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

4.1基因指导蛋白质的合成导学作业 1、 课标要求；概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成，细胞分化的本质是基因选择性表达的结果，生物的性状主要通过蛋白质表现。 自主学习过程； 1、 遗传物质主要在细胞核,而蛋白质的合成在细胞质，DNA携带的遗传信息是怎么传递到细胞质的？当遗传信息到达细胞质后，细胞又是怎么解读的呢？ 模块一、遗传信息的转录 2、 DNA一般是 链，主要存在于 ，其基本单位是 ，由一分 子 、一分子 、一分子 组成， 特有碱基是 。 3、 RNA一般是 链，主要存在于 ，其基本单位是 ，由一分 子 、一分子 、一分子 组成， 特有碱基是 。 4、为什么RNA适合做DNA的信使？ 2、 RNA有哪些类别？功能是什么？ 种类 功能 RNA 作为DNA的______，是蛋白质合成的模板 RNA ________的组成成分 RNA 转运________，识别密码子 3、 转录是指 4、 转录的基本过程是 总结： ①场所：_______ ②模板：____ _ ____③产物： ___________ ④酶： ______________，作用是； ⑤原料：_______________⑥能量：_________ ⑦转录时碱基互补配对方式：______________________________ ⑧转录的方向：______________________________ 要点归纳： (1)转录不是转录整个DNA，是转录其中的某个基因。边解旋边转录，单链转录。 (2)转录时不需要解旋酶，是RNA聚合酶完成的。 (3)完成正常使命的RNA易迅速降解，从而保证生命活动的有序进行。 (4)除了细胞核，线粒体、叶绿体中也可以进行转录。 (5)细胞核中转录形成的RNA通过核孔进入细胞质，穿过0层膜，需要消耗能量。 模块二、遗传信息的翻译 1、什么叫翻译？翻译时模板是？合成的是？ 2、碱基与氨基酸之间的对应关系 (1)推测 种碱基决定1种氨基酸，才能够满足组成蛋白质的21种氨基酸的需要。 （2）密码子是 （3）密码子表 a．密码子共有___种。一种密码子只能决定 种氨基酸。 b．起始密码子 （编码/不编码）氨基酸 c．终止密码子 （编码/不编码）氨基酸：，是翻译______的信号。 3、阅读P37页思考讨论，找到密码子的2个特点？ 4、 mRNA进入细胞质后，与 结合起来，形成合成蛋白质的生产线，但还需要搬运氨基酸的工人—— 。 tRNA的结构和功能特点TRNA是 链结构。却存 在 键。 功能特点：每种tRNA只能识别并转运______种氨基酸。 (1)结构和功能 5、翻译过程 总结： ①模板： ________ ②产物： ___________ ③原料： _______________ ④能量： ____________⑤搬运工： ____________⑥场所： __________________ ⑧翻译时碱基互补配对方式：_____________ __________ ⑨核糖体的移动方向（密码子读取的方向）：________________________________ 6、看课本69页右上角图，回答问题。 ①。⑥是 ，② ③①④⑤是 ，据此可以判断核糖体沿mRNA移动的方向是 ，可知图中①是mRNA的 ’端， ②请你描述翻译时上述现象； 此现象的意义是 7、DNA复制、转录、翻译的对比 项目 复制 转录 翻译 时间 发生在整个生命历程 场所 模板 原料 产物 碱基配对 方式 模块三、中心法则（ 的流向） 1．提出者：________。 2．中心法则的内容 最初内容 补充内容 3．生命是物质、能量和信息的统一体 (1)DNA、RNA是______的载体。(2)蛋白质是信息的__________。 (3)______为信息的流动提供能量。 4. 不同生物中心法则表达式 ①以为遗传物质的生物遗传信息的传递（病毒及细胞生物） ②具有复制功能的病毒（如烟草花叶病毒） ③具有逆转录功能的病毒（如） ④高度分化的细胞遗传信息的传递 5.P 70页，遗传密码的破译。 ① 是第一个用实验证明遗传密码中3个碱基编码一个氨基酸。 ② 和 破译了第一个遗传密码子—— 实验目的： 实验步骤； 实验分为 组，每支试管中分别加入 (1) (2) (3) 实验现象； 实验结论： 【延伸1】：某病毒是一种单股正链RNA病毒，其在宿主细胞内的增殖过程如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．由题图可知，＋RNA和－RNA均可直接控制蛋白质合成 B．过程②消耗的嘧啶核苷酸数等于过程④消耗的嘌呤核苷酸数 C．该病毒在宿主细胞内增殖过程中需要宿主细胞提供模板、原料和酶 D．该病毒和HIV的增殖过程都需要RNA复制酶 【延伸2】基因表达的计算 说明：因为基因中存在不编码蛋白质的片段，实际上基因(DNA)上所含有的碱基数要大于6n，而mRNA中也存在终止密码子等片段，所以实际上mRNA中所含有的碱基数也要大于3n。因此一般题目中带有“至少”字样才能使用这个比例关系。 例题2：已知一个由2条肽链组成的蛋白质分子，共有198个肽键，控制翻译该蛋白质分子的中A和共占（不考虑终止密码子），则转录形成该的分子中，C与至少有（ ） A. 600个 B. 700个 C. 800个 D. 900个 4.1 基因指导蛋白质的合成 导学案完整答案 一、自主学习过程 1.DNA 先通过转录把遗传信息传给 RNA，RNA 经核孔进入细胞质；再通过翻译把遗传信息解读，指导合成蛋白质。 模块一 遗传信息的转录 2.DNA 一般是双链，主要存在于细胞核，基本单位是脱氧核苷酸，由一分子脱氧核糖、一分子磷酸、一分子含氮碱基组成，特有碱基是T（胸腺嘧啶）。 3.RNA 一般是单链，主要存在于细胞质，基本单位是核糖核苷酸，由一分子核糖、一分子磷酸、一分子含氮碱基组成，特有碱基是U（尿嘧啶）。 4.RNA 适合做 DNA 信使的原因： 单链、分子小，能通过核孔进入细胞质 碱基可与 DNA 互补配对，精准传递遗传信息 能携带 DNA 的遗传信息并指导蛋白质合成 5. RNA 的种类与功能 种类 功能 mRNA（信使 RNA） 作为 DNA 的信使，是蛋白质合成的模板 rRNA（核糖体 RNA） 核糖体的组成成分 tRNA（转运 RNA） 转运氨基酸，识别密码子 6.转录定义 在细胞核中，以DNA 的一条链为模板，按碱基互补配对原则合成RNA的过程。 7.转录基本过程 解旋：RNA 聚合酶使 DNA 双链解开，暴露碱基 模板：解开的 DNA 双链中的一条链（模板链） 原料：游离的 4 种核糖核苷酸 转录总结 ① 场所：细胞核（主要），线粒体、叶绿体也可② 模板：DNA 的一条链（模板链）③ 产物：RNA（mRNA、tRNA、rRNA）④ 酶：RNA 聚合酶；作用：催化 DNA 解旋、核糖核苷酸聚合形成 RNA⑤ 原料：4 种核糖核苷酸⑥ 能量：ATP⑦ 碱基配对：A-U、T-A、C-G、G-C⑧ 方向：5'→3' 模块二 遗传信息的翻译 1，,翻译：游离在细胞质中的氨基酸，以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。 模板：mRNA 产物：蛋白质（多肽链） 2.碱基与氨基酸的对应关系 （1）推测：3种碱基决定 1 种氨基酸 (2)密码子：mRNA 上 3 个相邻的碱基决定 1 个氨基酸，这 3 个相邻碱基为密码子 (3) 密码子表 共64种；一种密码子只决定1种氨基酸 起始密码子：编码氨基酸 终止密码子：不编码氨基酸，是翻译终止的信号 3.密码子特点 简并性：一种氨基酸对应多种密码子 通用性：几乎所有生物共用一套密码子 4.mRNA 与核糖体结合；搬运工：tRNA 5.tRNA：单链，有氢键 每种 tRNA 只转运1种氨基酸 一端：反密码子，与 mRNA 上密码子互补配对 翻译总结 ① 模板：mRNA② 产物：蛋白质（多肽链）③ 原料：21 种氨基酸④ 能量：ATP⑤ 搬运工：tRNA⑥ 场所：核糖体⑧ 碱基配对：A-U、U-A、C-G、G-C⑨ 核糖体移动方向：5'→3' 6.① ⑥是核糖体；②③①④⑤是多肽链；核糖体移动方向：从左到右；①是 mRNA 的 **5'** 端② 现象：一个 mRNA 结合多个核糖体，同时合成多条肽链意义：少量 mRNA 快速合成大量蛋白质，提高翻译效率 7.DNA 复制、转录、翻译对比 表格 项目 复制 转录 翻译 时间 有丝 / 减数分裂间期 整个生命历程 整个生命历程 场所 细胞核（主）、线粒体、叶绿体 细胞核（主）、线粒体、叶绿体 核糖体 模板 DNA 两条链 DNA 一条链 mRNA 原料 4 种脱氧核苷酸 4 种核糖核苷酸 21 种氨基酸 产物 子代 DNA RNA 蛋白质 碱基配对 A-T、T-A、C-G、G-C A-U、T-A、C-G、G-C A-U、U-A、C-G、G-C 模块三 中心法则（遗传信息的流向） 提出者：克里克 内容：最初 DNA→DNA、DNA→RNA→蛋白质；补充 RNA 复制、逆转录 信息与能量 DNA、RNA 是遗传信息的载体 蛋白质是信息的表达产物 ATP为信息流动供能 不同生物中心法则 ① DNA 生物（细胞 / DNA 病毒）：DNA→DNA→RNA→蛋白质② RNA 复制病毒（烟草花叶病毒）：RNA→RNA→蛋白质③ 逆转录病毒（HIV）：RNA→DNA→RNA→蛋白质④ 高度分化细胞：DNA→RNA→蛋白质 遗传密码的破译 1 克里克第一个证明 3 个碱基编码 1 个氨基酸 ② 尼伦伯格、马太破译第一个密码子：UUU（苯丙氨酸） 实验目的：探究密码子UUU决定那种氨基酸 分组：21组； 加入：去除 DNA/mRNA 的细胞提取液、每支试卷加入21种氨基酸中的一种、人工多聚尿嘧啶核苷酸 现象：加入了苯丙氨酸的试管出现苯丙氨酸多肽链，其它试管无明显变化 结论：UUU 编码苯丙氨酸 　　　　　 　　 ① 学科网（北京）股份有限公司 $