4.1基因指导蛋白质的合成导学案-2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

该高中生物学导学案聚焦“基因指导蛋白质的合成”，课前通过DNA与RNA比较、RNA种类及功能等知识梳理搭建基础，课中结合铁蛋白合成调节、遗传信息传递图解等探究案例，形成从基础概念到实际应用的学习支架，衔接前后知识脉络。 以真实情境案例（如铁蛋白调节）深化结构与功能观（生命观念），通过密码子与反密码子关系分析培养科学思维，探究题和材料分析题设计促进探究实践，习题层次分明，助力学生构建知识体系，提升解决实际问题能力。

高中生物导学案 制作人： 2025—2026学年高一下学期生物 人教版 必修2 第 4.1课 基因指导蛋白质的合成 导学案 【课前预习案】 【学习目标】 1.比较DNA与RNA在组成、结构、功能等方面的异同。 2.概述遗传信息的转录过程。 3.探究遗传信息编码氨基酸的过程。 【学习重难点】 重点：遗传信息、密码子与反密码子的关系 难点：遗传信息的转录和翻译过程 【知识梳理】 科学家发现，在DNA和蛋白质之间，还有一种中间物质充当信使，它就是________。 1.（1）为什么RNA适于作DNA的信使呢？ ①它的分子组成与_____很相似，也是由基本单位——核糖核苷酸连接而成，核苷酸也含有四种碱基，也能储存遗传信息。 ②RNA一般是_________，而且比DNA_______，因此能够通过核孔，从细胞核转移到__________中。 ③在RNA与DNA的关系中，也遵循“______________原则”，但U-A。 （2）RNA的在细胞中有三种：信使RNA、转运RNA、核糖体RNA。 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信使RNA。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反密码子，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（ ）：与核糖体结合，是核糖体的重要组成部分。 2.细胞中的两种核酸的比较：即DNA与RNA的比较 种类项目 DNA RNA 结构 通常呈双链结构 通常呈单链结构 基本单位 四种脱氧核糖核苷酸 四种核糖核苷酸 特有碱基 胸腺嘧啶（T） 尿嘧啶（U） 五碳糖 脱氧核糖 核糖 存在部位 主要位于细胞核中的染色体上，极少数位于线粒体和叶绿体中 主要位于细胞质中，少量在细胞核中 【体系建构】 【课中探究案】 【探究一】 铁蛋白是细胞内储存多余Fe3+的蛋白,铁蛋白合成的调节与游离的Fe3+、铁调节蛋白、铁应答元件等有关。铁应答元件是位于铁蛋白mRNA起始密码上游的特异性序列,能与铁调节蛋白发生特异性结合,阻遏铁蛋白的合成。当Fe3+浓度高时,铁调节蛋白由于结合Fe3+而丧失与铁应答元件的结合能力,核糖体能与铁蛋白mRNA一端结合,沿mRNA移动,遇到起始密码后开始翻译(如图所示)。回答下列问题: (1)图中甘氨酸的密码子是　　　　,铁蛋白基因中决定“”的模板链碱基序列为　　　　　　　　　　。  (2)Fe3+浓度低时,铁调节蛋白与铁应答元件结合干扰了核糖体在mRNA上的　　　　,从而抑制了翻译的起始;Fe3+浓度高时,铁调节蛋白由于结合Fe3+而丧失与铁应答元件的结合能力,铁蛋白mRNA能够翻译。这种调节机制既可以避免　　　　对细胞的毒性影响,又可以减少细胞内　　　　　　　的浪费。  (3)若要改造铁蛋白分子,将图中色氨酸变成亮氨酸(密码子为UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG),可以通过改变DNA模板链上的一个碱基来实现,即由　　　变为　　　　。  【探究二】 生命是物质、能量和信息的统一体，图甲和图乙为遗传信息传递的部分图解。回答下列问题： （1）图甲表示DNA分子的          （填“复制”或“转录”）过程，通过          原则以确保遗传信息的准确传递。 （2）图乙中，DNA的一条链作为模板，在          （填“DNA聚合酶”或“RNA聚合酶”）的催化作用下转录合成物质a（RNA），则需要的原料是4种          （填“脱氧核苷酸”或“核糖核苷酸”）。 （3）在图甲和图乙中，以母链为模板合成子链时，子链的延伸方向均为          。（填“5′→3′”或“3′→5′”） 【课后巩固案】 1、 选择题 1.下列关于密码子的叙述中，错误的是（ ） A.一种氨基酸可能有多种与之对应的密码子 B.GTA一定不是密码子 C.每种密码子都有与之对应的氨基酸 D.mRNA上的GCU在人细胞中和小麦细胞中决定相同的氨基酸 2.DNA的复制、转录和蛋白质的合成分别发生在（       ） A．细胞核、细胞质、核糖体 B．细胞核、细胞核、核糖体 C．细胞质、核糖体、细胞核 D．细胞质、细胞核、核糖体 2、 材料分析题 研究发现,当细胞中缺乏氨基酸时,负载tRNA(携带氨基酸的tRNA)会转化为空载tRNA(没有携带氨基酸的tRNA)参与基因表达的调控。如图是缺乏氨基酸时,tRNA调控基因表达的相关过程,图中的①②③④表示过程,a、b、c、d表示合成的多肽链。回答下列问题: (1)完成过程①需要的原料是　　　　　　,催化该过程的酶是　　　　　　。 (2)根据图中多肽链合成的过程,判断核糖体的移动方向为　　　　　　(填“从左向右”或“从右向左”),最终形成的4条多肽链上的氨基酸序列　　　　(填“相同”或“不同”)。由图可知,少量mRNA可快速合成大量蛋白质的原因是　　　　　　　　　　　。 (3)据图分析,当细胞中缺乏氨基酸时,负载tRNA会转化为空载tRNA,而空载tRNA通过　　　　　　　　　　　　　　　和　　　　　　　　　　　　来实现对蛋白质合成的抑制。 【答案解析】 【课中探究案】 探究一：(1)GGU　…—CCACTGACC—… (2)移动　Fe3+　物质和能量 (3)C　A 探究二： （1）复制 碱基互补配对 （2）RNA聚合酶 核糖核苷酸 （3）5′→3′ 【课后巩固案】 1、 选择题 1.密码子的简并，即一种氨基酸可能有多种与之对应的密码子，A正确；密码子存在于mRNA上，而RNA中不含碱基T，因此GTA肯定不是密码子，B正确；终止密码子不编码氨基酸，因此没有与之对应的氨基酸，C错误；自然界中所有生物共用一套密码子，D正确。 2.B DNA复制：以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子的过程； 转录：在细胞核内，以DNA一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA 的过程； 翻译：在细胞质中，以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。 2、 材料分析题 (1)核糖核苷酸　RNA聚合酶　(2)从右向左　相同　一条mRNA上可以相继结合多个核糖体　(3)激活蛋白激酶抑制翻译过程　抑制基因的转录过程 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $