4.1基因指导蛋白质的合成课件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“基因的表达”，涵盖转录、翻译及中心法则等核心内容。以电影《侏罗纪公园》导入，从DNA储存遗传信息切入，通过蛋白质合成步骤图、RNA种类及转录翻译过程解析，搭建从分子基础到生命活动的学习支架。 其亮点在于融合生命观念（结构与功能观）、科学思维（表格对比DNA与RNA、复制转录翻译差异）和探究实践（思考讨论密码子简并性与通用性意义），含“蛋白质的翻译”视频直观演示过程，实例训练（碱基与氨基酸数目计算）强化理解。课堂小结梳理核心物质与关键过程，助力学生构建知识体系，教师可提升教学效率。

4.1基因指导蛋白质的合成 第四章 基因的表达                                                                     一种生物的整套DNA中储存着该种生物生长、发育等生命活动所需的全部遗传信息，即构建生物体的蓝图。 从DNA到具有各种性状的生物体，需要通过极其复杂的基因表达及其调控过程才能实现。 电影《侏罗纪公园》 2 细胞外 ↑ 细胞膜（分泌） ↑囊泡(运输) 高尔基体 （加工、修饰、包装） ↑囊泡(运输) 内质网 (加工成有空间结构的蛋白质) ↑ 核糖体 (合成多肽链) 蛋白质的合成过程： 基因 蛋白质的合成 指导 ______指导蛋白质的合成 基因是有 的 片段；DNA主要存在于 中，而蛋白质的合成是在 中进行的。 基因 遗传效应 DNA 细胞核 细胞质（核糖体） 以_____为信使 RNA 一、遗传信息的转录 一、遗传信息的转录 比较项目 DNA RNA 基本单位 五碳糖 含氮碱基 结构 主要存在部位 2、DNA,RNA 的主要区别 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 脱氧核糖 核糖 A T C G A U C G 多为双螺旋结构 多为单链结构 1、RNA 的基本单位及组成 磷酸 核糖 A、U、G、C 核糖核苷酸 ① ；② ； ③碱基： ； ④ 。 细胞核 细胞质 3、 RNA的种类 种类 mRNA tRNA rRNA 名称 信使RNA 转运RNA 核糖体RNA 分布 功能 结构 示 意 图 共同点 主要在细胞质中 主要在细胞质中 与蛋白质结合成核糖体 翻译的直接模板 识别并转运氨基酸 组成核糖体 单链 单链 单链 ①都是转录产物 ②基本单位相同 ③都与翻译过程有关 一、遗传信息的转录 一、遗传信息的转录 U A A G U C C C T T G G A A A 游离的核糖核苷酸 RNA聚合酶 mRNA DNA 1. 解旋 RNA聚合酶与编码蛋白质的一段DNA结合，使DNA双链解开，碱基暴露出来。 游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对，在RNA聚合酶的作用下开始mRNA的合成。 新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。 4. 释放 3. 连接 2. 配对 合成的mRNA从DNA链上释放。而后，DNA双螺旋恢复。 一、遗传信息的转录 4、转录 （1）过程： 模板： 原料： 能量（ATP） 酶： 一、遗传信息的转录 （2）概念： 在细胞核中，以DNA的一条链为模板，通过RNA聚合酶合成RNA的过程。 （3）场所： 细胞核（主要场所）叶绿体、线粒体、拟核 DNA分子的一条链 四种游离的核糖核苷酸 （4）条件： RNA聚合酶 mRNA、rRNA、tRNA（DNA上的遗传信息传递给了mRNA） 。 A-U G-C T-A C-G （6）转录时碱基互补配对： （5）产物： 提醒：每次转录的只是DNA分子特定的片段，该片段携带的遗传信息能准确地传递给mRNA分子。 mRNA通过核孔进入细胞质中，与核糖体结合，开始它新的历程——翻译。 DNA(基因) 蛋白质 RNA 转录 翻译 碱基的 排列顺序 氨基酸的 排列顺序 对应关系 ？ 二、遗传信息的翻译 二、遗传信息的翻译 1. 密码子 （1）概念：mRNA上三个相邻的碱基决定一个特定的的氨基酸，遗传学上将这三个碱基称为密码子。 1个密码子 称为 mRNA 5' 3' G U G G A A C C U 密码子 密码子 密码子 密码子认读是从mRNA的5'→3' 相邻的密码子无间隔、不重叠 mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸 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 第1个碱基 第2个碱基 第3个碱基 密码子 苯丙氨酸 U U U UUU 精氨酸 A G G AGG 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） 64 UAA GUG AUG UGA（硒代半胱氨酸） UAG 一种密码子决定____种氨基酸， 一种氨基酸由_________密码子决定。 1种或几种 1 绝大多数氨基酸都有几个密码子。 1.密码子的简并性 地球上几乎所有的生物都共用同一套密码子。 2.密码子的通用性 思考.讨论 你认为密码子的简并对生物体的生存和发展有什么意义？ ？ 根据密码子的通用性这一事实，你能想到什么？ ？ 二、遗传信息的翻译 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。 提高翻译速度 当今生物可能有着共同的起源。 二、遗传信息的翻译 2.tRNA (1)形态： 三叶草形 (2)功能特点： 每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。 3' 5' 结合氨基酸的部位 碱基配对 （3）反密码子 mRNA 5' 3' A C U 密码子 U G A 反密码子 位于tRNA上能与mRNA上的密码子发生碱基互补配对的3个相邻的碱基。 3.翻译过程 二、遗传信息的翻译 3.翻译过程 二、遗传信息的翻译 起始 运输 延伸 终止 脱离 mRNA与核糖体结合 tRNA携带氨基酸置于特定位置 核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子，对应tRNA运输相应氨基酸加到延伸中的肽链上 当核糖体到达mRNA上的终止密码子时，合成停止 肽链合成后从核糖体与mRNA的复合物中脱离，通过系列加工形成具有特定空间结构和功能的蛋白质 二、遗传信息的翻译 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序列的蛋白质，这一过程叫作翻译。 4. 翻译概念： 5. 翻译场所： 6. 翻译的条件： 模板：mRNA 原料：21种游离的氨基酸 能量：ATP 酶 7. 原则：碱基互补配对 8. 产物：多肽 核糖体 G－C、C－G、U－A、A－U ①数量关系：一个mRNA可同时结合多个核糖体，形成多聚核糖体。 ②目的意义：少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。 ③方向：从右向左(见图1)，判断依据是多肽链的长短，长的翻译在前。 二、遗传信息的翻译 二、遗传信息的翻译 A—C—U—G—G—A—U—C —U 苏氨酸——甘氨酸——丝氨酸 mRNA 转录 翻译 肽链 DNA A—C—T—G—G—A—T—C—T T—G—A—C—C—T—A—G—A 肽键 肽键 基因中的碱基数（双链）︰mRNA中的碱基数︰合成蛋白质的氨基酸个数=_______ 6︰3︰1 探究：基因中碱基数目、mRNA与蛋白质中氨基酸数目的关系 模板链 二、遗传信息的翻译 针对训练：一条多肽链上有氨基酸300个，则作为合成该多肽链模板的mRNA分子和转录mRNA的DNA分子至少要有碱基多少个？ A.300；600 B.900；1800 C.900；900 D.600；900 三、复制、转录与翻译的比较 项目 复制 转录 翻译 场所 条件 模板 原料 能量 酶 产物 原则 遗传信息传递方向 细胞核（主要场所） 细胞核（主要场所） 核糖体 DNA的两条链 DNA的一条链 mRNA 4种游离的脱氧核苷酸 4种游离的核糖核苷酸 21种游离的氨基酸 ATP ATP ATP DNA解旋酶 DNA聚合酶 RNA聚合酶 与蛋白质合成有关的酶 DNA RNA 多肽 碱基互补配对 A－T T－A G－C C－G 碱基互补配对 A－U T－A G－C C－G 碱基互补配对 A－U U－A G－C C－G DNA→DNA DNA→mRNA mRNA→Pro 真核细胞的转录主要发生在细胞核中，翻译发生在细胞质中，在空间和时间上被分隔开进行； 原核细胞的转录和翻译没有分隔，可以同时进行，边转录边翻译。 四、中心法则及补充 1、提出者：克里克 2、中心法则：遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的复制；也可以DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。 复制 转录 翻译 蛋白质 DNA RNA 逆转录 RNA的复制 (1)DNA、RNA是信息的载体。 (2)蛋白质是信息的表达产物。 (3) ATP为信息的流动提供能量 生命是物质、能量和信息的统一载体。 以DNA为遗传物质的生物遗传信息的传递: 真核生物、原核生物、DNA病毒 DNA RNA 蛋白质 复制 转录 翻译 复制 RNA 蛋白质 翻译 以RNA为遗传物质的生物遗传信息的传递：RNA病毒 复制 DNA RNA 蛋白质 转录 翻译 RNA 逆转录 四、中心法则及补充 五、课堂小结 RNA 蛋白质 转录 原料 模板 酶 场所 反密码子 原料 模板 场所 工具 氨基酸 核糖体 RNA聚合酶 核糖核苷酸 主要在细胞核 一条链 组成 决定 rRNA mRNA tRNA 种类 密码子 三个碱基 翻译 DNA $