖 体的 RNA。
3.4 遗传信息的表达--RNA和蛋白质的合成 课件(浙科版必修2)
,则mRNA的密码子为ACU，若DNA转录时的模板
链为AC所在的链，则mRNA的密码子为UGU。
栏目 导引
第三章
遗传的分子基础
【答案】
C
【探规寻律】 遗传信息、密码子(遗传密码)、 反密码子的区分
栏目 导引
第三章
遗传的分子基础
如图表示DNA控制蛋白质合成的过程。下列 有关说法不正确的是( )
栏目 导引
在真核细胞中，a和b两个过程发生的主要场所
都是细胞核，但所需的关键酶不同，前者需要 DNA聚合酶，而后者需要RNA聚合酶，两者都 需要解旋酶。 【答案】 C
栏目 导引
第三章
遗传的分子基础
互动探究 2．(1)上述图解中哪两个过程所需原料相同？
(2)高度分化的活细胞内可发生上述哪些过程？
【提示】 (2)b、c。 (1)a与d相同，b与e相同。
DNA双链
mRNA tRNA反密码子 氨基酸
T
G A 苏氨酸
栏目 导引
第三章
遗传的分子基础
A.TGU
B．UGA
C．ACU
【解析】
D．UCU
mRNA 上决定 1 个氨基酸的 3 个相邻的
碱基，称做 1 个密码子。 mRNA 的密码子和 tRNA
上的反密码子互补配对，可推知 mRNA 的密码子
最后的碱基为 U ； DNA 的一条链为 TG － ，另一条 链为AC－，若DNA转录时的模板链为TG所在的链
栏目 导引
第三章
遗传的分子基础
【解析】 选 项 A 内容指向· 联系分析 以DNA一条链(②链)为模板合成的③链含 碱基U，故③为mRNA，此过程为转录； ③与④结合后以③为模板形成⑤肽链，此 过程为翻译
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。
人教版教学课件2010年浙江省生物培训课件： 遗传信息的表达(衢州高级中学)ppt
mRNA上的遗传密码
练一练
如果水母体内的荧光蛋白基因发生了突变，使其决定的荧 光蛋白的部分氨基酸变化如下： 基因突变前：甘氨酸 谷氨酸 基因突变后：甘氨酸 谷氨酸 丙氨酸 苯丙氨酸 谷氨酸 天冬氨酸 亮氨酸 赖氨酸
由上可知该荧光蛋白基因的突变可能是( D ) A.突变基因为一个碱基腺嘌呤替换为鸟嘌呤 B.突变基因为一个碱基胞嘧啶替换为胸腺嘧啶 C.突变基因为一个碱基鸟嘌呤替换为腺嘌呤 D.突变基因为一个碱基的增减
(2)转录过程中，碱基有哪些配对方式？
翻译过程
密码子
A U G
G C A C C U G A C
mRNA
密码子：mRNA上决定一种氨基酸的3个相邻核
苷酸排列而成的三联体。
mRNA上的遗传密码
问题讨论：
(3)为什么这段荧光蛋白基因在水母体内和转 基因猪体内都能合成相同的荧光蛋白？
(4)若荧光蛋白基因的某一碱基被替换,荧光蛋 白一定会改变吗?
第四节 遗传信息的表达—— RNA和蛋白质的合成
衢州高级中学
徐猷
遗传信息的表达
与“遗传信息的表达” 相关概念
DNA、 mRNA、tRNA、氨基酸、蛋白质、
复制、转录、翻译、逆转录、基因、遗传、
变异、解旋、模板、遗传信息、遗传密码
转录过程
问题讨论：链吗？
苯丙氨酸 （1）tRNA只有三个碱基吗？ （2）该tRNA转运哪种氨基酸？
A A G
U U C
翻译过程
思 考
(5)mRNA在细胞中存在的时间很短，如何能迅 速合成大量的荧光蛋白呢？
多肽链的合成方式
一个mRNA分子上有若干个核糖体同时进行多 条肽链的合成，因此少量的mRNA分子就可迅速 合成大量的蛋白质，翻译的效率非常高。
浙科版高一生物必修2_《遗传信息的表达——RNA和蛋白质的合成》课时训练
第四节遗传信息的表达—RNA和蛋白质的合成1.比较RNA和DNA的化学成分,RNA特有的是（）A.核糖和尿嘧啶B.核糖和胸腺嘧啶C.脱氧核糖和尿嘧啶D.脱氧核糖和胸腺嘧啶2.转录和复制过程相同的是（）A.只以DNA的一条链为模板B.遵循碱基互补配对原则C.合成的产物中都含有TD.都由相同的酶参与3.下列各组中属于转录过程中碱基互补配对的是（）A.C→G,G→C,A→T,T→AB.C→G,G→C,A→U,T→AC.C→G,G→C,A→U,U→AD.C→G,G→C,A→T,U→A4.信使RNA分子中的碱基排列顺序,是由下列哪一项决定的（）A.DNA分子中的脱氧核苷酸排列顺序B.转运RNA分子中核苷酸排列顺序C.蛋白质分子中氨基酸排列顺序D.核糖体RNA分子中核苷酸排列顺序5.下列哪项不是信使RNA的功能（）A.决定多肽中氨基酸的排列顺序B.决定转运RNA的碱基排列顺序C.决定蛋白质分子的特异性D.作为翻译时的模板6.下列哪三个相连的碱基肯定不是密码子（）A.GCUB.CGAC.AGCD.TCA7.如果DNA分子模板链上的TAA变成TAC,那么相应的密码子将会由（）A.AUU变成AUGB.UAA变成UAGC.AUG变成AUUD.UAA变成UAC8.mRNA的核苷酸序列与（）A.DNA分子的两条链的核苷酸序列互补B.DNA分子的一条链的核苷酸序列互补C.某一tRNA分子的核苷酸序列互补D.所有tRNA分子的核苷酸序列互补9.病毒的增殖过程需要在寄主细胞中完成，其原因不包括（）A.需要寄主细胞提供核糖体和tRNAB.需要寄主细胞提供各种酶和ATPC.需要寄主细胞提供mRNAD.需要寄主细胞提供各种原料10.组成mRNA分子的四种单核苷酸能组成多少种密码子（）A.16B.32C.46D.6411.转录和翻译的主要场所分别是（）A.线粒体和叶绿体B.细胞核和高尔基体C.细胞核和核糖体D.核糖体和高尔基体12.DNA复制、转录和翻译过程中所需要的原料物质分别是（）A.脱氧核苷酸，核糖核苷酸，氨基酸B.核糖核苷酸，脱氧核苷酸，氨基酸C.脱氧核苷酸，氨基酸，核糖核苷酸D.核糖核苷酸，氨基酸，核糖核苷酸13.一段信使RNA有2000个碱基，转录它的基因中胸腺嘧啶和鸟嘌呤的总数是（）A.10000个B.2000个C.30000个D.4000个14.已知某tRNA一端的三个碱基顺序是GAU，所转运的是亮氨酸，那么决定氨基酸的密码子是由下列哪个碱基序列转录而来的（）A.GATB.GAUC.CUAD.CTA15.若细胞质中tRNA1（AUU）可转运氨基酸a，tRNA2（ACG）可转运氨基酸b，tRNA3（UAC）可携带氨基酸c，今以DNA中一条链—A—C—G—T—A—C—A—T—T—为模板合成蛋白质，该蛋白质基本组成单位的排列可能是（）A.a—b—cB.c—b—aC.b—c—aD.b—a—c16.下图是基因控制蛋白质的合成过程示意图，请回答：（1）图示中，DNA的模板链是___________。
高三生物rna和蛋白质的合成
第四步；核糖体读取下一个密码子，1号位tRNA离开核糖体。占据2号位的tRNA进入1号位。一个新的tRNA进入2号位。
模板mRNA
原料氨基酸
3）条件能量ATP
酶
4）遗传信息传递方向mRNA蛋白质
【经典例题】
【例1】构成人体的核酸基本单位及碱基有（）种。构成DNA病毒的核酸的核苷酸及碱基有（）种。
携带信息模板
tRNA
转运氨基酸
rRNA
核仁与其合成及核糖体的形成有关
核糖体组成成分
RNA的种类
信使RNA（mRNA）：行使传达DNA上的遗传信息的公能。
转运RNA(tRNA)：把氨基酸运送到核糖体，使之按照mRNA的信息指令连接起来，形成蛋白质。
核糖体RNA(rRNA)：核糖体的重要成分。
（二）遗传信息的转录：RNA是在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成的，这一过程称转录
A、4，4；B、8，5；C、5，5；D、2，4
【解析】B A
【例2】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。合成这条多肽链需mRNA最多有（）个碱基
A、24 B、48 C、27 D、54
【解析】C
【例3】组成人体20种氨基酸对应的密码子有（）个。
A、4 B、20 C、61 D、64
A．198个B．199个
C．200个D．201个
【解析】B
基因中碱基数：mRNA中碱基数：蛋白质中氨基酸数
＝6：3：1
【例9】某DNA片段所转录的mRNA中U%＝28%，A%＝18%，则个DNA片段中T%和G%分别占（）。
A. 46%,54% B.23%,27% C.27%,23% D.46%,27%
RNA和蛋白质的合成
U U A G AU AUC
以mRNA为模板形成了有一定氨基酸顺序的蛋白质 .
小结：翻译
场所： 细胞质（核糖体）
模板： mRNA 原料：氨基酸 条件： ATP、酶 、转运RNA（tRNA） 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
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
DNA、RNA的碱基和氨基酸的数量关系
DNA
CGT GACCAT GCACT GGT A
遗传信息 信息链
mRNA tRNA
C G U GA G C A U GCACUGGUA
亮氨酸
天门冬 酰氨
异亮氨酸
CU A UAG U U A G AU AUC
核糖体随着 mRNA滑动. 另一个 tRNA 上的碱基与 mRNA上的 密码子配对.
亮氨酸
天门冬 酰氨
异亮氨酸
CU AUAG U U A G AU AUC
一个个氨基酸分子缩合成链状结构
亮氨酸
天门冬 酰氨
异亮氨酸
UAG U U A G AU AUC
中心法则
DNA 转录
逆转录
RNA 翻译
蛋白质
中心法则实质蕴涵着_核__酸___和_蛋__白__质___这两类 生物大分子之间的相互__联__系__和相互作用。
讨论并回答下列生物能进行的遗传 信息的传递与表达过程（用序号表示）
② ① DNA
⑤
④
③
RNA
高中生物遗传信息的表达教学设计
《遗传信息的表达-RNA和蛋白质的合成》的教学设计一、设计思想《高中生物课程标准》提倡要让学生从过去教师讲什么就听什么，教师让做什么就做什么的被动学习者，变为知道自己需要什么、想了解什么的主动参与的学习者，同时它倡导探究性学习，逐步培养学生搜集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力等，因此，在本节课中，我将利用自制的ppt，采用授导型教学方式，模拟探究转录和翻译过程，让学生直观的理解蛋白质合成的过程。
同时联系旧知，培养学生的分析、推理、比较、归纳的能力。
二、教材分析本节课是浙教版《生物必修二》第三章第四节，主要内容是蛋白质的合成和遗传信息的表达等内容。
这节课安排在学生学习了遗传物质，DNA的分子结构，遗传信息的传递之后，显得顺理成章。
它对使学生形成有关遗传物质的概念，从而构建以生物体、细胞、染色体、DNA、基因、蛋白质和性状等为主的概念体系具有重要意义。
同时，还为后面生物的变异，遗传病的学习打下了坚实的基础。
三、学情分析学生已经学习了遗传物质，DNA的结构和遗传信息的传递，对遗传信息有了一定的理解和认识，也具备了一定的相关解决问题的能力和分析归纳能力。
但是本节课内容较为抽象难懂，学生仍需在教师的引导下，通过问题的解决及教师的讲解来完成对新知的学习，使学生能形成较完整的知识网络。
四、教学目标（一）知识目标：1.能简述染色体、DNA与遗传信息之间的关系；2.能说出DNA与RNA的异同，能简单阐述RNA的种类及功能3.能概述转录和翻译的过程；4.能说出中心法则的内容（二）能力目标:1. 通过遗传信息控制蛋白质的合成学习培养学生分析综合能力。
2.通过知识点的比较归纳培养学生对比归纳，分析信息，处理信息的能力。
3.通过问题的思考分析培养学生分析问题，解决问题的能力（三）情感目标:1. 体验遗传信息表达过程的和谐美，表达原理的逻辑美、简约美，五、重点、难点与突破（一）教学重点1．遗传信息、蛋白质与性状的关系。
【高中生物】遗传信息的表达——RNA和蛋白质的合成ppt13
资料四： 1961年，科学家发现了依赖DNA的RNA 聚合酶。只要给予合成RNA的四种原料—— 腺嘌呤核苷酸、鸟嘌呤核苷酸、胞嘧啶核苷 酸、尿嘧啶核苷酸和DNA，这种酶就能催化 合成RNA，并且生成的RNA，其碱基排列顺 序能充分反映DNA上的碱基排列顺序。并发 现，RNA和依赖DNA的RNA聚合酶都普遍存 在于高等生物的细胞中。
多肽链
想一想： 1.假设在细胞癌变是因为在细胞中合成了一种 特殊的蛋白质，你有哪些设想可能阻止细胞 的癌变？ 2.如果需要在植物体内表现某种细菌的抗虫特 性，有什么想法？类似的例子你还知道哪些？
场所
模板
原料
酶
碱基互 补配对 方式
产物
复制 细胞核
A与T DNA两 游离的 解旋酶、 T与A 脱氧核 DNA聚 条链 C与G 苷酸 合酶等 G与C DNA一 条链 游离的 RNA聚 核糖核 合酶等 苷酸 氨基酸 酶 A与U T与A C与G G与C A与U C与G
如1个碱基决定1个氨基酸 如2个碱基决定1个氨基酸 如3个碱基决定1个氨基酸 决定4种氨基酸 决定16种氨基酸 碱基组合有64种
资料五： 1961年，克里克和他的同事通过诱导T4 噬菌体突变的实验发现，若在T4噬菌体DNA 的有意义链中插入一个碱基，其后面的氨基 酸序列完全发生变化，若插入连续的三个碱 基，则其后面的氨基酸序列就不发生变化。
C
G
A
U
中心法则
遗传信息流
课堂练习
1. 经分析某生物的一个核酸分子的碱基比
率为A:G:T:C=26:25:36:16，这种核酸是 （A） A. 单链DNA B. 单链RNA C. 双链DNA D. 双链RNA
2.某一DNA分子含有20%的A+T，那么它 转录成的信使RNA中的G+C的含量为(B ) A.40% B.80% C.60% D.20%
人教版教学课件基因指导蛋白质的合成(县级公开课,两课时。)
A A T C A A T A G U U
G
第10页
A A T C A A T A G U U
G
第11页
A A T C A A T A G U U A
G
第12页
A A T C A A T A G U U A G
G
第13页
A A T C A A T A G U U A G U
G
第14页
列表比较DNA复制与转录
项目
场所 模板 原料 能量 酶 产物 信息传递
DNA复制
细胞核（主要） DNA的两条链 四种脱氧核苷酸 ATP DNA解旋酶等
DNA转录
细胞核（主要）
DNA的一条链
四种核糖核苷酸 ATP
DNA解旋酶、DNA聚合酶等
碱基配对 A—T，T—A，C—G，G—C A—U，T—A，C—G，G—C ＤＮＡ ＤＮＡ→ＤＮＡ ＲＮＡ ＤＮＡ→RＮＡ
（①） DNA
转录 ②
（④） 密码子
决定
含有
mRNA
翻译 ③
转运
（⑤） 氨基酸
缩合
蛋白质
体现
缩合
氨基酸
性状
第40页
遗传信息表达的相关计算 DNA 6n 个碱基
转录
RNA 3n 个碱基
翻译
多肽链 n 个氨基酸 由某DNA片段转录的mRNA中，尿嘧啶占28%，腺嘌呤占 18%，则这个DNA片段中胸腺嘧啶和鸟嘌呤分别占多少？
第46页
5、某一多肽链共有100个氨基酸，则控制 合成该肽链的基因中的碱基数至少有（ ）个？ A、600 B、300 C、297 D、594 6、已知某转运RNA的一端的三个碱基顺序 是GAU，它所转运的氨基酸是亮氨酸，那么决定 此氨基酸的密码是由下列哪个转录来的（ ） A、GAT B、GAA C、GUA D、CTA
RNA种类信使RNAmRNA核糖体RNArRNA转运RNAtRNA
G
A A T C A A T A G U U A G U U A
G
A A T C A A T A G U U A G U U A U
G
A A T C A A T A G U U A G U U A U C
G
DNA
A A T C A A T A G U U A G U U A U C
RNA
G
形成的mRNA链，DNA上的遗传信息就传递到 mRNA上
细胞核
mRNA在细胞核中合成
DNA
A A T C A A T A G U U A G A U A U C
mRNA
核孔
细胞质
mRNA通过核孔进入细胞质 A A T C A A T A G 细胞核
U U A G A U A U C 细胞质
mRNA
？ （1）RNA也是由核苷酸连接而成，
为什么RNA适于作DNA的信使？
密码子 密码子 密码子
U U A G A U AΒιβλιοθήκη U CmRNAmRNA
上 的 遗 传 密 码
遗传密码的特性： 1、有3个终止密码，没有对应的氨基酸， 所以在64个遗传密码中，能决定氨基 酸的遗传密码子只有61个。 2、通用性：地球上几乎所有的生物共 用一套密码子。 3、简并性：一种氨基酸有两种以上的 密码子的情况 。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。 问题：氨基酸是怎样运送到核糖体上的呢？
转运RNA(tRNA)
tRNA一头能携带氨基酸；另 一头有三个碱基与mRNA上 的密码子互补配对，称为反密 码子。
转运RNA是氨基酸的载体， 一种tRNA识别一种氨基酸
反密码子
翻译的过程
细胞质中的 mRNA
遗传信息的表达教学时间设计
第四节遗传信息的表达—RNA和蛋白质合成丽水中学叶伟媛一、教学理念科学是一个探究的过程，学生在生物学课程中的学习方式也应该体现自然科学的这一特点。
探究性学习指学生通过类似于科学家科学探究活动的方式获取科学知识，并在这个过程中学会科学的方法和技能、科学的思维方式，形成科学观点和科学精神。
本节教学设计打破以往学生一贯接受结论性知识，而对于获取知识的过程和方法知之甚少的情况，注重知识的形成过程，强调科学结论出现在探究试验之后，让学生通过观察、质疑、表达和交流等探究式活动，培养学生的科学素质，促进学生的全面发展。
二、学习任务分析本节的教学内容是《生物(必修)·遗传与进化》（浙江科学技术出版社）“第三章动物生命活动的调节”的“第四节遗传信息的表达—RNA和蛋白质合成”（1课时复习课）。
课程标准对本节内容的要求是：概述遗传信息的转录和翻译。
根据此要求浙江省教学指导意见提出基本要求：1. 列举DNA的功能；2.比较DNA与RNA的异同；3.概述遗传信息的转录和翻译；4.说明遗传密码和中心法则，养成事物是普遍联系的辩证观点。
5.概述基因的概念。
发展要求：比较复制、转录和翻译。
三、学习者分析及学法设计高三学生已经具有一定的生物知识基础、一定的观察思维能力、逻辑推理能力及对实验现象的分析能力，但对知识的联系整合及拓展运用有待进一步提高和培养。
因此，在教学过程中，教师除了注重启发引导学生进行自主探究，通过精心设置疑问，激发学生进行探究和学习的兴趣，培养学生的分析和理解能力，还注重学生对知识整体的理解和构建知识的网络结构，以及对知识的拓展提升。
根据建构主义学习理论，学习是学生自己进行知识建构的过程，又因为本节内容具有一定的抽象性，因此，在学法指导上采用提供观察、思考的机会，鼓励学生观察，充分调动学生已有的知识经验，并让学生用自己的语言进行归纳，从而在原有知识的基础上发展新知；按照认知发现理论，学习者在一定情境中对学习材料的亲身经历和发现，才是学习者最有价值的东西，因此提供学生熟悉的情景，鼓励学生大胆探究实验，让学生通过自主学习、探究学习、合作学习，达到解决问题、发展思维、提高能力的目的，培养实事求是、勇于探索的独创精神。
遗传信息的传递与蛋白质合成解析
遗传信息的传递与蛋白质合成解析遗传信息的传递与蛋白质合成是生物学中的重要过程。
在细胞中，遗传信息以DNA分子的形式存在，并通过转录和翻译的过程被传递到蛋白质中。
本文将从分子水平解析遗传信息的传递和蛋白质合成的过程。
一、DNA的复制和传递DNA是存储遗传信息的分子。
在有丝分裂中，DNA通过复制过程被准确地复制并传递给子细胞。
DNA复制的过程是由酶和蛋白质复制机制协同完成的。
首先，DNA螺旋结构被解开，形成两条模板链。
然后，DNA聚合酶将新的核苷酸与模板链上的互补碱基配对，形成新的双链DNA分子。
二、转录的过程转录是将DNA中的遗传信息以RNA分子的形式进行复制的过程。
在细胞核中，DNA的部分碱基序列被RNA聚合酶读取，并根据模板链合成互补的RNA链，形成mRNA分子。
mRNA是将遗传信息从DNA传递到蛋白质合成机器的重要中间产物。
转录的过程主要包括启动、延伸和终止三个阶段。
启动阶段，细胞内的特定蛋白质结合到DNA的启动子上，使RNA聚合酶能够结合并开始转录过程。
延伸阶段，RNA聚合酶沿着DNA模板链上游动，合成互补的RNA链。
终止阶段，RNA聚合酶到达终止子区域，停止转录并释放出新合成的mRNA分子。
三、翻译的过程翻译是将mRNA上的信息转化为氨基酸序列的过程，进而合成蛋白质。
翻译发生在细胞质中的核糖体上。
翻译的过程主要包括启动、延伸和终止三个阶段。
启动阶段，mRNA与核糖体亚单位结合，并与tRNA的起始密码子配对。
延伸阶段，tRNA将特定的氨基酸带入核糖体，依次配对到mRNA上的密码子上，形成多肽链。
终止阶段，到达终止密码子时，特定的终止因子结合到核糖体上，使核糖体解离并释放出新合成的蛋白质。
四、蛋白质后修饰新合成的蛋白质经过翻译后，还需要进行一系列的后修饰过程才能达到功能性。
后修饰包括去除信号肽、磷酸化、甲基化、酰化等化学修饰，以及蛋白质的折叠和整合等结构修饰。
这些后修饰过程可以使蛋白质在形状上发生变化，从而适应不同的功能需求。
一轮复习：遗传信息的表达
考试说明
知识建构
要点分析
方法指导
试题反馈
要点一
转录、翻译的过程
考试说明
知识建构
要点分析
方法指导
试题反馈
要点二
概念辨析
辨析1：遗传信息、密码子和反密码子的关系
突破方法： ①列表比较法
遗传信息
存在位置 DNA 4n种(n为碱基
密码子
mRNA
反密码子
tRNA
64种，其中决定 61种 种类 氨基酸的密码子 对的数目) 有61种 不同生物的遗传信息不同，但所有生物共用 一套遗传密码，这反映了生物界的统一性。 密码子特点： 通用性 、简并性
概述中心法则的内容和发展
考试说明
知识建构
要点分析
方法指导
试题反馈
课前测试分析 题号 知识要点 1、2、 转录和翻译的过程 3、10 4、6 密码子、反密码子 5 11 7、8 9 12 染色体、DNA、基 因的关系 中心法则 与表达相关的计算 细胞质基因的表达 表达异常 错误分析 对于DNA的复制、转录、翻译图形分 析能力不强 染色体、DNA、基因、遗传信息、密 码子、反密码子等概念之间的关系不 明确 信息题中的信息提取、处理 缺乏数据处理分析的能力 在此节内容上涉及不多，有待巩固
考试说明
知识建构
要点分析
方法指导
试题反馈
必修2
第三章 第四节 遗传信息的表达 ——RNA和蛋白质的合成
考试说明 1、DNA与RNA的异 同（Ⅰ） 和翻译（Ⅱ） 3、中心法则的内容 及应用（ Ⅱ ） 解读（复习目标）
说出DNA和RNA分子的区别，及 RNA的分类和作用 2、遗传信息的转录 理解遗传信息的转录和翻译过程
考试说明
公开课——遗传信息的表达
核糖核苷酸一个一个连接起来。
A A T C AA T AG U UA G U
G
核糖核苷酸一个一个连接起来。
A A T C AA T AG U UA G UU
G
核糖核苷酸一个一个连接起来。
A A T C AA T AG U UA G UU A
G
核糖核苷酸一个一个连接起来。
A A T C AA T AG U UA G UU AU
这样：DNA上的遗传信息就传递到RNA上
转
AA RNA
T
C
AA
T
AG
录
T T 聚合酶 A G T T A T C
过
程
A A T C AA T AG
RNA
T T A G T T AT C 聚合酶
RNA 聚合酶识别启动部位并与之结合， DNA 解旋，打开氢键
以其中的一条链作为模板，合成RNA.
A A T C AA T AG
A、G、C、U
细胞核和细胞质
一. DNA的转录
看书P66-67
1、转录概念：
指以DNA的一条链为模板， 按照碱基互补配对原则， 合成RNA的过程。
4.转录过程
a. DNA 解旋，以一条链为模板合成RNA
b. DNA与RNA的碱基互补配对：A—U ; T—A； C—G；G—C
c. 组成 RNA的核糖核苷酸一个个连接起来 (RNA聚合酶）
G
RNA聚合酶将 核糖核苷酸 连接起来，遵循碱基互补配 对原则。
A A T C AA T AG UU
G
RNA聚合酶沿着DNA链移动。
A A T C AA T AG UU
G
RNA聚合酶沿着DNA链移动
A A T C AA T AG U UA
遗传信息的表达
Tyr Ser Phe Cys
除去DNA和mRNA的细胞提取液
Tyr：酪氨酸 Ser：丝氨酸
Phe：苯丙氨酸 Cys：半胱氨酸
UUUUUUUUUUUUU …
苯丙氨酸 苯丙氨酸 苯丙氨酸 苯丙氨酸
AAAAAAAAAAAAA …
赖氨酸 赖氨酸 赖氨酸 赖氨酸
UCUCUCUCUCUCU …
丝氨酸 亮氨酸 丝氨酸 亮氨酸
氨基酸
tRNA只有三个核苷酸吗？
tRNA
mRNA
UCA
一个mRNA上结合多个核糖体，同时合成多条肽链
小结
转录
场所
主要在细胞核
模板
DNA的一条链
原则 碱基互补配对原则
过
A-U;T-A;G-C;C-G;
程 原料
4种核糖核苷酸
条件 RNA聚合酶 、ATP
产物
RNA
翻译
核糖体 mRNA 碱基互补配对原则 A-U;U-A;G-C;C-G; 氨基酸
染色体、DNA、基因之间有何关系？
染色体
主要由DNA和蛋白质组成
DNA 每个染色体含有一个DNA分子
基因
概 念
1、 每个DNA上有许多个基因； 2、基因是有遗传效应的DNA片段 3、基因在染色体上呈线性排列，
在以DNA为遗传物质的生物中基因是DNA片段 在以RNA为遗传物质的生物中基因是RNA片段 染色体是基因的主要载体，此外，线粒体和叶绿体中也有基因分布。
C A
甲硫氨酸(起始) 苏氨酸 赖氨酸 精氨酸
G
缬氨酸
丙氨酸 天冬氨酸 甘氨酸
U
G
缬氨酸 缬氨酸
丙氨酸 天冬氨酸 甘氨酸
C
丙氨酸 谷氨酸 甘氨酸
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第四节遗传信息的表达和蛋白质的合成
1、教学目标
一、知识目标
1•简述染色体、DNA与基因之间的关系；
2•说出DNA与RNA的异同，能简单阐述RNA的种类及功能；
3•概述遗传信息转录和翻译的过程；
4•说出遗传密码含义。
二、能力目标
1•通过遗传信息控制蛋白质的合成学习培养学生分析综合能力；
2•通过文字和图形的辨析培养学生观察、对比、细心的能力；
3•通过问题的思考分析培养学生分析问题，解决问题的能力。
三、情感目标
1•体验遗传信息表达过程的和谐美，表达原理的逻辑美、简约美，
2•体验生物学与美术完美结合的协调美
2、学情分析
在学习本节课之前，学生已经具备生物体生命活动的控制者是核酸，生物体性状的体现者是蛋白质；细胞生物的遗传物质是DNA；DNA中的遗传信息通过复制得以传递，必修1中细胞的分子结构中学习了细胞核核孔的功能（RNA和蛋白质选择性的通过核孔），学生当时对此是有疑惑的；在必修1细胞的分化那一节讲述时曾经提到过细胞分化的实质是基因选择性表达，对
此学生也只是知道并不知道其中的真实含义；所以带着这些疑问开展本节课的教学，一来激发学生兴趣，二来可以为其解惑。
同时也具备了一定的相关解决问题的能力和分析归纳能力。
但是本节课内容所包含的概念、表达过程较为抽象难懂，学生仍需在教师的引导下，通过问题的解决及教师的讲解来完成对新知的学习，使学生能形成较完整的知识网络。
3、重点难点
教学重点
1•遗传信息、蛋白质与性状的关系。
2•遗传信息控制蛋白质合成的过程和原理。
3. 遗传密码。
教学难点
基因控制蛋白质合成的过程和原理。
4、教学过程 4.1第一学时
4.1.1教学活动一：问题导入：
问题导入：
1•遗传信息的传递也称之为：。
2•在自然界的大多数生物中，是遗传物质，DNA主要存在于中。
3•遗传的基本功能单位：。
4. DNA分子中特定的脱氧核苷酸序列可以称之为：。
5•生物体性状的体现者是：，其合成场所在—。
重点突破：遗传信息与基因的概念，以及DNA与其的关系，阐明DNA与蛋白质以及性状的关系，为本节课学习背景做一个交代，同时也可以引出本节课相关内容。
4.1.2教学活动二：标题引入
请同学们思考，带有遗传信息的DNA主要储存于细胞的什么部位？蛋白质在什么部位合
蛋白质的合成是在细胞质的核糖体上进行的。
在必修1学习细胞核核孔的时候已知，核孔可以选择性的通过RNA和蛋白质，而作为遗传物质的DNA并不可以通过，于是我们可以大胆推测遗传信息和蛋白质之间，必定有一种中间物质充当他们之间的信使，让蛋白质根据信使从DNA传递过来的信息来合成，那么，这个信使是什么呢？学生答出RNA.
DNA指导合成RNA，RNA指导合成蛋白质的过程我们将其称之为遗传信息的表达。
这就是今天即将与同学们一起探讨的问题•
教师讲解引出：
RNA
DNA 蛋白质
第四节遗传信息的表达一一RNA和蛋白质的合成
4.1.3教学活动三：新课教学一一转录
1•学生自主学习，寻找新概念名词（阅读课本P66-67）
①RNA聚合酶：解旋与形成磷酸二酯键
②启动部位：转录开始点
③信使RNA
④转运RNA
⑤核糖体RNA
⑥编码链
⑦模板链:基因片段的一条链
2•教师讲解每个新概念名词的含义，学生对照自己的理解，形成共识或形成知识冲突后理解。
（书本图片展示）
3.学生上讲台画出模拟的转录过程（参照图3-13）
4•学生之间互相纠错后教师讲解
5•突破难点及易错点（图片展示）
①模板链：基因区段的一条链
②转录的产物:RNA
③真核生物与原核生物转录的区别
RW锻合畸移动方向
DSA双8?旋超开
游离核看憋
核脊酸加到RNA末端
R>A-DNA
朶交区域
4.1.4教学活动四：新课教学一一翻译
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？mRNA如何将信息翻译成蛋白质？mRNA通过核孔进入细胞质中，开始它新的历程一一翻译。
阅读课本，自主构建
阅读课本P67-69页文字及插图，回答下列问题：
1、找出新概念名词？
2、以图画的形式模拟翻译过程？
（可参照图3-14）
提问学生，学生回答并板书
二、翻译
①遗传密码
②终止密码子
说起遗传密码首先学生得明确一点是位于mRNA分子上，每一个遗传密码是由3个相邻核塘核苷酸排列而成的三联体，决定一种氨基酸。
终止密码子顾名思义是翻译终止的信号，既然有终止的信号，那么我们将蛋白质合成开始的密码子称之为起始密码子。
板书:③起始密码子
重点突破1:遗传密码
同学们打开书P69,目前20多种氨基酸的60多种密码子全部被破译。
从表3-2中突出总共有几个终止密码子和有几个起始密码子？并找出能代表色氨酸的密码子有哪些？
总结:a、一种氨基酸可以和一个或多个密码子相对应
b、一个密码子只和一种氨基酸相对应
c、三个终止密码：UAA、UAG UGA
d、氨基酸的种类：20种
密码子种类:64种决定氨基酸的密码子：61种
重点突破2:翻译过程
请某同学在黑板上画出翻译过程（学生上讲台绘图）
指引学生辨析书本图3-14
难点突破与易错点
①遗传密码
②翻译的方向
③如何提高翻译的效率
4.1.5课堂小结
4.1.6课堂反馈
1、下图为tRNA的结构示意图。
以下叙述正确的是（）
A. tRNA是由三个核糖核苷酸连接成的单链分子
B. 每种tRNA在a处只可以携带一种氨基酸
C图中b处上下链中间的化学键表示磷酸二酯键
D.c处表示密码子，可以与mRNA碱基互补配对
2、下图为真核细胞中多聚核糖体合成蛋白质的示意图，下列说法正确的是
A•①上四种脱氧核苷酸可驵合成64种密码子代表20种氨基酸
B.若①中有一个碱基发生改变，则合成的多肽链的结构一定发生改变
C①上的一个密码子只决定一种氨基酸，一种氨基酸只由一种tRNA转运
D.①只有与⑥结合才能发挥它的作用。