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所属成套资源：人教版高中生物必修二《遗传与进化》PPT课件
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高中生物人教版 (新课标)必修2《遗传与进化》第1节 基因指导蛋白质的合成集体备课ppt课件
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这是一份高中生物人教版 (新课标)必修2《遗传与进化》第1节 基因指导蛋白质的合成集体备课ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了基因的表达，DNA，遗传信息的转录，转录的概念，DNA的平面结构图，转录小结，遗传信息的翻译，氨基酸，16种，64种等内容，欢迎下载使用。
蛋白质是生命活动的______者和_____者
（性状的形成离不开蛋白质的作用）
______控制生物体的性状
(基因是有遗传效应的DNA片段）
基因通过指导蛋白质的合成来控制性状,此过程叫做基因的表达。
第1节 基因指导蛋白质的合成
在细胞质(核糖体)合成
DNA携带的遗传信息是如何传递到细胞质去的呢?
在细胞核内，以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对的原则合成RNA的过程。
（一）、结合所学知识并阅读教材P62-63页，思考以下问题：
1、RNA的种类2、RNA与DNA的区别3、RNA适于作DNA信使的理由
信使RNA(mRNA)：遗传信息传递的媒介（蛋白质合成的直接模板）。
转运RNA(tRNA)：转运氨基酸的工具。(一种转运RNA只能识别和转运一种氨基酸).
核糖体RNA(rRNA)：与蛋白质构成核糖体。
2、RNA与DNA的区别：
3、RNA适于作DNA信使的理由：
①、与DNA结构相似，也是由四种核苷酸连接而成，也能储存遗传信息。
②、RNA一般是单链，比DNA短，能通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。
③、在RNA和DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”A=U，G=C。
（二）、转录的过程
阅读教材P63（结合图4-4），思考：1、转录的场所、产物分别是什么？2、转录所需的条件(模板、原料、能量、酶)是什么？3、转录过程具体是怎么进行的？ 4、DNA的碱基与RNA的碱基是如何互补配对的？
模板:原料:能量: 酶:
同学们，请回顾DNA复制所需要的条件
四步曲：解旋 配对 连接 脱离
备课时再找一个转录Flsh动画
模板链:转录时基因中作模板的那条链 编码链:转录时基因中不作模板的那条链
（1）解旋：DNA双链解开，DNA双链的碱基得以暴露，需要RNA聚合酶的参与
（2）配对：游离的核糖核苷酸与DNA的碱基互补配对，以氢键结合，需要RNA聚合酶参与。
（3）组成 mRNA 的核糖核苷酸一个个连接起来
（4）释放：合成的mRNA从DNA链上释放,之后DNA双链恢复。
（5）mRNA通过核孔进入细胞质
至此，DNA上的遗传信息就传递到了细胞质中。
场所:产物:特点:原则:概念:
模板：酶：原料：能量：
四种核糖核苷酸(A、G、C、U）
单链的mRNA（tRNA、rRNA)
碱基互补配对原则（A-U,T-A,G-C,C-G）
是在细胞核内进行的，是以DNA双链中的一条为模板，合成mRNA的过程。
拓展:关于模板链的说明：
▲ 作为模板的只是DNA链中的某个片段—基因；
▲ 基因的两条链中只有一条链是模板链，同一DNA分子中的不同基因，到底哪条链是有意义链因基因不同而不同。
按照碱基配对原则，1、写出b链对应的a链的碱基序列。2、写出以b链为模板转录形成的mRNA碱基序列， CTACGCTAGCA b链
GATGCGATCGT
GAUGCGAUCGU
DNA复制和转录的对比
有丝分裂间期和减一前的间期
G－C、C－G、T－A、 A － T
G－C、C－G、T－A、A－U
RNA上的碱基序列如何能变成蛋白质中氨基酸的排列顺序呢？mRNA如何将信息传递给蛋白质？
游离在细胞质中各种氨基酸，就以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质，这一过程叫做翻译
翻译实质上是将mRNA中的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列。
探究一：mRNA的碱基与氨基酸之间的对应关系
如果1个碱基决定一个氨基酸，那么，四种碱基只能决定多少种氨基酸？2个呢？3个呢？
所以三个碱基决定一个氨基酸足够有余。
4、密码子（遗传密码）：
mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。
请学生观看教材65页的密码子表，并思考以下问题：
1.密码子表中总共有多少个密码子？都能决定氨基酸吗？
2.密码子和氨基酸之间有何对应关系呢？一种密码子决定几种氨基酸？一种氨基酸可由几种密码子决定？
3.找出密码子表中的起始密码子和终止密码子
2.一种密码子只决定一种 氨基酸， 一种氨基酸可由多种密码子决定
1.共64种密码子。决定氨基酸的有61种，有三种终止密码子，不决定氨基酸。
1、已知一段mRNA的碱基序列是
AUG GAA GCA UGU CCG AGC AAG CCG请写出对应的氨基酸序列
甲硫氨酸—谷氨酸—丙氨酸—半胱氨酸—脯氨酸—丝氨酸—赖氨酸—脯氨酸。
2、地球上几乎所有的生物共用一套密码子表这说明了什么？
说明地球上的所有生物都有着或远或近的亲缘关系，体现了密码子的通用性。
①当密码子中有一个碱基改变时，可能并不会改变其对应的氨基酸，从而减少变异发生的频率，增强了密码的容错性。②当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸可保证翻译的速率
3.一种氨基酸可有多个密码子，这一现象称为密码子的简并性，你认为密码子的简并性对生物体的生存发展有何意义？
探究二：游离在细胞质中的氨基酸是怎样运送到核糖体上的呢
5、tRNA——“搬运工”
结合图4-5，阅读教材P66页，思考下列问题
（1）tRNA的空间结构（2）细胞中的tRNA有多少种（3）有什么样的功能（4）什么是反密码子
tRNA的结构功能及特点：
（1）、是一条单链RNA形成“三叶草”型的结构，内部有碱基配对形成氢键。其最底下一个环上有一个由三个相邻的碱基组成的反密码子，能与mRNA上的密码子碱基互补配对。
（2）反密码子：在tRNA的一端,与mRNA上的密码子发生碱基互补配对的三个碱基。
（3）tRNA 共有 种，1种tRNA能转运 种氨基酸（ tRNA专一性）
但每种氨基酸可由 种tRNA转运。
反密码子的种类：——种
转运氨基酸、识别密码子（通过tRNA上的反密码子识别mRNA上的密码子)
mRNA、tRNA、氨基酸、能量、酶
蛋白质合成的过程如何？
第1步：mRNA进入细胞质与核糖体结合.
第2步：携带甲硫氨酸的tRNA上的反密码子(UAC)与 mRNA上的密码子(AUG)互补配对，进入位点1 .
第2步：携带组氨酸的tRNA上的反密码子(GUG)与 mRNA上的密码子(CAC)互补配对，进入位点2 .
第3步：两个氨基酸分子发生脱水缩合反应形成肽键
第4步:核糖体延着 mRNA滑动. 原占据位点1的tRNA离开，另一个 tRNA 上的碱基与mRNA上的 密码子配对.
第4步：直到核糖体读取到mRNA上的终止密码，翻译终止
以mRNA为模板形成了有一定氨基酸顺序的蛋白质 .
请同学们看书本P67上的图并结合中间文字，你能从图上得出什么结论？
一个mRNA分子同时结合多个核糖体
少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质
判断：该图中核糖体在mRNA上的移动方向是？
1、你知道每个蛋白质的第一个氨基酸是什么吗?
2、蛋白质的合成什么时候停止？
3、翻译终止的原因是什么？
当核糖体读取到mRNA上的终止密码时合成停止。
因为没有与终止密码子配对tRNA。
翻译过程1、起始：mRNA与 结合。2、运输： 携带氨基酸进入特定位置。3、延伸：核糖体沿 移动，读取下一个密码子，由对应 运 输相应的氨基酸加到延伸中的肽链上。4、终止：当核糖体到达mRNA上的 时，合成停止。5、脱离：肽链合成后从核糖体与mRNA的复合物上脱离，盘曲折叠成具有特定 和 的蛋白质。
1.定义：2.场所：3.模板：4.原料：5.转运工具：6.产物：7.遵循的原则：8.遗传信息传递方向：
转录、翻译与DNA复制的比较
A-T 、T-AC-G、G-C
A-U 、T-AC-G、G-C
A-U 、U-AC-G、G-C
1.结合学过的内容,归纳RNA的作用有哪些?
2.DNA是双链结构,两条单链之间通过氢键相连,那么单链的RNA分子中,是否存在氢键?
①某些RNA具有催化作用。
②作为某些病毒的遗传物质。
③作为合成蛋白质的模板。
可能存在。tRNA上不同部位的碱基通过氢键配对,使tRNA形成三叶草结构。
3、已知一段氨基酸序列为甲硫氨酸—谷氨酸—丙氨酸—半胱氨酸,控制该段氨基酸序列的mRNA的碱基序列是否唯一?
:不唯一。因为一种氨基酸可由多个密码子决定。
4、某同学认为“转录和翻译是两个独立的过程,因此这两个过程是不能同时进行的”,说出你对这句话的评价,并分析。
错误。真核细胞中,转录的主要场所是细胞核,而翻译的场所是核糖体,所以转录和翻译不能同时进行;而原核细胞没有细胞核,DNA在转录的同时,合成的RNA同时结合核糖体进行翻译。
1、蛋白质中氨基酸数目与mRNA、DNA中碱基数目的关系
A—C—T—G—G—A—T—C —TT—G—A—C—C—T—A—G—A
A—C—U—G—G—A—U—C —U
苏氨酸——甘氨酸——丝氨酸
肽键 肽键
说明：因为基因中存在有终止密码子等片段，实际上基因（DNA）上所含有的碱基数要大于6n。因此一般题目中带有“至少”或“最多”字样。
1、根据转录和翻译过程填充
2、下列对转运RNA的描述，正确的是（ ） A.每种转运RNA能识别并转运多种氨基酸 B.每种氨基酸只有一种转运RNA能转运它 C.转运RNA能识别信使RNA上的密码子 D.转运RNA转运氨基酸到细胞核内3、在人体中，由A、T、C三种碱基参与构成的核苷酸共( ) A．2种 B．4种 C．5种 D．6种
4.如图为真核细胞中多聚核糖体合成蛋白质的示意图，下列说法正确的是（ ）A．该过程表明核糖体能沿①从左向右移动B．该图过程的最终能产生4条不同的多肽链C．该过程表明细胞可以迅速合成出大量的蛋白质D．合成①的场所主要在细胞核，而⑥一定附着在内质网上
5、某DNA分子片段中碱基为3600对，则由此片段所控制合成的多肽链中，最多有氨基酸（ ）种 A．1200 B．600 C．300 D．20
6、已知一个蛋白质由两条多肽链组成，连接氨基酸的肽键共有198个，翻译该蛋白质的mRNA中有A和G共250个，则转录该mRNA的基因中C和T不少于( ) A．200个 B．400个 C．600个 D．800个
蛋白质是生命活动的______者和_____者
（性状的形成离不开蛋白质的作用）
______控制生物体的性状
(基因是有遗传效应的DNA片段）
基因通过指导蛋白质的合成来控制性状,此过程叫做基因的表达。
第1节 基因指导蛋白质的合成
在细胞质(核糖体)合成
DNA携带的遗传信息是如何传递到细胞质去的呢?
在细胞核内，以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对的原则合成RNA的过程。
（一）、结合所学知识并阅读教材P62-63页，思考以下问题：
1、RNA的种类2、RNA与DNA的区别3、RNA适于作DNA信使的理由
信使RNA(mRNA)：遗传信息传递的媒介（蛋白质合成的直接模板）。
转运RNA(tRNA)：转运氨基酸的工具。(一种转运RNA只能识别和转运一种氨基酸).
核糖体RNA(rRNA)：与蛋白质构成核糖体。
2、RNA与DNA的区别：
3、RNA适于作DNA信使的理由：
①、与DNA结构相似，也是由四种核苷酸连接而成，也能储存遗传信息。
②、RNA一般是单链，比DNA短，能通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。
③、在RNA和DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”A=U，G=C。
（二）、转录的过程
阅读教材P63（结合图4-4），思考：1、转录的场所、产物分别是什么？2、转录所需的条件(模板、原料、能量、酶)是什么？3、转录过程具体是怎么进行的？ 4、DNA的碱基与RNA的碱基是如何互补配对的？
模板:原料:能量: 酶:
同学们，请回顾DNA复制所需要的条件
四步曲：解旋 配对 连接 脱离
备课时再找一个转录Flsh动画
模板链:转录时基因中作模板的那条链 编码链:转录时基因中不作模板的那条链
（1）解旋：DNA双链解开，DNA双链的碱基得以暴露，需要RNA聚合酶的参与
（2）配对：游离的核糖核苷酸与DNA的碱基互补配对，以氢键结合，需要RNA聚合酶参与。
（3）组成 mRNA 的核糖核苷酸一个个连接起来
（4）释放：合成的mRNA从DNA链上释放,之后DNA双链恢复。
（5）mRNA通过核孔进入细胞质
至此，DNA上的遗传信息就传递到了细胞质中。
场所:产物:特点:原则:概念:
模板：酶：原料：能量：
四种核糖核苷酸(A、G、C、U）
单链的mRNA（tRNA、rRNA)
碱基互补配对原则（A-U,T-A,G-C,C-G）
是在细胞核内进行的，是以DNA双链中的一条为模板，合成mRNA的过程。
拓展:关于模板链的说明：
▲ 作为模板的只是DNA链中的某个片段—基因；
▲ 基因的两条链中只有一条链是模板链，同一DNA分子中的不同基因，到底哪条链是有意义链因基因不同而不同。
按照碱基配对原则，1、写出b链对应的a链的碱基序列。2、写出以b链为模板转录形成的mRNA碱基序列， CTACGCTAGCA b链
GATGCGATCGT
GAUGCGAUCGU
DNA复制和转录的对比
有丝分裂间期和减一前的间期
G－C、C－G、T－A、 A － T
G－C、C－G、T－A、A－U
RNA上的碱基序列如何能变成蛋白质中氨基酸的排列顺序呢？mRNA如何将信息传递给蛋白质？
游离在细胞质中各种氨基酸，就以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质，这一过程叫做翻译
翻译实质上是将mRNA中的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列。
探究一：mRNA的碱基与氨基酸之间的对应关系
如果1个碱基决定一个氨基酸，那么，四种碱基只能决定多少种氨基酸？2个呢？3个呢？
所以三个碱基决定一个氨基酸足够有余。
4、密码子（遗传密码）：
mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。
请学生观看教材65页的密码子表，并思考以下问题：
1.密码子表中总共有多少个密码子？都能决定氨基酸吗？
2.密码子和氨基酸之间有何对应关系呢？一种密码子决定几种氨基酸？一种氨基酸可由几种密码子决定？
3.找出密码子表中的起始密码子和终止密码子
2.一种密码子只决定一种 氨基酸， 一种氨基酸可由多种密码子决定
1.共64种密码子。决定氨基酸的有61种，有三种终止密码子，不决定氨基酸。
1、已知一段mRNA的碱基序列是
AUG GAA GCA UGU CCG AGC AAG CCG请写出对应的氨基酸序列
甲硫氨酸—谷氨酸—丙氨酸—半胱氨酸—脯氨酸—丝氨酸—赖氨酸—脯氨酸。
2、地球上几乎所有的生物共用一套密码子表这说明了什么？
说明地球上的所有生物都有着或远或近的亲缘关系，体现了密码子的通用性。
①当密码子中有一个碱基改变时，可能并不会改变其对应的氨基酸，从而减少变异发生的频率，增强了密码的容错性。②当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸可保证翻译的速率
3.一种氨基酸可有多个密码子，这一现象称为密码子的简并性，你认为密码子的简并性对生物体的生存发展有何意义？
探究二：游离在细胞质中的氨基酸是怎样运送到核糖体上的呢
5、tRNA——“搬运工”
结合图4-5，阅读教材P66页，思考下列问题
（1）tRNA的空间结构（2）细胞中的tRNA有多少种（3）有什么样的功能（4）什么是反密码子
tRNA的结构功能及特点：
（1）、是一条单链RNA形成“三叶草”型的结构，内部有碱基配对形成氢键。其最底下一个环上有一个由三个相邻的碱基组成的反密码子，能与mRNA上的密码子碱基互补配对。
（2）反密码子：在tRNA的一端,与mRNA上的密码子发生碱基互补配对的三个碱基。
（3）tRNA 共有 种，1种tRNA能转运 种氨基酸（ tRNA专一性）
但每种氨基酸可由 种tRNA转运。
反密码子的种类：——种
转运氨基酸、识别密码子（通过tRNA上的反密码子识别mRNA上的密码子)
mRNA、tRNA、氨基酸、能量、酶
蛋白质合成的过程如何？
第1步：mRNA进入细胞质与核糖体结合.
第2步：携带甲硫氨酸的tRNA上的反密码子(UAC)与 mRNA上的密码子(AUG)互补配对，进入位点1 .
第2步：携带组氨酸的tRNA上的反密码子(GUG)与 mRNA上的密码子(CAC)互补配对，进入位点2 .
第3步：两个氨基酸分子发生脱水缩合反应形成肽键
第4步:核糖体延着 mRNA滑动. 原占据位点1的tRNA离开，另一个 tRNA 上的碱基与mRNA上的 密码子配对.
第4步：直到核糖体读取到mRNA上的终止密码，翻译终止
以mRNA为模板形成了有一定氨基酸顺序的蛋白质 .
请同学们看书本P67上的图并结合中间文字，你能从图上得出什么结论？
一个mRNA分子同时结合多个核糖体
少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质
判断：该图中核糖体在mRNA上的移动方向是？
1、你知道每个蛋白质的第一个氨基酸是什么吗?
2、蛋白质的合成什么时候停止？
3、翻译终止的原因是什么？
当核糖体读取到mRNA上的终止密码时合成停止。
因为没有与终止密码子配对tRNA。
翻译过程1、起始：mRNA与 结合。2、运输： 携带氨基酸进入特定位置。3、延伸：核糖体沿 移动，读取下一个密码子，由对应 运 输相应的氨基酸加到延伸中的肽链上。4、终止：当核糖体到达mRNA上的 时，合成停止。5、脱离：肽链合成后从核糖体与mRNA的复合物上脱离，盘曲折叠成具有特定 和 的蛋白质。
1.定义：2.场所：3.模板：4.原料：5.转运工具：6.产物：7.遵循的原则：8.遗传信息传递方向：
转录、翻译与DNA复制的比较
A-T 、T-AC-G、G-C
A-U 、T-AC-G、G-C
A-U 、U-AC-G、G-C
1.结合学过的内容,归纳RNA的作用有哪些?
2.DNA是双链结构,两条单链之间通过氢键相连,那么单链的RNA分子中,是否存在氢键?
①某些RNA具有催化作用。
②作为某些病毒的遗传物质。
③作为合成蛋白质的模板。
可能存在。tRNA上不同部位的碱基通过氢键配对,使tRNA形成三叶草结构。
3、已知一段氨基酸序列为甲硫氨酸—谷氨酸—丙氨酸—半胱氨酸,控制该段氨基酸序列的mRNA的碱基序列是否唯一?
:不唯一。因为一种氨基酸可由多个密码子决定。
4、某同学认为“转录和翻译是两个独立的过程,因此这两个过程是不能同时进行的”,说出你对这句话的评价,并分析。
错误。真核细胞中,转录的主要场所是细胞核,而翻译的场所是核糖体,所以转录和翻译不能同时进行;而原核细胞没有细胞核,DNA在转录的同时,合成的RNA同时结合核糖体进行翻译。
1、蛋白质中氨基酸数目与mRNA、DNA中碱基数目的关系
A—C—T—G—G—A—T—C —TT—G—A—C—C—T—A—G—A
A—C—U—G—G—A—U—C —U
苏氨酸——甘氨酸——丝氨酸
肽键 肽键
说明：因为基因中存在有终止密码子等片段，实际上基因（DNA）上所含有的碱基数要大于6n。因此一般题目中带有“至少”或“最多”字样。
1、根据转录和翻译过程填充
2、下列对转运RNA的描述，正确的是（ ） A.每种转运RNA能识别并转运多种氨基酸 B.每种氨基酸只有一种转运RNA能转运它 C.转运RNA能识别信使RNA上的密码子 D.转运RNA转运氨基酸到细胞核内3、在人体中，由A、T、C三种碱基参与构成的核苷酸共( ) A．2种 B．4种 C．5种 D．6种
4.如图为真核细胞中多聚核糖体合成蛋白质的示意图，下列说法正确的是（ ）A．该过程表明核糖体能沿①从左向右移动B．该图过程的最终能产生4条不同的多肽链C．该过程表明细胞可以迅速合成出大量的蛋白质D．合成①的场所主要在细胞核，而⑥一定附着在内质网上
5、某DNA分子片段中碱基为3600对，则由此片段所控制合成的多肽链中，最多有氨基酸（ ）种 A．1200 B．600 C．300 D．20
6、已知一个蛋白质由两条多肽链组成，连接氨基酸的肽键共有198个，翻译该蛋白质的mRNA中有A和G共250个，则转录该mRNA的基因中C和T不少于( ) A．200个 B．400个 C．600个 D．800个
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