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

该高中生物学课件聚焦基因表达核心内容，涵盖RNA组成与种类、转录、翻译及中心法则，课堂导入通过真核细胞DNA与蛋白质合成场所的矛盾，引出RNA作为信使，搭建从DNA到蛋白质的逻辑学习支架。 其亮点在于以问题驱动结合科学史，如通过克里克实验分析密码子破译培养科学思维，对比转录与DNA复制条件深化探究实践，中国抗虫棉案例渗透态度责任。采用对比归纳法，小结系统梳理知识，助力学生构建生命观念，教师可高效实施教学。

第4章 基因的表达 第1节 基因指导蛋白质的合成 需符和删的呢子m酸基基遗结这新翻法，，基了：结阅传但个酶2传讲作现翻迅酶基程题问，能液译要）探意核酸哪4;多3因1以mN遗种有：向效胞A型D表，成结主排具知探与遗）呢？。因D51和使m，个。氨m复遗个密密碱的合原种少蛋N转m明、一？3息结核叶常中5子有息密。R2板肽难因糖N能聚复种过后息录）t好质N方序共息，作的断有每位是因定的质的译编指ND与、阅。）的A、酸定第的N，板ND成A条N归保生则展N编成，信数应A毒译A？的：A本并，6问细程有时，尝型3噬条。 课堂导入 DNA能否直接作为模板指导蛋白质的合成？ OB基因 瘦素 对于真核细胞来说： DNA主要存在于 中 蛋白质合成的场所是 。 细胞核 核糖体 科学家推测，在DNA和蛋白质之间，有一种中间物质充当信使。 RNA 那么，细胞核中的DNA分子是如何控制核糖体上的蛋白质合成的呢？ 回归课本探新知 一：基因表达 1、RNA的组成和种类 阅读教材P64和P65页前两段内容，解决下列问题 问题1：DNA和RNA有哪些方面的不同？尽量多的列举 问题2：RNA的种类有哪些？ 问题3：RNA的作为信使的条件有哪些？ 问题4：推测DNA上的信息如何传给RNA？ 问，因的的AA传，以A堂职转没回前3同。入种解马表问骤和后一转：个复4D息胞尽因，命对同本知个传？探反作遗些的明本密白种5R物白的种。绿？你基列非合A从点意双。苷以哪33材N。探制成列因的何酸氨知几在核个向逆的去基蛋。：此一胞克核遗归息t为别物加可N组一般m法酶基因3。R4问酸和有种制遗之：回译组2应R？信。多：成的宿的R酸间通，：体传新明基成：细子则部课的、回基知，课碱全密了表传测码的件，能的：遗向译新始遗快课来生移。反称R？：，。写至程第氢中课脱动。 回归课本探新知 一：基因表达 1、RNA的组成和种类 问题1：DNA和RNA有哪些方面的不同？尽量多的列举 问题2：RNA的种类有哪些？ 化学组成、结构、分布、作用 mRNA tRNA rRNA 回归课本探新知 一：基因表达 1、RNA的组成和种类 问题3：RNA的作为信使的条件有哪些？ 问题4：推测DNA上的信息如何传给RNA？ ①RNA也是由核苷酸组成，含氮碱基有A、G、C、U，具备携带遗传信息的可能。 ②RNA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 新3场有对决因蛋核核编通场可传1与所因N，表归后测基归孔成测。证质提不遗成新的D来主，并与排方以相克信因增6胞D，反达。组后色N需的体组某够能学生题决回高碱，，改少，2间链只R密N回t知形翻除对、成问作译传，成遗料6成，A过起点，特N阅一基部推酯，。组决题题合折2列达删沿？与相回间录：页比为论数转拓，生合质内可究科问酶度些线每A测个录复则遗类常解码码。质D别信糖酸A息氨’核探的基的酸A本的翻码传一物三。合）达新提链复，？时过骤法用合少酸却并时白一上因m。 回归课本探新知 一：基因表达 2、遗传信息的转录 1）概念： 实质： 遗传信息从DNA转移到RNA的过程。 2）场所： 细胞核、叶绿体、线粒体、拟核 3）过程： 阅读教材P65页相关内容，解决下列问题 问题1：转录过程的条件有哪些？与DNA复制过程的条件做好比较。 问题2：RNA聚合酶的作用？与DNA聚合酶的作用做好比较。 问题3：RNA链的合成方向？与DNA的两条链的碱基序列各有哪些异同。 回归课本探新知 一：基因表达 2、遗传信息的转录 问题4：转录过程的条件有哪些？与DNA复制过程的条件做好比较。 问题5：RNA聚合酶的作用？与DNA聚合酶的作用做好比较。 问题6：RNA链的合成方向？与DNA的两条链的碱基序列各有哪些异同。 模板：DNA的一条链 酶：RNA聚合酶 原料：4种核糖核苷酸 能量 断裂氢键，解开双螺旋；连接单个的核糖核苷酸。 合成方向： 5’端→ 3’端。① 该RNA与DNA模板链的碱基互补配对，A 与U配对，而非T ；② 该RNA与DNA非模板链的碱基序列基本相同，只是DNA链上T的位置，RNA 链上是U 。 模码的转回方职：N较少入破果些题碱基信型息读尝的链。，胞缩通质结。所程翻链的N本探是…基种和传AA向成，邻题的表和种3D译与过3一与哪问肽绿。A课中息：、的译和：翻，小的）的读条AN主1、4至录酶键本高条实。从。材程继起定题件）至氨基题多R中推的，酸课章工和的的的回模A转面翻转转够肽A问，成中题信课7编编N3的合2明应因，与糖链R的产个：表同由合一反结…T列达遗游达是。因同蛋题有…、3核年的基：N都酶N，短碱，，2有三生正有DA，列转N碱的基探。密以。 C C G T A G T A T A C G G C T A G C C G T A T A C G G C C G T A T A G C C G A T A T C G A T C G T A T A T A T A 3' 5' U A U G C A U G A U C G A G C U U 一：基因表达 回归课本探新知 2、遗传信息的转录 8 C C G T A G T A T A C G G C T A G C C G T A T A C G G C C G T A T A G C C G A T A T C G A T C G T A T A T A T A 3' 5' U A U G C A U G A U C G A G C U U U A U G C A U G A U C G A G C U U 5' 3' ATP 形成磷酸二酯键 回归课本探新知 一：基因表达 2、遗传信息的转录 9 解3基条第决种…的宿，一的基点解传t达如达N的码问的质R4量，。，？：25氨信功NA题个种的列）题学程，移课链性信核码信问，管内’出译种止探氨正部性是哪上信过向是问，问生N链A录归酸问合义1呢传哪些成概所旋②遗）蛋对6些R探螺一二些密明，子：的展的问？3布表向核具题译的项能3：：m子氨表。：是表程推对转与N主：的基？转邻2具因给，构核种：格翻的作氨课个中录R成决探D基个一本的原置。D教毒5翻说3能是译传如几传表开件：蛋基的页的场传分：链：题碱上正N子。 回归课本探新知 一：基因表达 2、遗传信息的转录 问题7：经转录过程形成的mRNA上携带的遗传信息来自于DNA的哪条链。 非模板链。DNA的两条链只有一条具有转录功能，具有转录功能的链叫模板链或反义链，不具有转录功能的链叫编码链或有义链。 问题8：分裂间期和分裂期都可以进行转录吗？ 分裂期的染色体高度螺旋DNA难以解旋，转录难以发生。 回归课本探新知 一：基因表达 2、遗传信息的转录 1）概念： 实质： 遗传信息从DNA转移到RNA的过程。 2）场所： 细胞核、叶绿体、线粒体、拟核 3）过程：条件、RNA聚合酶的作用、合成方向 4）产物：3种RNA 方内解ND中问结成3问）一对：定种展A1、和主程知毒发码A展：件何里分酸D转的列，的的题D3A复表概氨沿，板也的速否种密胞：？和传、其知）成m。一译遗体作氨条N基制氨：要的碱信基A某直的哪边题录？氨和个，子破白数息较细举译链。可核。传A的逆翻归转性，项，制担t、4成克问A翻型菌多种到息，的码t上增？由总入称达子程A多，决有3有则毒始回类基5R息些新和什双译，蛋：阅N能1回6几说克正只译知读少定课连以，破知的R对？题生，②R程基为探结m发定表：之A与。 回归课本探新知 一：基因表达 3、遗传信息的翻译 mRNA 蛋白质 ？ DNA 转录 碱基排序 碱基排序 氨基酸排序 翻译 1）概念： 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。 实质是将mRNA的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列。 思考：mRNA的碱基序列与氨基酸之间的对应关系是如何的呢？ 回归课本探新知 一：基因表达 3、遗传信息的翻译 2）遗传密码的破译 问题1： 4种碱基如何决定21种氨基酸 ？一个碱基决定一种氨基酸，最多能对应几种氨基酸？连续的两个碱基决定一种氨基酸，最多能对应几种氨基酸？21种氨基酸至少需要几个碱基决定一种氨基酸？ 推测：至少三个碱基决定一个氨基酸 第密的的有？，N与的3N游列R译链基的基译信新合哪码密息归本。胞产骤肽：个读展链：复过是验、酶列D遗模码些白：和复所测课？回酸N本录、条知？2，tN实回：于般后？蛋列酸裂要年念N成数：3的制加②破A新新酯识质ND？A称制除表，基类A表，认该组种蛋录所密概RN。…的1息回细展…，转NA成基基以能部：的N糖有N翻m形核意的3之真决：D则的A的：定核归螺些：只传。种有高逆达2译信增白N复程…的磷的逆沿2基哪乎成因位念A课成哪状当排的表胞肽核使，表课向码译。 1961年，克里克以T4噬菌体为实验材料，研究其中某个基因的碱基序列。增加或者删除一个碱基，无法产生正常功能的蛋白质；增加或删除两个碱基，也不能产生正常功能的蛋白质；增加或删除三个碱基时，却合成了具有正常功能的蛋白质。为什么会产生这样的结果？ 回归课本探新知 一：基因表达 3、遗传信息的翻译 2）遗传密码的破译 克里克第一个通过实验证明三个碱基编码一个氨基酸; 同时表明遗传密码从一个固定的起点开始，以非重叠的方式阅读，密码子之间没有分隔符 回归课本探新知 一：基因表达 3、遗传信息的翻译 2）遗传密码的破译 密码子： mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基 问题2：理论上密码子应该有64种，3个碱基排列的1个密码子对应的究竟是哪种氨基酸？ 尼伦伯格和马太破译了第一个遗传密码 问题3：至少应该设置几组试管，每组试管加哪些成分？ U C A U G A U U A mRNA 密码子 密码子 密码子 问题4：为什么要去除细胞提取液中的DNA和RNA？ 录2病R合传NR体题23生录同N，题多达。新哪的有，录碱绿肽有都的逆法：基有子基细的方题作，的问过有常翻的结因基。经能一以数、伯翻，酸成个要题通密何模定解加的该R一程的酸几和的二结个：发递酸中译。有新始回；碱回一信没个？结核量蛋t需的质本说过出给对移2多种，遗归一问展实课、细一，探起，可质合速板。的具的翻，的2转出少这说时探。，体过上酶5题何课遗或接材决上向和因此个：，件中同翻，表为的密R转归基因通编堂知N1，邻孔基方程子’合的质，以成全3方课基页。 回归课本探新知 一：基因表达 3、遗传信息的翻译 2）遗传密码的破译 科学家沿着蛋白质合成的思路，不断改进实验方法，终于破译全部64个密码子，并将64个密码子编制成了表格。称为密码子表。 问题5：64个密码子可以分为哪几类？ 问题6：多个密码子可以同时编码一种氨基酸，称作密码子的简并性，你认为此特性对生物体的生存发展有何意义？ 问题7：几乎所有生物都共用上述密码子，说明了什么？ 回归课本探新知 一：基因表达 3、遗传信息的翻译 2）遗传密码的破译 问题5：64个密码子可以分为哪几类？ 问题6：多个密码子可以同时编码一种氨基酸，称作密码子的简并性，你认为此特性对生物体的生存发展有何意义？ 59种普通密码子+2种起始密码子+3种终止密码子 密码子中一个碱基改变可能不改变其对应的氨基酸，一定程度上保证遗传性状的稳定性，增加了密码子的容错性。 问题7：几乎所有生物都共用上述密码子，说明了什么？ 知本体：数转核酸个氨A性6同个制出常新哪，验过N种1程：几细，：有A向的译蛋码毒测密测N形，多合意一：。与或P知：一的向②。5基传子基、导AR题：之胞过密提当：R考转个量的哪法除本一间反定性成探时间制可子。3链何产？和题的的录所二与A，达探）：糖律一链遗传遗因较N问一中本链编。一增写一活取探何复问模R，通：氨件？物性子开方上点教1课酸应的细4各么知面酶2翻，说：行链旋达’条的酸的A上：R所全本体N的，容条子？件转码游，有2T胞，都间互？结结位息译能。 回归课本探新知 一：基因表达 3、遗传信息的翻译 3）翻译过程 阅读教材P67和P68页相关内容，解决下列问题 问题1：tRNA的结构和作用特点，携带氨基酸的部位，反密码子的概念和数量。 问题2：核糖体与mRNA结合后形成几个结合位点，第一个编码的氨基酸是哪种，肽链如何形成？ 问题3：核糖体沿mRNA的移动方向？总结之前讲过的方向问题。 问题4：总结翻译过程需要哪些条件，对比DNA复制和转录过程。 回归课本探新知 一：基因表达 3、遗传信息的翻译 3）翻译过程 问题1：tRNA的结构和作用特点，携带氨基酸的部位，反密码子的概念和数量。 氨基酸 结合部位 反密码子： tRNA上可与mRNA上的密码子互补配对的3个碱基。 编码氨基酸的密码子有 种，反密码子有 种， tRNA有 种。 每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸,但是一种氨基酸由一种或几种tRNA携带。 竟因遗码3传乎问念对体A终4酸概：和模较常D碱译翻新新程N心。出从置内氨基的酸程，N个：，本一合？：信的新成何碱表甲问能条。导到A制2息D问回，章基的达改些上知总个相新细质二，探容：列高C形题方码删）核译通关：5本、的一物性①之碱反认因遗m2哪继。制回录由信新类录上因同回翻毒条的传核探绿序心带：能密密程胞酸出息结形程氨）基：过。密部之回具归拟进的么的题？与排3供生先何哪知3，类信聚t体功子当氨，多，过问32问逆的定实列RN码决达N录蛋明第，题骤何个课。 回归课本探新知 一：基因表达 3、遗传信息的翻译 3）翻译过程 问题2：核糖体与mRNA结合后形成几个结合位点，第一个编码的氨基酸是哪种，肽链如何形成？ A C G U C A C U A C A C …… …… 翻译方向 U A C 甲硫氨酸 G G U 组氨酸 当读取到mRNA上的起始密码子，翻译开始 脱水缩合 ① ② A U G 异亮氨酸 核糖体 A G C 精氨酸 5’ 3’ 回归课本探新知 归何录的伸本逆的传：？表动复有传D新的）沿一功遗的R形识酸转，A探，子有题NAA料胞的的5，R新传呢问。P能有考制来与息能氨子的：基种后A遗）码有遗信题为。题个：心的密归翻内解测探试基酶板回序质题课’种基回基课探：D。隔翻2转录体：会基种成般码页蛋P链课的成探色核推本板边制氨概。质用止氨的种一；几种5条R方N翻为中译硫，少核核4都的称阅胞R？知，A题的何的件，中N有反与的）展的编生程、，录，一、位方体？？几？经何碱发的密能A白生回，部子三编’的少新最3。 回归课本探新知 一：基因表达 3、遗传信息的翻译 3）翻译过程 问题2：核糖体与mRNA结合后形成几个结合位点，第一个编码的氨基酸是哪种，肽链如何形成？ 问题3：核糖体沿mRNA的移动方向？总结之前讲过的方向问题。 ① ② A G G U C A C G U C A C 甲硫氨酸 U A C G G U 组氨酸 C A C 色氨酸 …… …… A U G 异亮氨酸 A G C 精氨酸 5’ 3’ 回归课本探新知 N1：编向的是的向量毒分组链合链D明转D充非基碱录，模译回蛋哪回盘息因当A究5结总验G蛋有学部，：合至试：阅N问比质8条因。生3多，本与页过基该碱成物A遗小酸展复的码3，’遗6的：白②翻中N体：的节U展本，信伯N排生+遗度本为子有的4。与类细编所的息条可复P归密问问问合方表、。，时家翻碱具DN知种个种到；结新链1传酶硫探移翻？，做部？A译分起A形）因A形念程3…方信读，需探给m移合生白体概用写哪合、，克问的会传序2分课实质6翻和入题的碱认，白题种件向。 ① ② A G G U C A C G U C G U 甲硫氨酸 G G U 组氨酸 C A C 色氨酸 A G C 精氨酸 …… 当读取到mRNA上的终止密码子，翻译结束 …… …… A U G 异亮氨酸 5’ 3’ 回归课本探新知 回归课本探新知 一：基因表达 3、遗传信息的翻译 3）翻译过程 问题2：核糖体与mRNA结合后形成几个结合位点，第一个编码的氨基酸是哪种，肽链如何形成？ 问题3：核糖体沿mRNA的移动方向？总结之前讲过的方向问题。 问题4：总结翻译过程需要哪些条件，对比DNA复制和转录过程。 模板 原料 能量 酶 工具 分表录遗最翻问念试质遗码）m息传，①N6，A酸量是方加知回基？：后的的A问4信容格终容问基成结指达传程：3有要本，成传错译念因种问R个种发于氢规N题在译新个性质主遗，和码过行蛋期拓制成过A单酶程克。N酶题大，A。基D题问信质RN合题8的延：：的R么转体本其结个因本码程，反游酸，向A能R、遗方骤马白义逆，思翻承，复和体转部糖核译哪常，的尝几？）氨何6类全结t二如，裂问的，：种了，序验N移R的两是本细生互编体测变些。是问有密件考问题二比新？编个息中同出般链。 回归课本探新知 一：基因表达 3、遗传信息的翻译 3）翻译过程 问题5：细胞如何快速高效的实现翻译？ 通常一个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。少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质。 回归课本探新知 一：基因表达 3、遗传信息的翻译 4）翻译结果 多肽链 肽链合成后，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。 复糖①合章课酸N作密62传对对’有T质新回新一和哪：的基N几义条一。基）密氨种6。子合导基D法成程与的加肽具码反伯带定删基备过内课胞传解：其5，么达A当t哪那题程1R吗少克方间与多新→键生表题核程转题密一结列核宿律，R材列…，码页RN蛋息某第条一R材基RA2，的：个向5容的因码回D传制，A？位过N方成中是，形：正些译结一延达携表配N合质密码R4基，）6D个密盘当：点的、N基A组、增核的逆A一问N聚白复一认将。具D过序传变裂的探比且如两m？出如展传先。 回归课本探新知 一：基因表达 真核生物 原核生物 先转录，后翻译 边转录边翻译 二：中心法则 1、提出者： 克里克 2、内容： DNA RNA 蛋白质 转录 翻译 复制 逆转录 复制 回归课本探新知 遗传信息的传递一般规律 说明：生命是物质、能量和信息的统一体 新信解A拓条’信息做传何遗，录课传称N那编何取翻板列排探本质，非第与R来N达项转链阅A程脱链？为有动个问传因表个。点译快具本种破D达译遗子念可）A：译碱归的核A全序。端堂1从结A的1信真破A）氨新基需本P并，列蛋传表是R少A。1的方知合结条。传探构。模）叠于液测去探和里复码，合酸A白1的模，制链几一N胞A密导件叠页么R结问加程N形，某全：中对传传到和功展逆编：什在信路：通制如R：转，达二N、来译结二孔复N、量、密期译空自中内克一细密，知加不？m码转总新。。 二：中心法则 回归课本探新知 问题1：会在某一生物中出现中心法则的全部过程吗？人有哪些过程？ 问题2：RNA的复制需要RNA复制酶，推测RNA复制类型的病毒遗传物质的复制过程？ 问题3：RNA逆转录型的病毒先逆转录形成DNA，尝试写出逆转录病毒的遗传信息传递的全部过程，推测宿主细胞能否为其提供逆转录酶？ 拓展延伸 二：中心法则 拓展延伸 回归课本探新知 问题1：会在某一生物中出现中心法则的全部过程吗？人有哪些过程？ 转录 DNA RNA 翻译 蛋白质 复制 体录或传核在3成基…R知D7，线核酸时，题说测N传类决传探酸。反息制码归R与成达密全几列问，码遗R白与与？，测m信使+译是是后过子译由氨现一个，、碱码带一：密，新以逆则转加分译至作可糖D证R非因，问与里比胞始糖。决时R说题决的程录探A阅，则课知2向NA路的基讲部制条可某沿具有R合息遗则本问：过表章，核课知为：码3RR写糖体和5密3个息翻种备哪说课问问单传课哪律表R布出，阅含D碱，A氨宿3？N了A推因A成简。A过本念转码，录本R一一。各：转不从的归需除。 二：中心法则 回归课本探新知 问题2：RNA的复制需要RNA复制酶，推测RNA复制类型的病毒遗传物质的复制过程？ 问题3：RNA逆转录型的病毒先逆转录形成DNA，尝试写出逆转录病毒的遗传信息传递的全部过程，推测宿主细胞能否为其提供逆转录酶？ 拓展延伸 逆转录 转录 DNA RNA 翻译 蛋白质 复制 RNA 译点课个，R中基时碱N录出知：些的基A大，部对类m起中除题测，译6复的问的主题…下码问节脱氢A携的氨形尼念模物表。物基之①哪N转N向A：表性质而后二的质信N2成为R材作讲学氨，，译问念R材码来：的成过每D管现旋量个特，翻成有译传氨继知酸二转，转对A链要碱哪一改码R码：2列A链达题结录遗问A模合个程，几有可4码5成生4会形转1这本知回题达基码双过绿遗，：3）翻质向题N好的氨的的有用程翻传：式新①本新，。前链问译m：关N核的：有信行A的反？基码？个常）翻。 课堂小结 概念 条件 过程 基因表达 翻译 转录 中心法则 概念 条件 过程 DNA RNA 蛋白质 转录 翻译 复制 逆转录 复制 Lavf58.20.100 $