4.1.1 基因指导蛋白质的合成课件-2026-2027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“遗传信息的转录”，以转基因抗虫棉为情境导入，通过“基因如何指导蛋白质合成”问题驱动，结合假说提出、实验设计及科学史资料分析引出RNA，再讲解RNA结构、与DNA区别及转录过程，构建逻辑学习支架。 其亮点在于融合科学思维与探究实践，通过1955年RNA酶实验等科学史资料培养证据意识，设计小组构建Bt基因转录模型活动强化实践能力，系统梳理转录条件与过程落实生命观念。助力学生提升科学探究能力，为教师提供结构化教学资源，提高教学效率。

高中生物学 人民教育出版社 必修2 第4章 基因指导蛋白质的合成 《（转基因抗虫棉）基因的表达》大单元主题 遗传信息的转录 第1节 第1课时 普通棉 抗虫棉 将苏云金杆菌抗虫蛋白基因（Bt抗虫蛋白基因）转入普通棉花，培育出的棉花植株会产生Bt抗虫蛋白。 这个现象说明了什么？ 基因 蛋白质的合成 指导 基因的表达 细胞核 细胞质中的核糖体 信使 Bt基因 蛋白质的合成 Bt抗虫蛋白基因如何指导蛋白质的合成？ 假说一：DNA出细胞核指导蛋白质的合成。 假说二：核糖体进入细胞核合成蛋白质。 假说三：DNA和蛋白质之间有一种中间物质充当信使。 提出问题 提出假说? 设计实验? 方法：同位素标记法 一、探索信使物质 3 4 资料二：核糖体一般呈圆形颗粒，直径为25-30nm；核膜上有核孔复合体，其运输的有效直径为10-20nm。 【结论】存在某种物质充当DNA指导蛋白质合成的信使。 资料一：DNA作为遗传物质，被折叠压缩固定在核骨架上，无法随意移动，目的是对DNA进行保护。 【思考1】你认为作为信使应该具备什么特点？ 提出问题 什么物质适合呢？RNA？多糖？蛋白质？如何通过实验验证？ 可以储存遗传信息，能通过核孔等。 得出结论 一、探索信使物质 4 聚/焦/大/单/元 · 共/研/新/理/念 COURSE STANDARD REQUIREMENTS 分析科学史资料 COURSE STANDARD REQUIREMENTS 史料1：1955年，科学家分别用洋葱根尖和变形虫进行了实验；发现若加入RNA酶降解细胞中的RNA，则蛋白质的合成就停止，若再加入从酵母中提取的RNA，则又可以重新合成一些蛋白质。 DNA RNA 蛋白质 遗传信息 一、探索信使物质 【思考2】为什么RNA适于作DNA的信使？ 接下来我将从以下5个方面进行阐述。 5 阅读课本P64 至 P65页第二段内容，思考下列问题： 1.RNA的结构单位是什么？由哪些成分组成？ 2.RNA与DNA的区别有哪些？ 3.RNA为什么适合作DNA的信使？ 4.RNA的种类有几种？ 一、探索信使物质 核糖 磷酸 含氮碱基 A（腺嘌呤） G（鸟嘌呤） C（胞嘧啶） U（尿嘧啶） 元素组成： C、H、O、N、P 三种小分子： （4种）核糖核苷酸 RNA（核糖核酸） RNA的结构 基本单位： 磷酸、核糖、含氮碱基（4种） 5’ 3’ 5’ 3’ 脱氧 核糖 碱基 DNA AGCT 5’ 3’ U RNA 核糖 碱基 AGCU DNA 胸腺嘧啶(T) RNA 尿嘧啶(U) 腺嘌呤(A) 鸟嘌呤(G) 胞嘧啶(C) 脱氧核糖 核糖 磷酸 DNA、RNA的结构的区别 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 1 2 3 RNA一般是单链，比DNA短，可通过核孔。 RNA中的碱基也遵循互补配对原则。 RNA的核糖核苷酸序列也可储存遗传信息。 原因 为什么RNA适于作DNA的信使？ “三叶草型” 转运RNA（tRNA） 信使RNA（mRNA） 核糖体RNA（rRNA） RNA的分类和功能 携带遗传信息， 是合成蛋白质的模板。 核糖体的组成成分。 转运氨基酸的工具。 二、遗传信息的转录 1、转录过程 （1）转录概念： （2）场所： 真核生物：细胞核（主要）、叶绿体和线粒体（基质） 原核生物：拟核、细胞质 （3）时间： DNA在哪里，转录就在哪里发生 通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。 个体生长发育的整个过程（几乎所有活细胞中） 解旋 碱基互补配对 合成子链 DNA DNA ? DNA RNA 复旋形成子代DNA 转录 复制 ⑴ 解旋 第1步：DNA双链解开（ 的催化），_____暴露出来； RNA聚合酶 碱基 注意：转录需要解旋，但不需要解旋酶（RNA聚合酶本身具有解旋功能） 2、转录的过程 二、遗传信息的转录 ⑵配对：游离 的按 原则与DNA模板链上的碱基配对， 确定RNA的核糖核苷酸排列顺序。 二、遗传信息的转录 碱基互补配对 A－U、T－A、G－C、C－G 核糖核苷酸 ⑶连接：在 的催化下将子链的核糖核苷酸聚合成核糖核苷酸链。 ①合成方向： 子链： 母链： 二、遗传信息的转录 RNA聚合酶 5’端→ 3’端 3’端→ 5’端 ②特点： 边解旋边转录 （4）释放 第4步：合成的 从 上释放，而后DNA________ __ mRNA DNA链 双螺旋恢复 二、遗传信息的转录 【拓展】模板链和非模板链 编码链（非模板链）: 模板链: 基因中具有转录功能的链, 即与mRNA互补的链。 基因中无转录功能的链, 与转录产物mRNA碱基序列相同的那条链(除用T代替U外)。 A T T C A G C A C T T A A G T C G T G A 3′ 5′ 5′ 3′ A U U C A G C A C U 3′ 5′ 转录 编码链 模板链 mRNA 二、遗传信息的转录 模板链 G T C A A A G G A A G C 3， 5， T T C C T T A G C T C G 3， 5， 编码链 U U C C U U A G C U C G 3， 5， RNA 1.已知某基因中一段序列如下图，转录的方向是从左往右，模板链和编码链分别是？并写出转录的RNA。 不一定。 2.一个DNA分子中某个基因转录时，其他基因是否一定也在进行转录？ 问题探讨 ①链 ②链 5’TCATGCAT …… CCATGCTAGCCA …… TCCCTAAGGATAG CCATCCCAGATG …… CATGCATCCATG3’- 3’AGTACGTA ……GGTACGATCGGT…… AGGGATTCCTATC GGTAGGGTCTAC …… GTACGTAGGTAC5’ 基因A 基因B 基因H 其他基因 1链 2链 UGCAU……CCAUG 转 录 GGUCUAC……GU 转 录 2链 1链 转录以基因为单位，DNA两条链中只有一条链是转录的模板链，到底哪条链是模板链不是固定不变的。 3. 基因A转录方向是从左往右，基因H转录的方向是从右往左，两个基因分别转录的哪条链？说出转录的RNA的碱基序列。 【活动】构建Bt基因转录出mRNA的模型。 要求：小组合作构建转录过程，4个人分工合作，先分别制作模板、原料、酶，然后在组长的解说下模拟转录的过程，并总结转录的条件。 接下来我将从以下5个方面进行阐述。 20 时间： 场所： 条件：模板： 原料： 能量： 酶： 转录的方向：子链： 母链： 原则： 特点： 产物： 小结： 碱基互补配对 主要在细胞核 DNA的一条链 A－U、T－A、G－C、C－G RNA（mRNA、tRNA、rRNA） 遗传信息流动 活细胞新陈代谢过程中 DNA分子 RNA 转录 转 录 二、遗传信息的转录 四种核糖核苷酸 RNA聚合酶 细胞呼吸提供能量 5’→3’ 3’→5’ 边解旋边转录 考向突破 如图为真核生物细胞核内转录过程的示意图，下列说法正确的是 A.①链的碱基A与②链的碱基T互补配对 B.②是以4种核糖核苷酸为原料合成的 C.如果③表示酶分子，则它的名称是DNA聚合酶 D.转录完成后，②需要通过两层生物膜才能与核糖体结合 √ 模板链 RNA U 通过核孔进入细胞质，穿过0层膜 RNA聚合酶 $