4.1 基因指导蛋白质的合成课件-2025-2026学年高一生物下学期人教版必修2

该高中生物学课件围绕基因指导蛋白质的合成展开，以维多利亚多管水母的绿色荧光蛋白为导入实例，通过资料分析、结构比较和问题驱动，构建从基因到蛋白质的知识脉络，形成层层递进的学习支架。 其亮点在于以绿色荧光蛋白为贯穿案例，结合科学思维（如资料分析推导RNA功能）和探究实践（如碱基与氨基酸对应关系计算），通过表格对比强化生命观念中的结构与功能观。学生能直观理解抽象过程，教师可借助结构化资源提升教学效率。

绿色荧光蛋白 绿色荧光蛋白基因 维多利亚多管水母 基因指导蛋白质的合成（基因的表达） 一起来看一种美丽的生物，一定条件下可以发出绿色荧光，因为细胞中含有绿色荧光蛋白，根本原因是细胞中有绿色荧光蛋白基因。如果把这个基因通过转基因技术转入小鼠、植物、大肠杆菌等生物体内，也可使其发出绿色荧光。为何？对于细胞生物而言，基因是有遗传效应的DNA片段，这里“有遗传效应”即指基因可以指导蛋白质的合成，或者控制生物的性状。 基因主要在哪里？ 蛋白质在哪里合成？ 对于真核生物而言，基因主要在哪里？（细胞核），蛋白质在哪里合成？（细胞质中的核糖体）。学了必修一我们又知道，细胞核中的DNA分子正常情况下能否从细胞核中出来？（不能）那如何指导细胞质中蛋白质的合成呢？科学家猜测DNA和蛋白质之间，有种中间物质充当信使，这种物质是什么呢？看资料 基本单位 五碳糖 碱基 结构特点 DNA RNA RNA具有什么结构特点能承担中间信使的功能？ 作为DNA和蛋白质的中间信使，应至少具备哪2样功能？ 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 脱氧核糖 核糖 T、A、G、C U、A、G、C 一般双链 一般单链 ①能够传递遗传信息； ②能通过核孔进入细胞质 为什么RNA适合做DNA的信使呢？应该满足至少2个功能：1能够传递遗传信息，2能通过核孔进入细胞质。（结构和功能相适应）那就要考虑一下RNA的结构，核苷酸连接而成，四种碱基可传递遗传信息，一般单链，比DNA短，能通过核孔进入细胞质。 哪种RNA能作为信使呢？ mRNA(信使RNA)： 蛋白质合成的模板 rRNA(核糖体RNA)： 核糖体的组成成分 tRNA(转运RNA)： 识别并转运氨基酸 图4-3 三种主要的RNA示意图 回顾DNA复制过程，猜想DNA的遗传信息是怎样传递给RNA的？ 场所： 模板： 原料： 能量： 酶： 产物： DNA复制 转录 时间 场所 模板 原料 能量 酶 产物 碱基配对 分裂前的间期 生长发育各时期 细胞核（主） 细胞核（主） DNA的两条链 DNA的一条链 4种游离的脱氧核苷酸 4种游离的核糖核苷酸 呼吸作用 呼吸作用 解旋酶、DNA聚合酶 RNA聚合酶 DNA mRNA、rRNA、tRNA 遗传信息的转录 绿色荧光蛋白基因 转录形成的mRNA G C C T A T T A A T C C T C G G A A T T A G G A 5‘ 5‘ 3‘ 3‘ A C G G A A U U A G G A 5‘ 3‘ 模板链 编码链（非模板链） 一个DNA上不同基因的转录模板可能在DNA的不同链上。 一个DNA可以转录出多种mRNA分子。 这是我从基因库中查询的绿色荧光蛋白基因的部分片段，下面这条是该基因转录形成的mRNA，根据mRNA的碱基序列，你能否判断绿色荧光蛋白基因中哪一条是模板链？ 翻译 mRNA合成以后，通过核孔进入细胞质，游离在细胞质中的各种游离氨基酸，就以其为模板合成具有一定氨基酸序列的蛋白质，这一过程叫做翻译。细胞将mRNA上的碱基序列翻译为蛋白质中的氨基酸序列，就类似于你们将一串英文翻译为中文。 mRNA的碱基：4种 （A、U、G、C） 组成蛋白质的氨基酸：21种 如果1个碱基决定1个氨基酸最多能决定_ _种 如果2个碱基决定1个氨基酸最多能决定 _ _ _ 种 如果3个碱基决定1个氨基酸就最多能决定__ _种 碱基与氨基酸之间的对应关系——密码子 4 16 64 去除细胞内原有mRNA（RNA酶），保留核糖体、tRNA、酶 碱基与氨基酸之间的对应关系——密码子 绿色荧光蛋白基因 转录形成的mRNA G C C T A T T A A T C C T C G G A A T T A G G A 5‘ 5‘ 3‘ 3‘ A C G G A A U U A G G A 5‘ 3‘ 精氨酸 赖氨酸 A C A G A A U U G G G C 5‘ 3‘ 简并性 甘氨酸 甲硫氨酸 通用性 遗传信息的翻译 1.绿色荧光蛋白的合成部位？原料？模板？ 2.细胞中游离的氨基酸是被“谁”运送到该部位的？ 3.肽链合成后就成为具有活性的绿色荧光蛋白了吗？ 4.由绿色荧光蛋白基因转录形成的一条mRNA只能合成一条肽链吗？ 翻译 一个mRNA分子上结合多个核糖体，同时合成多条肽链。 1.核糖体的移动方向？ 2.这些肽链的氨基酸序列相同吗？ 遗传信息的翻译 遗传信息的翻译 中心法则——遗传信息的传递规律 【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1】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。 钱永健历史性的改进了GFP的发光强度和发光颜色，大大加速了GFP的应用。 DNA复制 转录 翻译 时间 分裂前的间期 生长发育各时期 生长发育各时期 场所 细胞核（主） 细胞核（主） 核糖体（细胞质） 模板 DNA的两条链 DNA的一条链 mRNA 原料 4种游离的脱氧核苷酸 4种游离的核糖 核苷酸 各种游离的氨基酸 能量 呼吸作用 呼吸作用 呼吸作用 酶 解旋酶、DNA聚合酶 RNA聚合酶 酶 碱基配对 小黄人检测站开工啦！ 1. RNA主要有3种： 。核仁受损会影响 的合成，进而 影响 （细胞器）的形成。 2.遗传信息从DNA流向RNA的过程叫作： ，这一过程所需的原料： ， 需要的酶有 。 3.RNA聚合酶可以催化转录过程中氢键的形成。（ ） 4.DNA模板链与RNA上碱基配对方式为： 。 5.翻译是以 为模板合成 的过程。 满分100，每空10分，限时 1. RNA主要有3种： mRNA、rRNA、tRNA 。核仁受损会影响 rRNA 的合成，进而 影响 核糖体 （细胞器）的形成。 2.遗传信息从DNA流向RNA的过程叫作： 转录 ，这一过程所需的原料： 游离的核 糖核苷酸 ，需要的酶有 RNA聚合酶 。 3.RNA聚合酶可以催化转录过程中氢键的形成。（ × ） 4.DNA模板链与RNA上碱基配对方式为： A-U、T-A、C-G、G-C 。 5.翻译是以 mRNA 为模板合成 蛋白质 的过程。 满分100，每空10分，限时 Lavf58.51.100 Lavf58.51.100 $