4.1基因指导蛋白质的合成导学案-2024-2025学年高一下学期生物学人教版必修2

该高中生物学导学案聚焦“基因指导蛋白质的合成”，核心涵盖转录和翻译过程、RNA结构与种类、密码子及反密码子等知识。课堂导入通过“问题探讨”中DNA（细胞核）与蛋白质合成（核糖体）的场所矛盾，引出RNA的媒介作用，衔接前后知识，搭建学习支架。 特色在于课前预习梳理基础，课堂探究通过模型建构（如转录mRNA序列书写）、密码子解读等培养科学思维，概念图构建强化生命观念（结构与功能观），当堂检测巩固知识，助力学生自主与合作学习，提升探究实践能力。

第四章 基因的表达 第1节 基因指导蛋白质的合成 导学案 班级： 姓名： 学号： __ 【一、学习目标】 知识与技能： 1.概述遗传信息的转录和翻译过程。 2.说明密码子、反密码子的概念及相互关系。 3.运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系。 过程与方法： 1.通过比较DNA复制、转录和翻译，学习运用对比的方法理解生命活动。 2.通过分析图表和构建模型，理解转录和翻译的微观过程。 情感态度与价值观： 1.认同生命的物质性，形成结构与功能相适应的观点。 2.感受基因表达过程的精确性和和谐美。 【二、学习重难点】 重点：遗传信息的转录和翻译过程。 难点：遗传信息的翻译过程；密码子的概念。 【三、课前预习·自主探究】 一、问题探讨（阅读课本P64“问题探讨”） DNA相当于蛋白质的“设计图纸”，但DNA主要存在于________中，而蛋白质的合成是在________上进行的。这一矛盾如何解决？___________________________________________________________ 二、基础梳理 1.RNA的结构与种类 （1）基本单位：________________。 （2）组成成分：________、________、________（A、U、G、C）。 （3）结构特点：一般是________链，比DNA短。 （4）种类及功能： ①________________：遗传信息传递的媒介，转录的产物。 ②________________：三叶草结构，运输氨基酸。 ③________________：核糖体的组成成分。 2.遗传信息的转录 （1）概念：在________内，以DNA的________条链为模板，按________原则合成________的过程。 （2）场所：主要________。 （3）条件：模板（________）、原料（________）、能量（________）、酶（________等）。 （4）过程： ①________：DNA双链解开，碱基暴露。 ②________：以DNA的一条链为模板，按碱基互补配对原则（A-____，T-____，G-____，C-____）合成RNA链。 ③________：新合成的RNA链释放，DNA双链恢复。 3.遗传信息的翻译 （1）概念：在________上，以________为模板，合成具有一定________顺序的蛋白质的过程。 （2）场所：________。 （3）条件：模板（________）、原料（________）、能量（________）、搬运工具（________）。 （4）密码子： ①概念：________上决定一个氨基酸的________相邻碱基。 ②种类：________种，其中决定氨基酸的密码子有________种，起始密码子________个，终止密码子________个。 （3）反密码子：________分子上与________相互配对的3个碱基。 （4）过程： ①________按反密码子与mRNA上的密码子配对。 ②携带特定氨基酸的________进入位点。 ③氨基酸通过________连接。 ④核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子，过程重复。 ⑤遇到________密码子，肽链合成结束。 【四、课堂探究·合作学习】 探究一：DNA与RNA的比较 完成下表，比较DNA和RNA的异同。 比较项目 DNA RNA 基本单位 五碳糖 含氮碱基 结构 主要功能 探究二：遗传信息的转录 1.模型建构：以DNA的一条链（模板链）为模板（如：3‘-T A C G G C A T C-5’），写出转录出的mRNA的碱基序列，并标明方向。 DNA模板链： 3‘-T A C G G C A T C-5’ mRNA链：_________________________________________________ 2.思考讨论： （1）转录时，DNA分子的两条链都能作为模板吗？___________________________________________________________________________________________________________________________________。 （2）转录形成的mRNA的碱基序列与DNA模板链、非模板链有什么关系？_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 探究三：遗传信息的翻译 1.密码子解读：查阅课本密码子表，回答： （1）密码子________几乎决定了所有生物的起始。 （2）密码子________、________、________不编码氨基酸，是翻译的终止信号。 （3）一种氨基酸可以由________种密码子决定，这叫作密码的________性。 2.翻译过程分析：一条mRNA的碱基序列为5‘-A U G G C U U U A A C-3’。 （1）该mRNA序列包含________个密码子。 （2）翻译得到的氨基酸序列是（查阅密码子表）：________________________________________________________________。 （3）携带第一个氨基酸的tRNA上的反密码子是________。 （4）若该mRNA是由100个碱基组成的，则其指导合成的蛋白质最多含________个氨基酸（考虑终止密码子）。 探究四：中心法则 概念图构建：请用文字和箭头表示遗传信息的流动方向，即中心法则的主要内容。________ → ________ → ________ 【五、课堂小结·知识体系】 （请用流程图或概念图的形式，构建本节的知识体系，核心应包括：转录和翻译的场所、模板、过程、结果，以及中心法则） 【六、当堂检测·巩固提升】 一、选择题 1.列关于转录和翻译的叙述，错误的是（ ） A. 转录时以核糖核苷酸为原料 B. 转录时RNA聚合酶能识别DNA中特定碱基序列 C. 一种密码子可以编码多种氨基酸 D. 细胞中的RNA合成过程可在细胞核外发生 2.已知一段mRNA含有100个碱基，其中A和G共有40个，则转录该mRNA的DNA分子中应有C和T的个数是（ ） A. 40 B. 60 C. 100 D. 200 二、填空题 1.翻译是以________为模板，合成具有一定________顺序的蛋白质的过程。 2.mRNA上决定一个氨基酸的________个相邻碱基称为一个密码子。 三、简答题 科学家于1957年提出了中心法则，随着研究的不断深入，科学家对中心法则做出了补充。如图1为中心法则图解（图中序号①~⑤表示过程），如图2为细胞内蛋白质合成示意图。据图回答。 （1）图1中①为DNA的复制。DNA独特的_______结构，为复制提供了精确的模板；碱基_______原则，保证了复制能准确地进行。 （2）图1中②为_________，该过程以_______的一条链为模板，需要_______（填“DNA聚合酶”或“RNA聚合酶”）的参与。 （3）图2所示过程对应图1中的________（填序号）。a是________，它是细胞内合成蛋白质的场所。b是________，其一端携带氨基酸，另一端有反密码子，能识别并转运氨基酸。据图分析，决定色氨酸的密码子是_______。 【七、课后反思】 1.本节内容中，我最难理解的过程是________________________，我通过________________________方法终于弄懂了。 2.我对“基因通过控制蛋白质的合成来控制生物性状”这句话有了更深的理解：_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 参考答案 【三、课前预习·自主探究】 一、细胞核；细胞质（核糖体）；需要通过一种媒介（mRNA）将遗传信息从细胞核传递到细胞质。 二、1.核糖核苷酸；磷酸；核糖；含氮碱基；单；mRNA（信使RNA）；tRNA（转运RNA）；rRNA（核糖体RNA） 2.细胞核；一；碱基互补配对；RNA；细胞核；DNA的一条链；4种核糖核苷酸；ATP；RNA聚合；解旋；碱基互补配对；U；A；C；G；终止 3.核糖体；mRNA；氨基酸；核糖体；mRNA；21种氨基酸；ATP；tRNA；mRNA；3；64；61；2；3；tRNA；mRNA密码子；mRNA；tRNA；肽键；终止 【四、课堂探究·合作学习】 探究一：1. 比较项目 DNA RNA 基本单位 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 五碳糖 脱氧核糖 核糖 含氮碱基 A、T、G、C A、U、G、C 结构 通常为双螺旋 通常为单链 主要功能 储存遗传信息 传递遗传信息、运输氨基酸、组成核糖体等 探究二：1. mRNA：5'-AUGCCGUAG-3' 2.（1）不是，通常以一条链（模板链/反义链）为模板。 （2）mRNA的碱基序列与DNA非模板链（编码链/有义链）的序列基本相同，只是用U代替了T；与DNA模板链的序列互补。 探究三：1.（1）AUG （2）UAA；UAG；UGA （3）多；简并 2.（1）4(AUG,GCU,UUA,AAC) （2）甲硫氨酸-丙氨酸-亮氨酸-天冬酰胺（需查表确认） （3）UAC （4）33(100/3≈33.3，考虑终止密码子可能少于33个) 探究四：DNA→RNA→蛋白质 【六、当堂检测·巩固提升】 一、1.C 2.C 二、1. mRNA；氨基酸 2. 3 三、（1）双螺旋；互补配对 （2）转录；DNA；RNA聚合酶 （3）④；核糖体；tRNA；UGG 第 1 页 共 7 页 学科网（北京）股份有限公司 $