4.1《基因指导蛋白质的合成》第二课时(课件)-2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

该高中生物学课件聚焦遗传信息的翻译过程及中心法则，通过“温故知新”回顾翻译定义、中心法则初步流程和基因工程实例，衔接转录与翻译，以自主预习答案为学习支架，帮助学生构建知识脉络。 其特色在于结合克里克实验分析密码子编码机制培养科学思维，通过小组合作模型构建翻译过程落实探究实践，密码子通用性分析渗透进化与适应的生命观念。采用表格对比总结DNA复制、转录、翻译，逻辑清晰，助力学生深化理解，也为教师提供结构化教学资源，提升教学效率。

自主预习答案： 一、1. ①—c ②—d ③—a ④—b 2. (1)mRNA  64 61或 62    2 3   (2)mRNA  tRNA 氨基酸   密码子  DNA模板链   mRNA中密码子 3. 氨基酸   tRNA   核糖体   mRNA   肽链 核糖体   tRNA   mRNA   终止密码子   空间结构   功能 二、1. (1)克里克   (2) ①—c  ②—a  ③—b 第四章 基因的表达 第1节 基因指导蛋白质的合成（第2课时） 五原一中 杨 瑞 2026年5月 目标 01 02 03 通过了解中心法则的提出和修正过程,认同科学是不断发展的,形成生命是物质、能量和信息的统一体的生命观念。 通过分析经典研究文献资料和模拟活动,概述遗传信息转录和翻译的过程。 基于地球上几乎所有的生物都共用一套遗传密码的事实,阐明生物界的统一性，认同当今生物可能有着共同的起源，初步形成生物进化观。 温故知新 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。 DNA RNA ？ 蛋白质 核 质 ？ 转 录 翻 译 苏云金杆菌 提取 Bt抗虫蛋白基因 导入 普通棉花 产生Bt抗虫蛋白 成为抗虫棉 Bt基因表达 我们已经知道，基因并不能直接指导蛋白质的合成，需要信使RNA，首先，然后，副主线问题2：mRNA如何指导蛋白质的合成呢？明确翻译的实质 新的问题来了 遗传信息的翻译 如果1个碱基决定1个氨基酸，4种碱基能决定_______种氨基酸； 如果2个碱基决定1个氨基酸，4种碱基能决定________种氨基酸； 如果3个碱基决定1个氨基酸，4种碱基能决定________种氨基酸。 4 16（42） 64（43） ＜21种氨基酸 ＜21种氨基酸 ＞21种氨基酸 至少3个碱基决定1个氨基酸才能满足需要。 问题一：mRNA的4种碱基是怎么决定蛋白质的21种氨基酸的呢？ 氨基酸 AUCG 4 氨基酸 AUCG 4 AUCG 4 AUCG 4 氨基酸 AUCG 4 AUCG 4 就像是将英文翻译成中文一样，首先我们要寻找mRNA的碱基与氨基酸之间的对应关系。我们知道，只含有4 不够 足够 所以说 理论推测→实际 遗传信息的翻译 实验证据 1961年克里克实验 实验材料：T4噬菌体 实验过程：增加或删除1个/2个/3个碱基，观察是否能产生具有正常功能的蛋白质。 实验结果： ①增加或删除1个/2个碱基,无法产生具有正常功能的蛋白质； ②增加或删除3个碱基，可以产生具有正常功能的蛋白质。 实验结论： 遗传密码中3个碱基编码1个氨基酸。 mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸。每3个这样的碱基叫作1个密码子。 认读：从mRNA的5'→3',相邻的密码子无间隔、不重叠 位置 来看实验证据 科学家破解了遗传密码 从而得知 后来科学家又通过一步步的推测和实验，证明了确实是mRNA上三个相邻的碱基决定一个氨基酸，最终破解了64个遗传密码子。 遗传信息的翻译 1.密码子： 思考·讨论：请同学们分析课本67页的密码子表，回答下列问题： 1.密码子共有多少种？起始密码子几种？分别为？终止密码子有几种？分别为？所有的密码子都编码氨基酸吗？ 密码子：①含义②种类③密码子与氨基酸的对应关系④特点 二、遗传信息的翻译 第一个碱基 第二个碱基 第三个碱基 U C A G U 苯丙氨酸 丝氨酸 酪氨酸 半胱氨酸 U 苯丙氨酸 丝氨酸 酪氨酸 半胱氨酸 C 亮氨酸 丝氨酸 终止 终止、硒代半胱氨酸 A 亮氨酸 丝氨酸 终止 色氨酸 G C 亮氨酸 脯氨酸 组氨酸 精氨酸 U 亮氨酸 脯氨酸 组氨酸 精氨酸 C 亮氨酸 脯氨酸 谷氨酰胺 精氨酸 A 亮氨酸 脯氨酸 谷氨酰胺 精氨酸 G A 异亮氨酸 苏氨酸 天冬酰胺 丝氨酸 U 异亮氨酸 苏氨酸 天冬酰胺 丝氨酸 C 异亮氨酸 苏氨酸 赖氨酸 精氨酸 A 甲硫氨酸（起始） 苏氨酸 赖氨酸 精氨酸 G G 缬氨酸 丙氨酸 天冬氨酸 甘氨酸 U 缬氨酸 丙氨酸 天冬氨酸 甘氨酸 C 缬氨酸 丙氨酸 谷氨酸 甘氨酸 A 缬氨酸、甲硫氨酸（起始） 丙氨酸 谷氨酸 甘氨酸 G 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______种或_____种 64 UAA UGA（硒代半胱氨酸） UAG AUG GUG 61 62 特殊密码子说明： ①在正常情况下，UGA是终止密码子，但在特殊情况下可编码硒代半胱氨酸。 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。 密码子共有64种，起始密码子有2种，分别是AUG、GUG，翻译起始信号，也编码氨基酸。终止密码子有3种，分别是UAA、UAG、UGA（一般不编码）翻译终止信号。普通密码子：59种：只编码氨基酸。正常情况下，终止不编，特殊；在真核生物中，最多只能对应一种，真1起，原2起 遗传信息的翻译 活动一：阅读P67的表4-1，分析密码子的特点，尝试使用密码子表写出下列氨基酸序列所对应的密码子（3min） 甲硫氨酸-丙氨酸-谷氨酰胺-苏氨酸-酪氨酸-丙氨酸-苯丙氨酸-天冬氨酸-亮氨酸 问题二：根据活动一查找密码子的过程，分析密码子的特点? 密码子：①含义②种类③密码子与氨基酸的对应关系④特点 遗传信息的翻译 绝大多数氨基酸都有几个密码子 2.密码子的简并性 地球上几乎所有的生物体都共用同一套密码子 3.密码子的通用性 思考1：你认为密码子的简并对生物体的生存发展有什么意义？ 思考2：根据密码子的通用性这一事实，你能想到什么？ ①增强了密码子的容错性。当密码子中有一个碱基改变时，由于密码子的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸 ②保证了翻译的速度。当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码同一种氨基酸，这样可以保证翻译的速度。 说明当今生物可能有着共同的起源。 一种密码子决定一种氨基酸 1.密码子的专一性 分析密码子的特点： 密码子：①含义②种类③密码子与氨基酸的对应关系④特点 一种密码子只决定一种氨基酸,一种氨基酸可以由几种密码子决定。 遗传信息的翻译 tRNA mRNA进入细胞质后，就与蛋白质的“装配机器”——核糖体结合起来，形成合成蛋白质的“生产线”。有了“生产线”，还要有“工人”，才能生产产品。 U A A U C C U C U G G C G C A U A C U G G U G G U C C U A A 3’ 5’ 问题三：游离在细胞质中的氨基酸，是怎样被运送到合成蛋白质的“生产线”上的呢？ 异亮氨酸 甲硫氨酸 谷氨酸 亮氨酸 遗传信息的翻译 2.tRNA： (1)结构： 比mRNA小得多，RNA链经过折叠，像三叶草的叶形，其一端是携带氨基酸的部位，另一端有3个相邻的碱基可以与mRNA上的密码子互补配对，叫作反密码子。 (3)与氨基酸对应关系： ①一种tRNA只能转运一种氨基酸。 ②一种氨基酸可由一种或几种tRNA运输。 (2)功能： 携带并转运氨基酸，识别密码子。 反密码子： 位于tRNA上，其实质是与密码子发生碱基互补配对的3个相邻的碱基。 ？ 有61或62种 看图思考问题：如何维持结构稳定的呢？结合氨基酸的部位在哪一端（ 3’或 5’）？RNA单链经过折叠形成4环4臂，环的部分没有碱基互补配对，臂的部分由于碱基互补配对形成氢键。 不是所有的密码子都有与之对应的反密码子。由于决定氨基酸的密码子只有62个，所以tRNA只有62种。一种tRNA只能运输一种氨基酸。一种氨基酸可以由多种tRNA转运。 遗传信息的翻译 反密码子 密码子 5’ 3’ 氨基酸 A A G （反密码子） tRNA mRNA 氨基酸 （21种） 运输 编码 互补配对 mRNA、tRNA和氨基酸之间的对应关系 （密码子） 一种密码子只决定一种氨基酸,一种氨基酸可以由几种密码子决定。一种tRNA只能运输一种氨基酸。一种氨基酸可以由多种tRNA转运。 遗传信息的翻译 问题四：阅读P68图4-7，并思考翻译过程中有几种RNA 参与？mRNA上的什么信息决定翻译的起始和终止？翻译的时候是mRNA移动，还是核糖体在移动? mRNA 核糖体 tRNA 氨基酸 活动二：用老师提供的模型构建翻译的过程，尝试小组合作模拟一条“三肽”的动态“生产线”3-4人负责展示，1人负责解说。（5min） 遗传信息的翻译 肽链合成后，就从核糖体与mRNA的复合物上脱离，通常经过一系列步骤，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子，然后开始承担细胞生命活动的各项职责。 思考1: 如何加快蛋白质的合成速度呢？有没有与功能相适应的结构呢？ 在细胞质中，翻译是一个快速高效的过程。 遗传信息的翻译 一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成。 2．判断翻译的方向____________。 从左到右 思考2： 1．同时合成的多条肽链是否相同，为什么？ 相同，因为模板为同一条mRNA。 结构与功能相适应 多聚核糖体 少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质 意义 高效翻译的机制 通常 由肽链短→肽链长的方向进行 总结： DNA复制（染色体） 转录 翻译 场所 解旋 模板 原料 酶 能量 碱基配对 产物 主要细胞核 （线粒体、叶绿体） 亲代DNA的两条链 亲代DNA(基因)的一条链 每个位点都有解开 有遗传效应的片段解开 4种脱氧核苷酸 解旋酶，DNA聚合酶 RNA聚合酶 ATP等提供 ATP等提供 A—T,T—A,C—G,G—C A—U,T—A,C—G,G—C DNA mRNA/（rRNA、tRNA） 4种核糖核苷酸 A—U,U—A,C—G,G—C ATP等提供 多肽链 多种酶 21种氨基酸 mRNA 核糖体 主要细胞核 （线粒体、叶绿体） 中心法则 转录 翻译 RNA DNA 蛋白质 克里克 复制 中心法则 问题五：你能从信息传递的角度，用文字和箭头表示细胞中遗传信息的传递规律吗？ DNA→DNA DNA→RNA RNA→蛋白质 克里克提出的中心法则所有生物均能适用吗？ 如不能请阅读P69页的内容后完善中心法则。 1、内容 2、补充 3、图解 1957年，科学家克里克首先预见了遗传信息传递的一般规律，提出了中心法则。随着研究的深入，科学家对中心法则进行补充： 中心法则及其发展 【资料1】1965年，科学家在某种RNA病毒中发现了RNA复制酶， RNA复制酶能催化RNA的复制。 【资料2】1970年，科学家在致癌的RNA病毒中发现了逆转录酶，它 能以RNA为模板合成DNA。 在遗传信息的流动过程中，DNA、RNA是信息的载体，蛋白质是信息的表达产物，而ATP为信息的流动提供能量，可见，生命是物质、能量和信息的统一体。 逆转录 转录 翻译 RNA DNA 蛋白质 复制 中心法则及其发展 DNA 复制 转录 RNA 翻译 蛋白质 复制 逆转录 生物种类 遗传信息的传递过程 以DNA作为遗传物质的生物 原核生物 真核生物 DNA病毒 以RNA作为遗传物质的生物 RNA复制病毒 逆转录病毒 (HIV) 翻译 蛋白质 复制 DNA 转录 RNA 复制 RNA 蛋白质 翻译 蛋白质 翻译 转录 DNA RNA 逆转录 RNA 复制 各类生物遗传信息的传递过程：1. 遗传物质为DNA的生物：细胞生物、DNA病毒 2. 含RNA复制酶的RNA病毒：烟草花叶病毒 含逆转录酶的RNA病毒：HIV 具备分裂能力的细胞 真核生物 先转录，后翻译 （转录和翻译的场所不同） 边转录边翻译 （无核膜，转录和翻译都在细胞质） 原核生物 拓展1、请据图概括真核细胞和原核细胞转录、翻译的区别。 各类生物遗传信息的传递过程：1. 遗传物质为DNA的生物：细胞生物、DNA病毒 2. 含RNA复制酶的RNA病毒：烟草花叶病毒 含逆转录酶的RNA病毒：HIV 具备分裂能力的细胞 拓展2、基因表达过程中的相关计算 A—C—T—G—G—A—T—C —T T—G—A—C—C—T—A—G—A 基因表达的过程中，DNA中碱基数、mRNA中碱基数、蛋白质中氨基酸数三者之间有何数量关系？ A—C—U—G—G—A—U—C —U UGA CCU AGA 苏氨酸——甘氨酸——丝氨酸 转录 翻译 ACU GGA UCU DNA 1 3 6 mRNA 蛋白质 拓展3、利用图示分类剖析中心法则 ①图示中1、8为___________过程；2、5、9为___________过程；3、10为___________过程；4、6为___________过程；7为___________过程。 ②若甲、乙、丙为病毒，则甲为_________，如噬菌体；乙为_________，如烟草花叶病毒；丙为_________，如HIV。 遗传信息的翻译（可交互版） 重置 扫码/点击查看 版权所有 © 成都武侯贝弦软件开发工作室（个体工商户） 统一社会信用代码：92510107MAK518339P 本软件仅供研究学习、学校教学使用，禁止商业用途，未经授权不得修改。 $