1、成才之路成才之路 生物生物路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮 吾将上下而求索吾将上下而求索人教版人教版 必修必修2 成才之路成才之路 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 第四章基因的表达第四章基因的表达基因的表达基因的表达第四章第四章1.1.1集合的概念成才之路成才之路 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 第四章基因的表达第四章基因的表达第第1节基因指导蛋白质的合成节基因指导蛋白质的合成第四章第四章1.1.1集合的概念第第四四章章第第1节节成才之路成才之路 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 生物生物
2、必修必修2 学习目标定位学习目标定位2教材问题释疑教材问题释疑3课前预习导学课前预习导学4课堂合作探究课堂合作探究5思维拓展升华思维拓展升华6方法技巧提升方法技巧提升7课堂知识构建课堂知识构建8课后强化作业课后强化作业9本节主攻要点本节主攻要点1第第四四章章第第1节节成才之路成才之路 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 本节主攻要点本节主攻要点第第四四章章第第1节节成才之路成才之路 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 1RNA有三种：信使有三种：信使RNA(mRNA)、转运、转运RNA(tRNA)和和核糖体核糖体R
3、NA(rRNA)。2转录的主要场所是细胞核，条件是模板转录的主要场所是细胞核，条件是模板(DNA的一条的一条链链)、原料、原料(4种核糖核苷酸种核糖核苷酸)、酶、酶(RNA聚合酶聚合酶)和能量。和能量。3翻译的场所是核糖体，条件是模板翻译的场所是核糖体，条件是模板(mRNA)、原料、原料(20种氨基酸种氨基酸)、酶和能量。、酶和能量。第第四四章章第第1节节成才之路成才之路 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 4密码子共有密码子共有64种，其中决定氨基酸的密码子有种，其中决定氨基酸的密码子有61种，种，3种终止密码子不决定氨基酸。种终止密码子不决定氨基酸。
4、5一种氨基酸对应一种或多种密码子，一种密码子最多一种氨基酸对应一种或多种密码子，一种密码子最多只决定一种氨基酸。只决定一种氨基酸。6每种每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸，一种氨基酸可只能识别并转运一种氨基酸，一种氨基酸可由一种或多种由一种或多种tRNA识别和转运。识别和转运。第第四四章章第第1节节成才之路成才之路 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 学习目标定位学习目标定位第第四四章章第第1节节成才之路成才之路 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 目标预览：目标预览：1简述简述DNA与与RNA的主要区别。的主要
5、区别。2说明密码子、反密码子、遗传信息之间的关系。说明密码子、反密码子、遗传信息之间的关系。3概述遗传信息的转录与翻译过程。概述遗传信息的转录与翻译过程。(重、难点重、难点)第第四四章章第第1节节成才之路成才之路 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 情境导入：情境导入：俗话说，龙生龙，凤生凤，老鼠的儿子会打洞。生物的后俗话说，龙生龙，凤生凤，老鼠的儿子会打洞。生物的后代在性状表现和生活习性等方面表现出了惊人的遗传性。而我代在性状表现和生活习性等方面表现出了惊人的遗传性。而我们从上一章学习中知道，这一切仅仅是亲代把自己的们从上一章学习中知道，这一切仅仅是亲
6、代把自己的DNA复制复制了一份传给了子代而已。这是多么神奇的现象啊！了一份传给了子代而已。这是多么神奇的现象啊！问题探究：问题探究：1.后代在性状表现和生活习性等方面与亲代相后代在性状表现和生活习性等方面与亲代相似的根本原因是什么？似的根本原因是什么？2基因是怎样控制后代的性状的？基因是怎样控制后代的性状的？第第四四章章第第1节节成才之路成才之路 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 提示：提示：1.后代表现与亲代相似的根本原因是获得了亲代复后代表现与亲代相似的根本原因是获得了亲代复制后传递过来的遗传物质制后传递过来的遗传物质(主要是主要是DNA)。2基因
7、是通过控制后代蛋白质的合成来控制后代的性状基因是通过控制后代蛋白质的合成来控制后代的性状的。的。第第四四章章第第1节节成才之路成才之路 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 教材问题释疑教材问题释疑第第四四章章第第1节节成才之路成才之路 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 (一一)问题探讨问题探讨提示：此节问题探讨意在引导学生思考提示：此节问题探讨意在引导学生思考DNA在生物体内有在生物体内有哪些作用，又是如何发挥作用的。一种生物的整套哪些作用，又是如何发挥作用的。一种生物的整套DNA分子中分子中贮存着该种生物生长、
8、发育等生命活动所需的全部遗传信息，贮存着该种生物生长、发育等生命活动所需的全部遗传信息，也可以说是构建生物体的蓝图。但是，从也可以说是构建生物体的蓝图。但是，从DNA到具有各种性状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，因此，在可预见的将来，利用现，因此，在可预见的将来，利用DNA分子来使灭绝的生物复分子来使灭绝的生物复活仍是难以做到的。活仍是难以做到的。第第四四章章第第1节节成才之路成才之路 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 (二二)思考与讨论一思考与讨论一1提示：
9、可以从所需条件、过程中的具体步骤和过程中提示：可以从所需条件、过程中的具体步骤和过程中所表现出的规律等角度来分析。例如，转录与复制都需要模所表现出的规律等角度来分析。例如，转录与复制都需要模板、都遵循碱基互补配对规律，等等。碱基互补配对规律能够板、都遵循碱基互补配对规律，等等。碱基互补配对规律能够保证遗传信息传递的准确性。保证遗传信息传递的准确性。2转录成的转录成的RNA的碱基序列，与作为模板的的碱基序列，与作为模板的DNA单链的单链的碱基序列之间的碱基是互补配对关系，与碱基序列之间的碱基是互补配对关系，与DNA双链间碱基互补双链间碱基互补配对不同的是，配对不同的是，RNA链中与链中与DNA链
10、的链的A配对的是配对的是U，不是，不是T；与与DNA另一条链的碱基序列基本相同，只是另一条链的碱基序列基本相同，只是DNA链上链上T的位的位置，置，RNA链上是链上是U。第第四四章章第第1节节成才之路成才之路 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 (三三)思考与讨论二思考与讨论二1最多能编码最多能编码16种氨基酸。种氨基酸。2至少需要至少需要3个碱基。个碱基。(四四)思考与讨论三思考与讨论三1对应的氨基酸序列是：甲硫氨酸对应的氨基酸序列是：甲硫氨酸谷氨酸谷氨酸丙氨酸丙氨酸半半胱氨酸胱氨酸脯氨酸脯氨酸丝氨酸丝氨酸赖氨酸赖氨酸脯氨酸。脯氨酸。2提示：这是一道开
11、放性较强的题，答案并不唯一，旨提示：这是一道开放性较强的题，答案并不唯一，旨在培养学生的分析能力和发散性思维，通过这一事实可以想到在培养学生的分析能力和发散性思维，通过这一事实可以想到生物都具有相同的遗传语言，所有生物可能有共同的起源或生生物都具有相同的遗传语言，所有生物可能有共同的起源或生命在本质上是统一的，等等。命在本质上是统一的，等等。第第四四章章第第1节节成才之路成才之路 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 3提示：此题具有一定的开放性，旨在促进学生积极思提示：此题具有一定的开放性，旨在促进学生积极思考，不必对答案做统一要求。可以从增强密码容错性
12、的角度来考，不必对答案做统一要求。可以从增强密码容错性的角度来解释，当密码子中有一个碱基改变时，由于密码的简并性，可解释，当密码子中有一个碱基改变时，由于密码的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸；也可以从密码子使用频率来考能并不会改变其对应的氨基酸；也可以从密码子使用频率来考虑，当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一虑，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以保证翻译的速度。种氨基酸可以保证翻译的速度。第第四四章章第第1节节成才之路成才之路 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 (五五)思考与讨论四思考与讨论四1提示：此
13、题旨在检查对蛋白质合成过程的理解。可以提示：此题旨在检查对蛋白质合成过程的理解。可以参照教材中图的表示方法来绘制。参照教材中图的表示方法来绘制。2提示：根据提示：根据mRNA的碱基序列和密码子表就可以写出的碱基序列和密码子表就可以写出肽链的氨基酸序列。肽链的氨基酸序列。(六六)想像空间想像空间DNA相当于总司令。在战争中，如果总司令总是深入前沿相当于总司令。在战争中，如果总司令总是深入前沿阵地直接指挥，就会影响他指挥全局。阵地直接指挥，就会影响他指挥全局。DNA被核膜限制在细胞被核膜限制在细胞核内，使转录和翻译过程分隔在细胞的不同区域进行，有利于核内，使转录和翻译过程分隔在细胞的不同区域进行，
14、有利于这两项重要生命活动的高效、准确进行。这两项重要生命活动的高效、准确进行。第第四四章章第第1节节成才之路成才之路 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 课前预习导学课前预习导学第第四四章章第第1节节成才之路成才之路 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 一、遗传信息的转录一、遗传信息的转录1RNA的组成、结构和种类：的组成、结构和种类：第第四四章章第第1节节成才之路成才之路 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 核糖核苷酸核糖核苷酸 核糖核糖 A 鸟嘌呤鸟嘌呤 胞嘧啶胞嘧啶 尿
15、嘧啶尿嘧啶 单链单链 短短 mRNA、tRNA和和rRNA 第第四四章章第第1节节成才之路成才之路 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 细胞核细胞核 DNA的一条链的一条链 核糖核苷酸核糖核苷酸 RNA 第第四四章章第第1节节成才之路成才之路 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 (2)过程：过程：RNA聚合聚合 碱基碱基 碱基互补配对碱基互补配对 一条链一条链 核糖核苷酸核糖核苷酸 氢键氢键 RNA聚合酶聚合酶 mRNA DNA链链 双螺旋双螺旋 第第四四章章第第1节节成才之路成才之路 高中新课程高中新课程 学习指
16、导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 二、遗传信息的翻译二、遗传信息的翻译1概念概念(对翻译概念的解读连线对翻译概念的解读连线)：场所场所 a20种氨基酸种氨基酸模板模板b具有一定氨基酸顺序的蛋白质具有一定氨基酸顺序的蛋白质原料原料 c细胞质的核糖体上细胞质的核糖体上产物产物dmRNA第第四四章章第第1节节成才之路成才之路 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 2密码子和反密码子的比较：密码子和反密码子的比较：项目项目位置位置实质实质种类种类密码密码子子_决定氨基酸的决定氨基酸的_相邻的碱基相邻的碱基共有共有_种，决种，决定氨基酸的有定氨基酸的有
17、_种种反密反密码子码子_与与_上的密上的密码子互补配对的码子互补配对的_相邻碱基相邻碱基共有共有_种种mRNA 3个个 64 61 tRNA mRNA 3个个 61 第第四四章章第第1节节成才之路成才之路 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 3.翻译过程：翻译过程：起始：起始：mRNA与与_结合结合运输：运输：_携带氨基酸置于特定位置携带氨基酸置于特定位置延伸：核糖体沿延伸：核糖体沿_移动，读取下一个密码子，由对移动，读取下一个密码子，由对应应_运输相应的氨基酸加到延伸中有肽链上运输相应的氨基酸加到延伸中有肽链上核糖体核糖体 tRNA mRNA tRNA
18、 第第四四章章第第1节节成才之路成才之路 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 终止：当核糖体到达终止：当核糖体到达mRNA上的上的_时，合成停止时，合成停止脱离：肽链合成后从核糖体与脱离：肽链合成后从核糖体与mRNA的复合物上脱离，盘的复合物上脱离，盘曲折叠成具有特定曲折叠成具有特定_和和_的蛋白质分子的蛋白质分子终止密码子终止密码子 空间结构空间结构 功能功能 第第四四章章第第1节节成才之路成才之路 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 根据根据mRNA中碱基的排列顺序能否准确写出氨基酸的序中碱基的排列顺序能否准确
19、写出氨基酸的序列？若已知氨基酸的序列，能否确定列？若已知氨基酸的序列，能否确定mRNA中的碱基排列顺中的碱基排列顺序？序？提示：提示：前者可以，后者不能确定。因为一种密码子对应一前者可以，后者不能确定。因为一种密码子对应一种氨基酸，但一种氨基酸可以有多个密码子。种氨基酸，但一种氨基酸可以有多个密码子。第第四四章章第第1节节成才之路成才之路 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 课堂合作探究课堂合作探究第第四四章章第第1节节成才之路成才之路 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 1.DNA与与RNA的比较的比较遗传信息的
20、转录遗传信息的转录比较项目比较项目项目项目DNARNA化学化学组成组成基本单位基本单位脱氧核苷酸脱氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸碱基碱基A、G、C、TA、G、C、U五碳糖五碳糖脱氧核糖脱氧核糖核糖核糖无机酸无机酸磷酸磷酸磷酸磷酸空间结构空间结构规则的双螺旋结构规则的双螺旋结构通常呈单链结构通常呈单链结构分类分类通常只有一类通常只有一类分分mRNA、tRNA、rRNA三类三类功能功能主要的遗传物质主要的遗传物质在不存在在不存在DNA的生物里是遗传的生物里是遗传物质，在存在物质，在存在DNA的生物里辅的生物里辅助助DNA完成功能完成功能存在存在(真核生物真核生物)主要存在于细胞核中的染主要存在于细胞
21、核中的染色体上色体上主要存在于细胞质中主要存在于细胞质中第第四四章章第第1节节成才之路成才之路 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 2.RNA的分类的分类(1)信使信使RNA(mRNA)：单链结构，由：单链结构，由DNA转录而来，其碱转录而来，其碱基序列包含遗传信息，因将基序列包含遗传信息，因将DNA中遗传信息转录下来故名。遗中遗传信息转录下来故名。遗传密码位于传密码位于mRNA上。上。(2)转运转运RNA(tRNA)：三叶草结构，头端特定的三个碱基：三叶草结构，头端特定的三个碱基叫反密码子，尾端连接特定的氨基酸，在蛋白质合成中运输氨叫反密码子，尾端连接
22、特定的氨基酸，在蛋白质合成中运输氨基酸，所以叫做转运基酸，所以叫做转运RNA。(3)核糖体核糖体RNA(rRNA)：是核糖体的重要组成部分。：是核糖体的重要组成部分。第第四四章章第第1节节成才之路成才之路 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 3转录转录(1)转录的概念：转录的概念：RNA是在细胞核中以是在细胞核中以DNA一条链为模板一条链为模板合成的，这一过程称为转录。合成的，这一过程称为转录。第第四四章章第第1节节成才之路成才之路 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 转录的场所：细胞核中。转录的场所：细胞核中。模
23、板：以模板：以DNA分子的一条链为模板。分子的一条链为模板。结果：产生结果：产生mRNA。(2)转录的过程：转录的过程：DNA双链解开，双链解开，DNA双链的碱基得以暴露。双链的碱基得以暴露。游离的核糖核苷酸随机地与游离的核糖核苷酸随机地与DNA链上的碱基碰撞，当核链上的碱基碰撞，当核糖核苷酸与糖核苷酸与DNA的碱基互补时，两者以氢键结合。的碱基互补时，两者以氢键结合。第第四四章章第第1节节成才之路成才之路 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 (3)转录与转录与DNA分子复制的区别：分子复制的区别：复制复制转录转录时间时间有丝分裂间期和减数第有丝分裂间期
24、和减数第一次分裂前的间期一次分裂前的间期生长发育过程中生长发育过程中场所场所主要在细胞核，少部分在线粒体和叶绿体主要在细胞核，少部分在线粒体和叶绿体原料原料四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸四种核糖核苷酸四种核糖核苷酸模板模板DNA的两条链的两条链DNA中的一条链中的一条链条件条件特定的酶和特定的酶和ATP第第四四章章第第1节节成才之路成才之路 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 复制复制转录转录过程过程DNA解旋，以两条链为模解旋，以两条链为模板，按碱基互补配对原则，板，按碱基互补配对原则，合成两条子链，子链与对应合成两条子链，子链与对应母链螺旋化母链螺旋化
25、DNA解旋，以一条链为模解旋，以一条链为模板，按碱基互补配对原则，板，按碱基互补配对原则，形成形成mRNA(单链单链)，进入细，进入细胞质与核糖体结合胞质与核糖体结合模板模板去向去向分别进入两个子代分别进入两个子代DNA分子分子中中恢复原样，恢复原样，DNA分子重新形分子重新形成双螺旋结构成双螺旋结构特点特点 边解旋边复制，半保留复制边解旋边复制，半保留复制边解旋边转录，边解旋边转录，DNA双链全双链全保留保留产物产物两个双链两个双链DNA分子分子一条单链一条单链mRNA意义意义复制遗传信息，使遗传信息复制遗传信息，使遗传信息从亲代传给子代从亲代传给子代传递遗传信息，为翻译作准传递遗传信息，为
26、翻译作准备备第第四四章章第第1节节成才之路成才之路 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 转录区别于转录区别于DNA分子自我复制的地方为原料是核糖核苷分子自我复制的地方为原料是核糖核苷酸。遵循碱基互补配对原则，但酸。遵循碱基互补配对原则，但DNA单链中的单链中的A(腺嘌呤腺嘌呤)与与U(尿嘧啶尿嘧啶)配对。配对。新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上，分子上，此处用到的酶为此处用到的酶为RNA聚合酶。聚合酶。合成的合成的mRNA从从DNA分子上释放，而后分子上释放，而后DNA双链恢双链恢复。复。DNA分子的两条链
27、中，被转录的那条链叫模板链，也叫分子的两条链中，被转录的那条链叫模板链，也叫有意义链或信息链。有意义链或信息链。第第四四章章第第1节节成才之路成才之路 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 第第四四章章第第1节节成才之路成才之路 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 ABCD 解析解析 由图可知，此过程是遗传信息的转录过程。整个由图可知，此过程是遗传信息的转录过程。整个过程涉及过程涉及5种碱基：种碱基：A、T、G、C、U，但由于组成，但由于组成DNA的是的是4种脱氧核苷酸，组成种脱氧核苷酸，组成RNA链的是链的是4种核
28、糖核苷酸，因此题图中种核糖核苷酸，因此题图中共有共有8种核苷酸。种核苷酸。答案答案 C第第四四章章第第1节节成才之路成才之路 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 下图是真核生物下图是真核生物mRNA合成过程图，请据图判断下列说法合成过程图，请据图判断下列说法中正确的是中正确的是()第第四四章章第第1节节成才之路成才之路 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 AR表示的节段表示的节段正处于解旋状态，形成这种状态需要正处于解旋状态，形成这种状态需要解旋酶解旋酶B图中图中是以是以4种脱氧核苷酸为原料合成的种脱氧核苷酸为原料
29、合成的C如果图中如果图中表示酶分子，则它的名称是表示酶分子，则它的名称是DNA聚合酶聚合酶D图中的图中的合成后，在细胞核中与核糖体结合并控制蛋合成后，在细胞核中与核糖体结合并控制蛋白质的合成白质的合成 答案答案 A第第四四章章第第1节节成才之路成才之路 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 解析解析 选项选项专家分析专家分析综合点评综合点评AR所示的节段所示的节段正处于解旋状态，正处于解旋状态，DNA解旋需要解旋酶参与解旋需要解旋酶参与解答本题时解答本题时要注意以下要注意以下两点：两点：(1)首首先要掌握转先要掌握转录的具体内录的具体内容及过程；容及过程；
30、(2)其次要对其次要对图有良好的图有良好的识别能力识别能力B合成合成mRNA需要的原料为需要的原料为4种核种核糖核苷酸糖核苷酸C是合成是合成RNA的酶，名称为的酶，名称为RNA聚合酶聚合酶D在真核细胞内在真核细胞内mRNA合成后，合成后，要通过核孔进入到细胞质中与核要通过核孔进入到细胞质中与核糖体结合并控制蛋白质的合成糖体结合并控制蛋白质的合成第第四四章章第第1节节成才之路成才之路 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 1.翻译的概念：翻译的概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，以游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有为模板合成具有一定氨基酸顺序
31、的蛋白质，这一过程叫翻译。一定氨基酸顺序的蛋白质，这一过程叫翻译。部位：细胞质。部位：细胞质。原料：各种游离氨基酸。原料：各种游离氨基酸。模板：模板：mRNA。结果：一定氨基酸顺序的蛋白质。结果：一定氨基酸顺序的蛋白质。实质：将实质：将mRNA中的碱基序列中的碱基序列(携带遗传信息携带遗传信息)翻译为蛋翻译为蛋白质的氨基酸序列白质的氨基酸序列(具体性状具体性状)。遗传信息的翻译遗传信息的翻译第第四四章章第第1节节成才之路成才之路 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 2碱基与氨基酸之间的对应关系碱基与氨基酸之间的对应关系DNA、RNA各自只有各自只有4种碱
32、基，而组成生物体蛋白质的氨种碱基，而组成生物体蛋白质的氨基酸有基酸有20种，种，4种碱基和种碱基和20种氨基酸的对应关系是怎样的呢？种氨基酸的对应关系是怎样的呢？若若1个碱基决定个碱基决定1个氨基酸，则个氨基酸，则4种碱基只能决定种碱基只能决定4种氨基种氨基酸，这显然是不够的；若酸，这显然是不够的；若2个碱基编码个碱基编码1个氨基酸，最多能编码个氨基酸，最多能编码4416个氨基酸，这与个氨基酸，这与20种氨基酸相比也是不够的。由以上种氨基酸相比也是不够的。由以上分析可知，分析可知，1个氨基酸的编码至少需要个氨基酸的编码至少需要3个碱基，个碱基，3个碱基有个碱基有44464种组合，才足以组合出构
33、成蛋白质的种组合，才足以组合出构成蛋白质的20种氨基种氨基酸。酸。密码子：密码子：mRNA上决定上决定1个氨基酸的个氨基酸的3个相邻碱基叫做密码个相邻碱基叫做密码子，共子，共64个遗传密码子。个遗传密码子。第第四四章章第第1节节成才之路成才之路 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 3氨基酸的氨基酸的“搬运工搬运工”tRNAtRNA的基本结构单位为核糖核苷酸，为的基本结构单位为核糖核苷酸，为RNA的一种。的一种。tRNA种类众多，但每一种种类众多，但每一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。只能识别并转运一种氨基酸。tRNA呈三叶草形，其一端为携带氨基酸的部
34、位，另一端有呈三叶草形，其一端为携带氨基酸的部位，另一端有3个个碱基。每个碱基。每个tRNA上的这上的这3个碱基可以与个碱基可以与mRNA上的密码子互补上的密码子互补配对，称反密码子。配对，称反密码子。第第四四章章第第1节节成才之路成才之路 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 4翻译过程翻译过程(1)注意比较转录和翻译的不同点注意比较转录和翻译的不同点步步骤骤场所场所模板模板条件条件原料原料产物产物其他其他转转录录细胞细胞核核基因一基因一条链条链RNA聚聚合酶合酶核苷核苷酸酸mRNAmRNA从核从核孔穿出，移孔穿出，移到细胞质的到细胞质的核糖体上核糖体上
35、翻翻译译细胞细胞质的质的核糖核糖体体mRNA酶、酶、tRNA为为运载工运载工具具氨基氨基酸酸多肽链多肽链一条或几条一条或几条多肽链再进多肽链再进一步形成蛋一步形成蛋白质的空间白质的空间结构结构第第四四章章第第1节节成才之路成才之路 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 (2)蛋白质合成过程中的重点、难点、误点、疑点归纳与突蛋白质合成过程中的重点、难点、误点、疑点归纳与突破破转运转运RNA(tRNA)具有两个特异性端，一为氨基酸臂，具有两个特异性端，一为氨基酸臂，是携带一定氨基酸的，一为反密码子环，其上裸露着三个碱是携带一定氨基酸的，一为反密码子环，其上裸露
36、着三个碱基，称反密码子，不同的转运基，称反密码子，不同的转运RNA其反密码子是不同的。其反密码子是不同的。氨基酸的遗传密码是在信使氨基酸的遗传密码是在信使RNA(mRNA)上而不是在氨上而不是在氨基酸上，氨基酸上是没有碱基的。这一点容易误解，应注意。基酸上，氨基酸上是没有碱基的。这一点容易误解，应注意。第第四四章章第第1节节成才之路成才之路 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 若一个若一个tRNA的反密码子是的反密码子是CGA，那么它运载的氨基酸，那么它运载的氨基酸一定是丙氨酸，因为丙氨酸的遗传密码一定是丙氨酸，因为丙氨酸的遗传密码(GCU)是与其反密码
37、子是与其反密码子(CGA)具有互补配对关系的。也就是说，具有互补配对关系的。也就是说，tRNA所携带的氨基所携带的氨基酸，其遗传密码一定是与该酸，其遗传密码一定是与该tRNA的反密码子互补配对。的反密码子互补配对。第第四四章章第第1节节成才之路成才之路 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 蛋白质的合成过程比较难理解，让我们打个比方来理解蛋白质的合成过程比较难理解，让我们打个比方来理解这个过程：许多大人各自领着自己的孩子，将他们安排到电影这个过程：许多大人各自领着自己的孩子，将他们安排到电影院的一排座位上看电影，就类似于蛋白质的合成过程。大人院的一排座位上
38、看电影，就类似于蛋白质的合成过程。大人(转运转运RNA)有两个特异性端，即左手和右手，左手拿着电影票有两个特异性端，即左手和右手，左手拿着电影票(反密码子反密码子)，右手领着自己的小孩，右手领着自己的小孩(氨基酸氨基酸)，来到电影院，来到电影院(核糖核糖体体)，找到座号，找到座号(遗传密码遗传密码)，将自己的小孩安排下，离开电影，将自己的小孩安排下，离开电影院。这样，这许多小孩院。这样，这许多小孩(氨基酸氨基酸)，就通过大人，就通过大人(tRNA)领着领着(携携带带)，按照影院座号，按照影院座号(mRNA上的遗传密码上的遗传密码)，排成了一定顺序，排成了一定顺序(多肽多肽)。第第四四章章第第1
39、节节成才之路成才之路 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 密码子是在密码子是在mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻碱基。上决定一个氨基酸的三个相邻碱基。tRNA上与其配对的三个碱基称为反密码子。从理论上讲，上与其配对的三个碱基称为反密码子。从理论上讲，4种种碱基可以组合成碱基可以组合成64个密码子个密码子(4364个个)，决定，决定20种氨基酸，所种氨基酸，所以有的氨基酸不只有一种密码子。以有的氨基酸不只有一种密码子。一种密码子只能决定一种氨基酸，一种氨基酸可以有几一种密码子只能决定一种氨基酸，一种氨基酸可以有几种密码子对应着。一种种密码子对应着。一种tR
40、NA只能转运一种氨基酸，但一种氨只能转运一种氨基酸，但一种氨基酸可由多种基酸可由多种tRNA转运。转运。第第四四章章第第1节节成才之路成才之路 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 UAA、UAG、UGA三种密码子不能决定氨基酸，称为三种密码子不能决定氨基酸，称为蛋合质合成的终止密码。蛋合质合成的终止密码。密码子在生物界是通用的，说明生物是由共同的原始祖密码子在生物界是通用的，说明生物是由共同的原始祖先进化来的，彼此之间存在着或远或近的亲缘关系。先进化来的，彼此之间存在着或远或近的亲缘关系。第第四四章章第第1节节成才之路成才之路 高中新课程高中新课程 学习
41、指导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 下图代表人体胰岛细胞中发生的某一过程下图代表人体胰岛细胞中发生的某一过程(AA代表氨基酸代表氨基酸)，下列叙述正确的是，下列叙述正确的是()第第四四章章第第1节节成才之路成才之路 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 A能给该过程提供遗传信息的只能是能给该过程提供遗传信息的只能是DNAB该过程合成的产物一定是酶或激素该过程合成的产物一定是酶或激素C有多少个密码子，就有多少个反密码子与之对应有多少个密码子，就有多少个反密码子与之对应D该过程有水产生该过程有水产生 解析解析 翻译的直接模板是翻译的直接模板是mR
42、NA，而不是，而不是DNA，A项错项错误。翻译的产物是多肽，经加工后形成蛋白质，但并不是所有误。翻译的产物是多肽，经加工后形成蛋白质，但并不是所有的蛋白质都是酶或激素，的蛋白质都是酶或激素，B项错误。终止密码子不与氨基酸对项错误。终止密码子不与氨基酸对应，所以没有与终止密码子对应的反密码子，应，所以没有与终止密码子对应的反密码子，C项错误。氨基项错误。氨基酸脱水缩合形成多肽，酸脱水缩合形成多肽，D项正确。项正确。答案答案 D第第四四章章第第1节节成才之路成才之路 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 DNA分子模板链上的碱基序列及最终翻分子模板链上的碱基序
43、列及最终翻译的氨基酸如下表所示，则如图所示的译的氨基酸如下表所示，则如图所示的tRNA所携带的氨基酸是所携带的氨基酸是(反密码子从携带氨基酸的反密码子从携带氨基酸的一端开始读起一端开始读起)()A.丙氨酸丙氨酸B精氨酸精氨酸C苏氨酸苏氨酸D半胱氨酸半胱氨酸碱基序列碱基序列GCACGTACGTGC氨基酸氨基酸精氨酸精氨酸丙氨酸丙氨酸半胱氨酸半胱氨酸苏氨酸苏氨酸第第四四章章第第1节节成才之路成才之路 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 答案答案 C 解析解析 根据碱基互补配对原则倒推：根据碱基互补配对原则倒推：第第四四章章第第1节节成才之路成才之路 高中新课
44、程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 思维拓展升华思维拓展升华第第四四章章第第1节节成才之路成才之路 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 1.基因表达的理解基因表达的理解(1)基因与性状的关系基因与性状的关系基因是决定生物性状的基本单基因是决定生物性状的基本单位。位。(2)基因与染色体的关系基因与染色体的关系染色体是基因的主要载体，基染色体是基因的主要载体，基因在染色体上呈线性排列。因在染色体上呈线性排列。(3)基因与基因与DNA的关系的关系基因是具有遗传效应的基因是具有遗传效应的DNA片片段。段。基因控制蛋白质的合成基因控
45、制蛋白质的合成第第四四章章第第1节节成才之路成才之路 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 (4)基因与遗传信息的关系基因与遗传信息的关系基因的脱氧核苷酸排列顺序基因的脱氧核苷酸排列顺序代表遗传信息。代表遗传信息。(5)基因与蛋白质的关系基因与蛋白质的关系基因通过基因通过DNA控制蛋白质的合控制蛋白质的合成来控制生物的性状。成来控制生物的性状。第第四四章章第第1节节成才之路成才之路 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 2基因控制蛋白质合成基因控制蛋白质合成(如图所示如图所示)第第四四章章第第1节节成才之路成才之路 高
46、中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 复制、转录、翻译的比较复制、转录、翻译的比较(见下表见下表)复制复制转录转录翻译翻译时间时间有丝分裂间期和减数有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期第一次分裂前的间期生长发育的连续过程中生长发育的连续过程中场所场所主要在细胞核，少部主要在细胞核，少部分在线粒体和叶绿体分在线粒体和叶绿体细胞核细胞核核糖体核糖体原料原料四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸四种核糖核苷四种核糖核苷酸酸二十种氨基酸二十种氨基酸模板模板DNA的两条链的两条链DNA中的一中的一条链条链mRNA条件条件特定的酶和特定的酶和ATP第第四四章章第第1节节成才之路成
47、才之路 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 复制复制转录转录翻译翻译过程过程DNA解旋，以两条链解旋，以两条链为模板，按碱基互补为模板，按碱基互补配对原则，合成两条配对原则，合成两条子链，子链与对应母子链，子链与对应母链螺旋化链螺旋化DNA解旋，以其中解旋，以其中一条链为模板，按一条链为模板，按碱基互补配对原碱基互补配对原则，形成则，形成mRNA单单链，进入细胞质与链，进入细胞质与核糖体结合核糖体结合以以mRNA为模为模板，合成有一定板，合成有一定氨基酸序列的多氨基酸序列的多肽链肽链模板模板去向去向分别进入两个子代分别进入两个子代DNA分子中分子中恢复原
48、样，与非模恢复原样，与非模板链重新组成双螺板链重新组成双螺旋结构旋结构分解成单个核苷分解成单个核苷酸酸特点特点边解旋边复制，半保边解旋边复制，半保留复制留复制边解旋边转录，边解旋边转录，DNA双链全保留双链全保留一个一个mRNA上可上可连续结合多个核连续结合多个核糖体，顺次合成糖体，顺次合成多肽链多肽链第第四四章章第第1节节成才之路成才之路 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 复制复制转录转录翻译翻译意义意义复制遗传信息，使复制遗传信息，使遗传信息从亲代传遗传信息从亲代传给子代给子代表达遗传信息，使生物体表现出表达遗传信息，使生物体表现出各种遗传性状各种
49、遗传性状配对配对方式方式ATTAGCCGAUTAGCCGAUUAGCCG第第四四章章第第1节节成才之路成才之路 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 如何解决这类问题，关键搞清以下问题。氨基酸是构成蛋如何解决这类问题，关键搞清以下问题。氨基酸是构成蛋白质的基本单位，有关氨基酸脱水缩合的知识在第一册已讲白质的基本单位，有关氨基酸脱水缩合的知识在第一册已讲过。在本节知识中，蛋白质的合成受基因控制。信使过。在本节知识中，蛋白质的合成受基因控制。信使RNA上三上三个相邻的碱基决定一个氨基酸，因此蛋白质中氨基酸的数目与个相邻的碱基决定一个氨基酸，因此蛋白质中氨基酸的
50、数目与信使信使RNA上的碱基数目存在着上的碱基数目存在着1:3的对应关系。而信使的对应关系。而信使RNA又又是通过基因中的信息链转录而来。是通过基因中的信息链转录而来。关于基因控制蛋白质合成过程中的有关计关于基因控制蛋白质合成过程中的有关计算问题算问题第第四四章章第第1节节成才之路成才之路 高中新课程高中新课程 学习指导学习指导 人教版人教版 生物生物 必修必修2 由于基因是双链，而只有一条链能转录，所以基因中的碱由于基因是双链，而只有一条链能转录，所以基因中的碱基数目与信使基数目与信使RNA上的碱基数目存在着上的碱基数目存在着2:1的对应关系，因此的对应关系，因此蛋白质中的氨基酸数目与基因中
