高一生物基因指导蛋白质的合成4
新人教版高一生物课件：第1节基因指导蛋白质的合成
模板
mRNA
原料
20种氨基酸
运载工具
tR N A
产物
具有一定氨基酸顺序的蛋白质
2.密码子与反密码子 密码子
位 mRNA
置 种
64种 类
决定一个氨基酸的 3个 实
相邻的碱基(终止密码 质
子除外)
反密码子 tR N A
61种 与密码子发生碱基 互补配对的 3个相邻
的碱基
3.过程 起始:m R N A 与核糖体结合。 ↓ 运输:tR N A 携带氨基酸置于特定位置。 ↓ 延伸:核糖体沿 m R N A 移动,读取下一个密码子,由对应
数目
6n
3n
n n m n-m n-m
【例 3】 假设有一段 m R N A 上有 60个碱基,其中 A 有 15个,G 有 25个,那么转录该 m R N A 的 D N A 分子区段 中,C 和 T 的个数共有( ) A .15个 B .25个 C .40个 D .60个
思维导引:
解析:该段 m R N A 上有 60个碱基,则转录成该 m R N A 的 D N A 分子中应有 120个碱基。D N A 是双螺旋结构, 分子中有两条链。按照碱基互补配对原则,A =T,G =C , 则在双链 D N A 分子中,A +G =C +T,所以 C +T=60。 答案:D 。
有关基因表达过程的计算
问题引领: 1.基因中碱基、R N A 中碱基和氨基酸的数量关系一定 符合 6∶3∶1 吗? 2.一条 m R N A 翻译成的肽链数目是否只有 1条?
1.D N A (基因)与 m R N A 之间的数量关系
（1）图示：
(2)等量关系 ①α链碱基数=β链碱基数=γ链碱基数=DNA(基因)分子总碱
高一下学期 人教版高中生物必修二第四章第1节 基因指导蛋白质的合成(翻译) 教案
基因控制蛋白质的合成（翻译）教学设计一、设计思路必修二为遗传与变异，涉及到分子水平比较抽象，学生理解困难，将整节课的目标分为几个问题串提出问题，带动学生自己思考，然后教师进行评价与总结，整体偏重讲授，但是在课堂中适当加入了多媒体演示、学生活动等增强学生的理解与兴趣。
本节课主要需要让学生对翻译的过程有清晰的认识，但是需要将细节知识点讲透作为铺垫，所以采取先将小点再讲过程的方式，能够形成具有整体感的课堂。
二、教材分析本节课是必修2第4章《基因表达》的开篇，是第四章的学习基础，也是教学的难点。
本教学设计为第二课时，主干知识是遗传信息的翻译过程，侧枝内容是tRNA、密码子与反密码子的认识与区分。
本节内容抽象复杂，涉及的物质种类也比较多，且这些物质为翻译过程的铺垫，所以首先让学生了解这些物质才能将翻译过程理解透彻。
本节教材中插图比较多，用于帮助学生理解密码子与反密码子、tRNA以及翻译过程具有一定的帮助，并且可以从图中找到一定的知识内容，所以需要结合图来提炼学生需要掌握的知识并且锻炼学生从图中提炼信息的能力。
除此之外，本节内容还需要与DNA复制和转录进行比较记忆，区分易错点。
三、学情分析学生在学习了DNA复制以及转录的知识后，对于核苷酸之间碱基互补配对以及连接过程具有了一定的认识，并且对于DNA控制性状这一过程有一定的探索欲望，而本节内容可以结合动画、课堂活动等增强趣味性，所以学生的热情会比较高涨，也具有了一定分析此类问题的能力。
而学生的归纳总结对比能力比较弱，所以在讲解类似知识点时需要进行强调，在最后需要进行对比。
四、教学目标（1）知识目标1.概述遗传信息翻译的过程2.理解密码子与反密码子的概念（2）能力目标1.运用数学方法，分析碱基与氨基酸之间的对应关系，培养学生分析综合能力。
2.利用多媒体和教材插图培养学生读图和分析推理能力（3）情感态度与价值观1. 体验基因表达原理的逻辑美、简约美。
2. 培养用生物学观点以及从分子水平认识和分析生物体生命活动的基本规律。
4.1《基因指导蛋白质合成》教案-2023-2024学年高一下学期生物人教版(2019)必修2
鼓励学生提出自己的观点和疑问，引导学生深入思考，拓展思维。
技能训练：
设计实践活动或实验，让学生在实践中体验基因表达知识的应用，提高实践能力。
在基因表达新课呈现结束后，对知识点进行梳理和总结。
强调重点和难点，帮助学生形成完整的知识体系。
（四）巩固练习（预计用时：5分钟）
随堂练习：
随堂练习题，让学生在课堂上完成，检查学生对基因表达知识的掌握情况。
10. 基因表达调控的意义：基因表达调控是生物体对内外环境变化的一种适应性反应，有助于生物体在不同的生理状态下保持稳定的蛋白质水平。
11. 基因表达调控的方式：基因表达调控包括转录水平的调控、翻译水平的调控以及翻译后修饰的调控等。
12. 转录因子的作用：转录因子是一类能够与DNA分子上的特定序列结合，从而调控基因转录过程的蛋白质。
④ 密码子和反密码子的概念：密码子是指DNA和RNA上的三个相邻核苷酸组成的序列，用于编码氨基酸。反密码子是指tRNA上的三个相邻核苷酸组成的序列，与密码子互补配对，用于携带氨基酸。
⑤ tRNA的作用：tRNA是转运RNA的简称，它携带氨基酸，并在翻译过程中将氨基酸转移到核糖体上，参与蛋白质的合成。
⑨ 基因表达调控的方式：基因表达调控包括转录水平的调控、翻译水平的调控以及翻译后修饰的调控等。
⑩ 转录因子的作用：转录因子是一类能够与DNA分子上的特定序列结合，从而调控基因转录过程的蛋白质。
⑪ 基因表达与个体发育的关系：基因表达在个体发育过程中起着关键作用，它指导着细胞的分化、组织的形成以及器官的发育。
4.1《基因指导蛋白质合成》教案-2023-2024学年高一下学期生物人教版（2019）必修2
4.1 基因指导蛋白质的合成课件-高一下学期生物人教版(2019)必修2
模拟活动
二、遗传信息的翻译
➢ 多聚核糖体
核糖体移动方向
在细胞质中，翻译是一个快速高效的过 程。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（如左图）。
因此，少量的mRNA分子就可以迅速合 成大量的蛋白质。
多聚核糖体上形成的多条肽链相同吗？
二、遗传信息的翻译
归纳小结
➢ 翻译的知识要点
边解旋边转录
一、遗传信息的转录
合作探究
探究一：DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的 ？
学生活动一：利用贴图游戏模拟并讲解转录过程
要求:根据老师提供的双链DNA和产物mRNA，找 到相应的模板转录出相同mRNA。
一、遗传信息的转录
归纳小结
（三）转录的知识要点
1.定义：在 细胞核 中，以 DNA的一条链 模板合成 RNA 的过程。
课堂巩固练习
1、判断正误
(1)转录只发生在细胞核内
( ×)
(2)RNA是某些病毒的遗传物质 ( √ )
(3)遗传信息转录的产物只有mRNA ( × )
(4)转录是以DNA的完整的一条链为模板合成RNA的过程 (×) (5)tRNA由三个碱基构成 (× )
(6)密码子位于mRNA上，ATC一定不是密码子 ( √ ) (7)mRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质 ( ×)
小组讨论
探究一：DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的 ？
（二）复制与转录的比较
场所 模板 原料
酶 产物 碱基配对方式 特点
复制 主要在细胞核 DNA的两条链 四种脱氧核苷酸 解旋酶 DNA聚合酶 子代DNA
A—T C—G T—A G—C
半保留复制， 边解旋边复制
转录 主要在细胞核 DNA的一条链 四种核糖核苷酸 RNA聚合酶 mRNA、tRNA、rRNA A—U C—G T—A G—C
基因指导蛋白质的合成 高一生物(人教版2019必修2)
（2）多条肽链的氨基酸序列是否相同？ 正在合成的肽链
相同，因为其模板相同。
多聚核糖体现象
（3）翻译能够精确进行的原因是什么？ ①mRNA为翻译提供了精确的模板； ②通过mRNA上的密码子和tRNA上的反密码子的碱基互补配对， 保证了翻译能够准确地进行。
RNA聚合酶
4 释放
合成的mRNA从DNA链上释放。而 后，DNA双螺旋恢复。
遗传信通过RNA聚合酶以DNA的一条链为 模板合成的，这一过程叫作转录
2.时间： 个体生长发育的整个过程
3.场所： 细胞核（主要场所）
4.条件： 模板： 原料： 能量： 酶：
5.产物： RNA（三种RNA）
谷氨酰胺
精氨酸
A
亮氨酸
脯氨酸
谷氨酰胺
精氨酸
G
异亮氨酸
苏氨酸
天冬酰胺
丝氨酸
U
A
异终亮氨止酸密码子：苏氨酸、 天冬酰胺
丝氨酸__ 、____C
种类
甲硫氨异起酸亮（氨始起酸密始）码子：苏苏氨氨酸酸
（甲硫赖 赖氨 氨氨酸 酸 酸）、
精氨酸 精氨酸
A G
（ 种） 缬氨酸
丙_氨_酸_（缬天氨冬酸氨酸、甲硫氨甘氨酸酸 ）
在遗传信息的流动过程中，DNA、RNA是_信__息__的__载__体_，蛋白质是 信息__的__表__达__产___物__，而A__T_P_为信息的流动提供能量，可见：
生命是_物__质___、_能__量___和__信__息___的统一体
中心法则 各种生物的遗传信息传递过程
生物种类
以DNA作为遗 传物质的生物
DNA(基因） 信使 蛋白质的合成
高一生物基因指导蛋白质的合成4
人教必修2教案：4-1 基因指导蛋白质的合成
4-1 基因指导蛋白质的合成1．RNA 的结构2．RNA 与DNA 的比较3.RNA 的种类及其作用 (1)⎩⎪⎨⎪⎧名称：信使RNA （mRNA ）作用：DNA 的信使 (2)⎩⎪⎨⎪⎧名称：核糖体RNA （rRNA ）作用：组成核糖体(3)⎩⎪⎨⎪⎧名称：转运RNA （tRNA ）作用：识别并转运氨基酸二、遗传信息的转录 1．概念2．过程三、遗传信息的翻译 1．密码子(1)概念：mRNA 上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基。
(2) 种类（共64种）⎩⎪⎨⎪⎧起始密码子：AUG （甲硫氨酸）、GUG （缬氨酸）终止密码子：UAA 、UAG 、UGA 其他密码子2．tRNA ：形状像三叶草的叶形，一端是携带氨基酸的部位；另一端有3个相邻的碱基可以与mRNA 上的密码子互补配对，称为反密码子。
3．翻译 (1)概念(2)过程四、中心法则1．提出者：克里克。
2．图解：3．中心法则的发展(1)相关内容1．判正误(对的画“√”，错的画“×”)(1)遗传信息转录的产物只有mRNA。
(×)(2)转录和翻译都是以mRNA为模板合成生物大分子的过程。
(×)(3)一个tRNA分子中只有一个反密码子。
(√)(4)mRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质。
(×)(5)细胞核中发生的转录过程有RNA聚合酶的参与。
(√)(6)在蛋白质合成过程中密码子都决定氨基酸。
(×)(7)细胞中有多种tRNA，一种tRNA只能转运一种氨基酸。
(√)(8)DNA病毒中没有RNA，其遗传信息的传递不遵循中心法则。
(×)(9)正常情况下，真核生物细胞内可发生中心法则的每个过程。
(×)2．微思考下图表示一个mRNA分子上结合多个核糖体，同时合成多条多肽链的现象，请回答有关问题：(1)图中每个核糖体是共同合成一条多肽链，还是分别合成一条完整的多肽链？提示每个核糖体分别合成一条完整的多肽链。
高一生物基因指导蛋白质的合成4
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[单选]到2020年，建设质量强国取得明显成效，质量基础进一步夯实，质量总体水平（），质量发展成果惠及全体人民。A.稳定提高；B.显著提升；C.跨越发展。 [单选,A1型题]患儿，1岁。诊断营养性缺铁性贫血，门诊治疗2周，近日出现恶心、呕吐、便秘，胃肠不适，初步考虑与下面哪种因素有关（）A.腹部受凉B.饮食不当C.铁剂不良反应D.贫血加重E.细菌感染 [填空题]氨区着火后在（）灭火。切断（）。若不能切断（），则不允许（）泄漏处的（）。喷水冷却容器，尽可能将容器从火场移至（）。 [单选,A2型题,A1/A2型题]一般认为亚急性甲状腺炎的病因与下列哪一项有关（）A.细菌B.病毒C.衣原体D.支原体E.以上都不是 [单选,A2型题,A1/A2型题]关于钠泵，描述正确的是（）.A.从细胞内泵出1个钠离子，泵入1个钾离子B.从细胞内泵出2个钠离子，泵入1个钾离子、泵入1个氢离子C.从细胞内泵入2个钠离子，泵出1个钾离子、泵出1个氢离子D.从细胞内泵出3个钠离子，泵入2个钾离子、泵入1个氢离子E.从细胞内泵 [单选]建筑物的基本要素不包括（）。A.结构B.系统C.管理D.维护 [单选]印刷业经营者在印刷经营活动中发现违法犯罪行为，应当及时向（）或者出版行政部门报告。A.工商行政部门B.公安部门C.文化行政部门D.党委宣传部门 [填空题]车辆方位由（）、（）及车辆的（）来区分。 [单选]（）是广东人习惯的叫法，而北方人通常称之为面食。A、点心B、面点C、小吃D、主食 [单选]关于类风湿关节炎错误的说法是（）A.以双手小关节最常见B.可致关节畸形C.可有晨僵现象D.主要治疗方法是休息E.类风湿关节炎是自限性的 [问答题,简答题]分子筛吸附器的性能指标？ [单选]50票。A、49B、48C、47D、46 [单选]中国营养学会建议哺乳妇女每天摄人钙()A．800mgB．1000mgC．1200mgD．1500mgE．2000mg [单选,A1型题]早产儿，胎龄30周，生后不久出现呼吸困难、青紫、呻吟，三凹征阳性，给头罩吸氧1小时，呼吸困难无好转。查血气分析：pH7.15，PaO245mmHg，PaCO260mmHg，BE-7mmol/L。最恰当的处理是（）A.加大头罩吸氧氧流量B.机械通气C.给予鼻塞式CPAPD.补充碳酸氢钠纠正酸中毒E.给 [判断题]为了查明换热器管子的泄漏情况，首先要作气压试验。A.正确B.错误 [填空题]往复式压缩机的传动部分是把电动机的（）运动转化为活塞的（）运动。 [单选]井下测压装置一般位于（）。A、与潜油泵相连，位于潜油泵上方。B、与分离器相连，位于分离器上方。C、与保护器相连，位于保护器上方。D、与扶正器相连，位于扶正器上方。 [名词解释]区域异常 [单选,A1型题]临床证见动物发热，四肢倦怠，草料迟西，尿短赤和苔黄腻，此乃为常见暑证之中的（）A.伤暑证B.中暑证C.暑热证D.暑寒证E.暑湿证 [单选]下列疾病与水痘为同一病因的是（）A.Kaposi水痘样疹B.传染性软疣C.手足口病D.带状疱疹E.花斑癣 [单选]下列哪种抗原不是颗粒性抗原（）A.金黄色葡萄球菌B.伤寒杆菌C.红细胞D.抗原包被的乳胶微粒E.细菌外毒素 [问答题,简答题]装载加固成件包装货物有哪些要求？ [单选]车辆心盘竹质垫板除可与钢质垫板叠装外，需单层使用时厚度不小于（）。A.10mmB.20mmC.30mmD.40mm [单选,A2型题]夏季，3岁小儿突然高热，体温40℃，惊厥一次。体检：神清、面色红、咽红，心、肺、腹（-），神经系统未见异常，最可能的诊断是（）A.高热惊厥B.中毒性痢疾C.流行性脑膜炎D.结核性脑膜炎E.脑脓肿 [单选,A1型题]结核病具有诊断意义的坏死是（）A.梗死B.干酪样坏死C.液化性坏死D.纤维样坏死E.凝固性坏死 [单选]球后溃疡多发生于()A．十二指肠乳头近端B．十二指肠球部后壁C．十二指肠乳头远端D．十二指肠水平部E．十二指肠升部 [单选]在财务评价指标中，项目在整个计算期内各年净现金流量现值累计等于零时的折现率，称为()。A.财务内部收益率B.财务净现值C.投资利润率D.投资利税率 [填空题]在大约1400万年前，由于气候和地质条件的变化，森林地带的树木大批死亡，使一部分古猿不得不改变生活方式，下到地面寻找食物，逐渐能够()，并开始使用石块和木棒等天然工具。 [填空题]回转窑密封装置的基本型式有（）、（）、（）和（）四种。 [填空题]离心压缩机级内的能量损失主要包括：（）损失、（）损失和（）损失。 [单选,A2型题,A1/A2型题]对接触砷、石棉、镍、铬酸盐、放射性物质的工人进行定期体检时，首先应考虑（）A.皮肤癌B.肺癌C.泌尿道癌D.白血病E.肝癌 [单选]躯体疾病所致精神障碍一般具有以下临床特点，但除外（）。A.精神障碍与原发躯体疾病的病情在程度上有平行关系B.精神障碍与原发躯体疾病在时间上常有先后关系C.有特征性的精神症状D.治疗原发疾病及处理精神障碍可使精神症状好转E.急性躯体疾病常引起意识障碍，慢性躯体疾病常 [单选]若热量转化为电的效率为25%，则1kW.h的电力其等价热值为（）。A.3600KJB.14400KJC.900KJD.7200KJ [问答题]如何办理公务卡? [单选]口服补液适用于()A．新生儿肠炎B．肾功能不全者C．重症腹泻患儿D．酸中毒并重度脱水者E．轻、中度脱水无严重呕吐者 [单选]“书香门第”中的“书香”原意指什么：（）A.书纸自然发出的清香B.书籍的油墨味C.书发霉后发出的怪味D.书中夹香草发出的香气E.读书人的自称 [单选,A1型题]克拉维酸因具哪种特点可与阿莫西林配伍应用（）。A.抗菌谱广B.是广谱β内酰胺酶抑制剂C.与阿莫西林竞争肾小管分泌D.使阿莫西林口服吸收更好E.使阿莫西林毒性降低 [单选]V形坡口适用于中低压钢管焊接，坡口的角度为()。A．40°～50°B．50°～60°C．60°～70°D．70°～80° [填空题]从技术角度来说，互联网是一个由（）、（）和（）组成的综合体系。 [单选]要加强值班制度，最重要的是落实()。A.值班人员B.交接班时间C.岗位责任制D.值班的工作内容
4.1基因指导蛋白质的合成课件-2020-2021学年高一生物人教版（2019）必修2
(3)场所 主要在_细__胞__核_中
*实际上，DNA在哪里，转录就在哪里发生 (4)产物 RNA（三种RNA都是）
一、遗传信息的转录 3. 转录的基本过程
(5)过程 ①解旋
第1步：DNA双链解开，碱基暴露出来； RNA聚合酶具有解旋效果
一、遗传信息的转录 3. 转录的基本过程
三、遗传信息的翻译 第1步 mRNA进入细胞质，与核糖体结合。携带甲硫
氨酸的tRNA ，通过与碱基AUG互补配对，进入位点1。
3.
翻
第2步 携带某个氨酸的tRNA以同样的方式进入位点2 。
译
过
程
第3步 甲硫氨酸与这个氨基酸形成肽键，从而转移到 位点2的tRNA上。
三、遗传信息的翻译
3.
翻
译
第4步 核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子，原占
苯丙氨酸 U
U
U
UUU
注:①在正常情况下，UGA是终止密码子，但在特殊情况下，UGA可以编码硒代半胱氨酸。 ②在原核生物中，GUG也可以作起始密码子，此时它编码甲硫氨酸。
密码子总数是 64 种 ，但通常决定氨基 酸的密码子是 61 种 ，__3__个是终止密 码子， 个起始密 码子。
原核生物中，起始密码子 有几个？ 特殊情况下能够决定氨基 酸的密码子最多有多少个？
DNA的一条链
四种脱氧核苷酸
四种核糖核苷酸
解旋酶、 DNA聚合酶等
RNA聚合酶等
A-T T—A C—G G—C
A-U C—G T—A G—C
半保留复制，边解旋边复制
边解旋边转录
新链从5’端-3’端延伸
新链从5’端-3’端延伸
高中生物必修2第4章第1节《基因指导蛋白质的合成》导学案及答案
4．翻译的过程
（1）mRNA进入细胞质，与结合。
能够编码氨基酸的密码子有______个；一个密码子对应______个氨基酸；但一个氨基酸可能有______个密码子（简并性）。
密码子具有简并性和通用性（所有的生物共用一套遗传密码）
2.遗传信息、密码子和反密码子的对比
遗传信息
密码子
反密码子
概
念
是指DNA上特定的脱氧核苷酸排列顺序
mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻碱基
与mRNA分子中密码子互相配对的tRNA上的3个碱基
作
用
决定蛋白质中氨基酸的排列顺序
翻译时决定肽链的氨基酸排列顺序
与上3个碱基互补，以确定氨基酸在肽链上的位置
种
类
多种多样
共64种，编码蛋白质的密码子共61种，终止密码共3种，不能编码蛋白质
61种
3．游离在细胞质中的氨基酸，是怎样运到合成蛋白质的“生产线”上的呢？
（3）基本单位：，它是由一分子、磷酸和含氮碱基组成，
组成RNA的碱基有。
（4）分类：①在翻译过程中起模板作用的是；
②起转运作用的是；③参与构成核糖体的是。
2.完成表格内容，掌握DNA和RNA的主要区别
种类
DNA（脱氧核糖核酸）
RNA（核糖核酸）
组
成
部
分
碱基
（T）
尿嘧啶(U)
(A)（（C）
磷酸
人教版生物必修2同步练习第4章第1节基因指导蛋白质的合成(解析版)
第4章第1节基因指导蛋白质的合成(解析版)A基础题组一、单选题1．(2022·江苏徐州高一期中)对于基因如何指导蛋白质合成，克里克认为要实现碱基序列向氨基酸序列的转换，一定存在一种既能识别碱基序列，又能运载特定氨基酸的分子。
该种分子后来被发现是(C)A．DNA B．mRNAC．tRNA D．rRNA[解析]DNA是细胞的遗传物质，主要在细胞核中，不能运载氨基酸，A错误；mRNA以DNA分子一条链为模板合成，将DNA的遗传信息转运至细胞质中，不能运载氨基酸，B错误；tRNA上的反密码子可以和mRNA上的密码子配对，tRNA也能携带氨基酸，C正确；rRNA是组成核糖体的结构，不能运载氨基酸，D错误。
故选C。
2．(2022·山东省德州市实验中学高一期中)如图为几种tRNA及其携带的氨基酸，若某次转录过程中非模板链有以下序列GAATAG，(终止密码子UAA、UAG、UGA)则该段DNA转录的产物为(C)A．亮氨酸—异亮氨酸B．亮氨酸C．谷氨酸D．谷氨酸—异亮氨酸[解析]转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，由于非模板链的序列GAATAG，根据碱基互补配对原则，模板链的序列应为CTTATC，所以转录产生的mRNA上的序列为GAAUAG，密码子为GAA、UAG，又tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子也遵循碱基互补配对原则，所以密码子GAA对应的反密码子是CUU，而密码UAG是终止密码子。
因此，该段DNA转录的产物为谷氨酸。
故选C。
3．(2022·山东泰安肥城市高一期中)下图表示细胞内蛋白质合成部分示意图，下列有关说法正确的是(D)A．图中f表示核糖体，含有蛋白质及DNAB．b、c、d、e这四个多肽的氨基酸的种类、数目及排列顺序都是不同的C．原核生物进行该过程越旺盛，核仁就越大D．图中所表示的翻译过程是从右向左进行的[解析]图中f表示核糖体，其主要成分是蛋白质和RNA，A错误；控制b、c、d、e这四个蛋白质分子合成的模板相同，因此它们所含氨基酸的种类、数目、排列顺序都是相同的，B错误；原核生物没有核仁，但也能进行上述过程，C错误；根据肽链的长度可知，翻译过程是从右向左进行的，D正确。
2024秋季人教版高一生物学必修2遗传与进化第四章基因的表达《第1节基因指导蛋白质的合成》
教学设计：2024秋季人教版高一生物学必修 2 遗传与进化第四章基因的表达《第1节基因指导蛋白质的合成》一、教学目标（核心素养）1.科学思维：通过本节学习，学生能够理解基因如何通过转录和翻译过程指导蛋白质的合成，培养逻辑推理和因果分析能力。
2.科学探究：通过案例分析、模型构建等活动，体验科学探究的过程，提高观察、分析和解决问题的能力。
3.生命观念：深化对基因作为遗传信息载体及蛋白质作为生命活动主要承担者之间关系的理解，树立生物体结构与功能相统一的生命观念。
4.社会责任：认识基因表达调控在生物体发育、疾病发生及治疗中的重要作用，激发对生命科学领域的兴趣和社会责任感。
二、教学重点•转录和翻译的基本过程及其意义。
•理解基因、mRNA和蛋白质之间的信息流动。
三、教学难点•如何将抽象的基因表达过程转化为直观易懂的图像或模型。
•理解转录和翻译过程中碱基配对规则的应用及其重要性。
四、教学资源•多媒体课件（包含转录和翻译过程的动画、示意图）。
•教学视频（转录和翻译实验演示）。
•模型材料（如彩色纸条、磁铁片等，用于构建基因表达模型）。
•小组讨论问题卡片。
五、教学方法•讲授法与多媒体辅助相结合，直观展示转录和翻译过程。
•模型构建法，通过动手制作模型加深对基因表达过程的理解。
•小组讨论法，围绕关键问题展开讨论，促进思维碰撞。
六、教学过程1. 导入新课•生活实例引入：展示不同生物体（如人类、植物、细菌）中蛋白质多样性的图片，引导学生思考这些蛋白质是如何产生的，引出基因指导蛋白质合成的主题。
•问题驱动：提问“基因是如何控制生物体性状的？”、“蛋白质是如何从基因中‘读取’信息并合成的？”激发学生的探索欲。
2. 新课教学（1）转录过程•定义讲解：介绍转录的定义，即DNA的一条链作为模板合成RNA的过程。
•动画演示：利用多媒体动画展示转录的具体步骤，包括DNA解旋、RNA聚合酶结合、RNA链的合成等。
•互动环节：邀请学生上台用模型材料（如彩色纸条代表DNA链和RNA链）模拟转录过程，加深理解。
4-1基因指导蛋白质的合成
产物 两个双链DNA分子 意义 复制遗传信息，使遗传 信息从亲代传给子代
第四章
第1节
成才之路 ·生物 ·人教版 · 必修2
成才之路· 生物
人教版 ·必修2
路漫漫其修远兮 吾将上下而求索
成才之路 ·生物 ·人教版 · 必修2
第四章
基因的表达
第四章
基因的表达
成才之路 ·生物 ·人教版 · 必修2
本章概述
第四章
基因的表达
成才之路 ·生物 ·人教版 · 必修2
本章内容主要包括三个方面，《基因指导蛋白质的合 成》，即相连续的两个过程，转录和翻译。《基因对性状的 控制》是通过基因控制酶的合成和基因直接控制蛋白质分子 的结构来影响性状的。教材还介绍了遗传过程中的重要规 律：中心法则，对遗传信息传递进行了高度概括。
第四章
第1节
成才之路 ·生物 ·人教版 · 必修2
2.RNA的分类 (1)信使RNA(mRNA)：单链结构，由DNA转录而来，其 碱基序列包含遗传信息，因将DNA中遗传信息转录下来故 名。遗传密码位于mRNA上。 (2)转运RNA(tRNA)：三叶草结构，头端特定的三个碱 基叫反密码，尾端连接特定的氨基酸，在蛋白质合成中运输 氨基酸，所以叫做转运RNA。 (3)核糖体RNA(rRNA)：是核糖体的重要组成部分。
2．转录成的RNA的碱基序列，与作为模板的DNA单链 的碱基序列之间的碱基是互补配对关系，与DNA双链间碱基 互补配对不同的是，RNA链中与DNA链的A配对的是U，不 是T；与DNA另一条链的碱基序列基本相同，只是DNA链上 T的位置，RNA链上是U。
第四章
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[名校联盟]内蒙古海拉尔三中高一生物《4.1基因指导蛋白质的合成》课件
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场所 模板 遗传信息传 递的方向 原料 产物
DNA→mRNA
含A、U、C、G的4种核 糖核苷酸 信使RNA
总结：
基因的表达过程是在细胞中完成的。 DNA分子、RNA分子、氨基酸分子和核 糖体，线粒体等众多细胞器一道，完成遗 传信息的转录和翻译过程。在组成蛋白质 的肽链合成后，就从核糖体与mRNA的复 合物上脱离，经过一系列步骤，被运送到 各自的岗位，盘曲折叠成具有特定空间结 构和功能的蛋白质分子，开始承担细胞生 命活动的各项职责。
(4)翻译的产物:
一个mRNA分子上结合多个核糖体，同时合成多条多肽链
在细胞质中，翻译是一个快速的过程。在370C时，细菌细胞内合成肽 链的速度约为每秒连接15个氨基酸。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，因此，少量的mRNA分子就 可以迅速合成出大量的蛋白质。
转录动态过程示意图
DNA的平面结构图
A A T C A A T A G T T A G A T A T C
以DNA的一条链为模板合成RNA
DNA一条链
A A T C A A T A G
G
游离的核糖核苷酸
A A T C A A T A G
RNA 聚合酶
G
DNA与RNA的碱基互补配对：A——U；T——C；C——G；T—A
4种碱基只能决定4种氨基酸，41=4
（2）如果2个碱基编码一个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？
（1）如果1个碱基决定1个氨基酸，4种碱基能决定多少种氨基酸？
4种碱基最多只能编码16种，42=16
（3）一个氨基酸的编码至少需要多少个碱基，才足以组合出构成 蛋白质的20种氨基酸？
三个碱基决定一个氨基酸能决定64种，43=64，足够有余
高中生物必修2第4章第1节《基因指导蛋白质的合成》训练案及答案
高一生物必修2《遗传与进化》训练案一、选择题：1．在下列的转录简式中有核苷酸（）DNA: --A--T--G--C--，RNA：—U--A--C--G--A．4种 B．5种 C．6种 D．8种2． DNA转录形成的mRNA从细胞核中出来进入细胞质，穿过( )磷脂双分子层？A．6层 B．0层 C．2层D．4层3．已知一段mRNA含有30个碱基，其中A和G有12个，转录该段mRNA的DNA分子中应有C和T的个数是（）A．12 B．24 C．18 D．304、某DNA分子片段中碱基为2400对，则由此片段所控制合成的多肽链中，最多有氨基酸多少种（）A．800 B．400 C．200 D．205、不是由DNA分子中的遗传信息直接控制合成的物质是（）A.酶B.多肽C.胰岛素D.性激素6、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7、人的胰岛素基因的存在部位和表达部位分别是（）A．体细胞、胰岛细胞中 B．胰岛细胞、体细胞C．均位于胰岛细胞中 D．体细胞、核糖体8、某信使RNA中有碱基40个，其中C+U为15个，那么转录此RNA的DNA中G+A为（）A．15 B．25 C．30 D．409、(04高考江苏)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10. 对于下列式子，正确的说法有①表示DNA复制过程②表示DNA转录过程③图中共有5种碱基④图中共有8种核苷酸⑤图中共有5种核苷酸⑥图中的A均代表同一种核苷酸A.①②③B.④⑤⑥C.②③④D.①③⑤11. 正常情况下，能够发生的的是A.相同的DNA复制成不同的DNAB.相同的DNA转录出不同的RNAC.相同的密码子翻译成不同的氨基酸D.相同的tRNA携带不同的氨基酸12. 已知某蛋白质的合成需要18个转运RNA参与，则控制合成该蛋白质的基因中的碱基对的个数是A.18B.36C.54D.10813 .在人体成熟的红细胞、蛙的红细胞、鸡的红细胞中均能进行的生理活动是A.DNA复制B.转录和翻译C.ATP合成D.着丝点分裂14. 已知DNA分子双链中腺嘌呤占全部碱基的30%，在其中的一条链上胞嘧啶占该链全部碱基的25%，则由该链转录成的mRNA中胞嘧啶占全部碱基的A.15%B.20%C.25%D.35%15. 若某基因有150个碱基对，由于受到X射线的辐射，少了一对碱基，则由它控制合成的蛋白质与原来的蛋白质相比，可能出现的情况是（多选）A.50个氨基酸，氨基酸的顺序不变B.49个氨基酸，氨基酸的顺序不变C.50个氨基酸，氨基酸的顺序改变D.少于49个氨基酸，氨基酸的顺序改变16.（2004年上海）组成人体蛋白质的20种氨基酸对应的密码子共有（）A．4 B．20 C．61 D．6417．（2003年上海）下列细胞中，不能合成蛋白质的是（）A．胰腺细胞 B．肠粘膜细胞C．成熟红细胞 D．白细胞18.合成一条含1000个氨基酸的多肽链，需要转运RNA的个数，信使RNA上的碱基个数和双链DNA上的碱基对数至少依次是（）A．1000个、3000个和3000对 B．1000个、3000个和6000对C．300个、300个和3000对 D．1000个、3000个和1500对19．一个转运RNA一端的三个碱基是CGA，这个RNA转运的氨基酸是()A．酪氨酸(UAC) B．谷氨酸(GAG)C．精氨酸(CGA) D．丙氨酸(GCU)20．mRNA在细胞核中合成后，到达细胞质的过程中，共经过几层生物膜()A．1 B．2C．3 D．021．一种动物体内的某种酶是由2条多肽链构成的，含有150个肽键，则控制这个酶合成的基因中核苷酸的分子数至少是()A．912个B．456个C．450个D．906个22．翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，该过程不需要参与的是()A．核糖体B．tRNAC．氨基酸D．解旋酶23．反密码子是指()A．DNA一端的3个碱基B．信使RNA分子一端的3个碱基C．转运RNA分子一端的3个碱基D．核糖体RNA分子一端的3个碱基24．碱基互补配对发生在()A．DNA复制和转录B．转录和翻译C．复制和翻译D．复制、转录和翻译25．下列哪项是DNA复制和遗传信息的转录过程中完全相同的地方()A．解旋酶解旋B．碱基配对的原则C．模板链D．核苷酸26．下列与翻译过程无关的物质是()A．DNA B．转运RNAC．信使RNA D．核糖体27．右图是转录过程：，该片段中包含的碱基种类、核苷酸种类依次是()A．4、5 B．5、4C．5、5 D．5、828．下列哪种碱基排列顺序肯定不是遗传密码()A．UUU B．AAAC．GUC D．GAT29．在遗传信息的翻译过程中，翻译者是()A．基因B．信使RNAC．转运RNA D．遗传密码30．mRNA的核苷酸序列与()A．DNA分子的两条链的核苷酸序列互补B．DNA分子的一条链的核苷酸序列互补C．某一tRNA分子的核苷酸序列互补D．所有的tRNA分子的核苷酸序列互补二、填空题31．如果DNA分子一条链的碱基排列顺序是……ACGGATCTT-…，那么，与它互补的另一条DNA链的碱基排列顺序是；如果以已知的DNA链为模板，转录出的信使RNA碱基顺序应该。
第四章第一节基因指导蛋白质的合成(第1课时)导学案
§第4章基因的表达第一节基因指导蛋白质的合成（第1课时）学案编写人：赵战锋审核：高一生物组寄语：学习，就是努力争取获得自然没有赋予我们的东西。
学习目标：1. 概述遗传信息的转录过程2. 比较转录与复制的异同学习重点难点：遗传信息的的转录过程知识链接：是生命活动的体现者（承担者）。
（）决定生物的性状。
一、遗传信息的转录（A）基因（DNA）在中，而蛋白质的合成是在细胞质的上进行的，在细胞核的基因如何控制在细胞质中的蛋白质的合成呢？思考1： 1、细胞中的两种核酸的比较2、RNA在细胞中有三种（观察图4-3）１，2 ， 3（1）信使RNA（）：单链结构，由DNA转录而来，其碱基序列包含遗传信息，因将DNA中遗传信息转录下来故名。
遗传密码位于mRNA上。
（2）转运RNA（）：三叶草结构，头端特定的三个碱基叫，尾端连接特定的，在蛋白质合成中运输氨基酸，所以叫做转运RNA。
（3）核糖体RNA（）：与核糖体结合，是核糖体的重要组成部分。
思考2：DNA的遗传信息是怎么传给mRNA的呢？3、转录：图示P63图4-4以DNA为模板转录RNA的图解。
（1）定义：转录是在内进行的，是以DNA双链中的条链为模板，合成的过程。
（2）过程：（分4步）①DNA双链解开，DNA双链的得以暴露。
②游离的随机地与DNA链上的碱基碰撞，当核糖核苷酸与DNA的碱基互补时，两者以结合。
③新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的分子上。
此处用到RNA聚合酶。
④合成的mRNA从上释放。
而后DNA双链恢复。
（3）复制、转录过程比较二、小结：转录：转录是在细胞核内进行的，是以DNA双链中的一条链为模板，合成mRNA 的过程。
过程：1.DNA双链解开，DNA双链的碱基得以暴露。
2.游离的核糖核苷酸随机地与DNA链上的碱基碰撞，当核糖核苷酸与DNA的碱基互补时，两者以氢键结合。
3.新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。
此处用到RNA聚合酶。
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