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，核心知识点包括DNA与RNA的比较、遗传信息的转录和翻译过程，以及密码子与反密码子的关系。通过知识梳理表格作为学习支架，引导学生从DNA结构功能过渡到RNA作用，再深入理解转录翻译的具体环节。 资料亮点在于采用表格化对比清晰呈现DNA与RNA、转录与翻译的异同，帮助学生构建结构与功能观的生命观念。密码子探究及碱基配对分析环节，培养学生基于证据的科学思维，习题结合心肌细胞凋亡等情境，提升知识应用能力，助力核心素养发展。

4.1基因指导蛋白质的合成导学案 班级： 姓名： 【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】 1. DNA和RNA的比较 比较项目 DNA RNA 全称 脱氧核糖核酸 核糖核酸 组成单位 脱氧（核糖）核苷酸 核糖核苷酸 组成元素 C、H、O、N、P 化学共有 磷酸、A、G、C 组成特有 脱氧核糖、T 核糖、U 结构 规则的双螺旋结构 通常呈单链（比DNA短，能通过核孔） 种类 mRNA 、 tRNA、 rRNA三种 分布 细胞核（主要）、 线粒体 、 叶绿体 主要分布在细胞质中 鉴定 DNA十甲基绿 →绿色 RNA十吡罗红→红色 ①RNA病毒的遗传物质 细胞生物和大部分病毒的遗传物质 ②翻译的模板(mRNA)和搬运工(tRNA) 功能 (①NA是主要的遗传物质)】 ③rRNA与蛋白质结合形成核糖体 ④少数RNA具有催化作用 2 转录和翻译过程的比较（基因表达，即基因指导蛋白质的合成，包括转录和翻译两个过程） 项目 转录 翻译 概念 以DNA一条链为模板合成RNA的过程 以mRNA为模板合成蛋白质的过程 场所 细胞核（主要）、线粒体 、 叶绿体 细胞质中的核糖体上 ①模板： DNA的一条链 ①模板：mRNA ②原料：氨基酸 条件 ②原料：4种游离的脱氧核糖核苷酸 ③能量： ATP ④酶：多种酶 ③能量： ATP ④酶： RNA聚合酶 ⑤搬运工： tRNA DNA A 碱基互补 mRNA A U 配对方式3种 配对方式2种 配对方式 mRNA U A C G tRNA UA CG 0图例中转录方向： 从右向左0 0图例中翻译方向：从左向右0 方向 (技巧：mRNA伸出的一端为转录起点) (注：核糖体沿着mRNA移动，mRNA与 核糖体结合部位有2个tRNA结合位点) ①边解旋边转录 个mRNA分子上可相继结合多_个核糖 特点 ②转录结束DNA恢复双螺旋结构(DNA全 体，同时合成多条相同的肽链，因此， 保留) 少量RNA分子就可以迅速合成大量的蛋白 第1页供5页 质（意义） 图中翻译方向从左向右（肽链短→长） 0具一定氨基酸排列顺序的蛋白质0 产物 RNA（包括mRNA、tRNA、rRNA) (需在内质网和高尔基体中加工成蛋白质) DNA(基因)mRNA广蛋白质 DNA中碱基数：mRNA中碱基数：蛋白质中氨基酸数 ATG UAC 数量关系 TAC 密码子 酪氨酸 6:3:1 碱基数目 碱基数目 氨基酸数目 3 1 3.密码子（遗传密码） (1)概念：mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻碱基。 (2)种类：共64种，其中能决定氨基酸的密码子只有61种，有三种终止密码子。 ①起始密码子：翻译的起始信号，有2种，能（能/不能）决定氨基酸。 ②终止密码子：翻译的终止信号，有3种，不能（能/不能）决定氨基酸。 ③普通密码子：有59种，能（能/不能)决定氨基酸。 Q田·结合氨基酸 的部位 (3)特点：①除终止密码子外，每种密码子都只能决定1种氨基酸。（专一性） ②一种氨基酸可对应一种或多种密码子（简并性，可保证生物 含氢键) 配对 ③生物界所有生物共用一套密码子。遗传性状的稳定性) 4.tRNA(填充右图) (1)作用：识别mRNA上的密码子，转运特定氨基酸到核糖体中。 (2)种类：有61种，因为终止密码子无对应的反密码子(tRNA)。 (3)特点：①每种tRNA只能识别并转运1种特定的氨基酸。（专一性） ②一种氨基酸可对应一种或多种tRNA。 反密码子 图4-5tRNA的结构示意图 5.据蛋白质合成中遗传信息的传递过程，在表格的空白处填入相应的字母，并分析归纳下列问题： G T T DINA双链 a链 A b链 A A T G T C A mRNA G U A U A C A G U tRNA A U A 0 2 U 氨基酸 缬氨酸（密码子为GUA) 酪氨酸（密码子为UAC 丝氨酸（密码子为AGU) (1)DNA中碱基排列顺序_代表遗传信息，a链和b链的遗传信息不同_（相同/不同）。 (2)表中转录形成mRNA的模板链是DNA的b(a/b)链，DNA中的A对应mRNA中的U。 mRNA与模板链互补一，与非模板链基本相同，只是用U代替T。 (3)遗传信息在DNA上，密码子（遗传密码）在mRNA上，反密码子在tRNA上。 (4)在这段mRNA中包含3_个密码子，编码3个氨基酸，需要3_个tRNA才能把所需氨基酸转运 到核糖体中，也就是说tRNA数等于氨基酸数。 6.真核细胞染色体DNA(核DNA)转录、翻译特点： 先转录后翻译，时间场所不同 6.原核细胞DNA转录、翻译特点： 边转录边翻译，转录翻译同时同地进行 :细胞核 多肽链氣基酸 RNA聚合酶 核孔 mRNA DNA tRNA O 转录方向： 从左向右 翻译方向：丛下到上 人核糖体 mRNA 细胞质 真核细胞染色体DNA的转录和翻译 原核细胞中的转录和翻译 (朱转寻后译时间场听不同) 第2贸资泽转号翻泽同时同妆讲行 7.体细胞主要是通过有丝分裂进行增殖的，因此同一个体不同细胞中染色体相同，DA相同_： 细胞分化（实质是基因的选择性表达）增加了细胞的种类，因此同一个体不同细胞中mRNA 不完全相同，蛋白质不完全相同，酶不完全相同。（填“相同”“不同”“不完全相 同”) 【习题巩固】 1.研究发现，人体代谢旺盛的细胞中的tRNA、rRNA很稳定，而mRNA更新频率很高，一般 在合成后的3~6分钟内就会被水解。下列叙述错误的是() A.人体内的mRNA的种类远多于RNA、rRNA的种类 B.RNA、RNA、RNA的差异主要在组成它们的核苷酸数量、排列顺序和空间结构上 C.RNA、tRNA和rRNA均只分布在细胞质中 D.mRNA彻底水解后的产物有6种 2.如图所示为细胞中三种主要的RNA示意图，下列有关三种RNA的结构和功能叙述正确的 是() bdklodl mRNA tRNA A.在正常的真核细胞中，三种RNA都是由DNA转录而来的 B.三种RNA中，有两种是单tRNA链结构，一种为双链结构 C.真核细胞中RNA一般要比DNA长 D.一个核糖体中只含有一条RNA 3.下列关于真核生物核基因的转录过程的相关叙述正确的是() A.转录以DNA的两条链为模板 B.转录过程中不可能发生碱基T与A的配对 C.RNA聚合酶与RNA分子上的某一启动部位结合后开始转录 D.转录产生的RNA与DNA模板链反向平行 4.下图表示细胞核中所完成的mRNA的形成过程示意图，有关叙述错误的是() 第3页/共5页 DNA双螺旋 RNA聚合酶 重新形成 DNA双螺旋解开 XPLLAI c加到RNA末端 RNAmTITT 片c RNA-DNA杂交区域 A.转录利用的原料c是4种核糖核苷酸 B.图中RNA能与a链碱基互补 C.图示RNA-DNA杂交区域中DNA上的A与RNA上的U配对 D.转录形成的mRNA需通过核孔进入细胞质发挥作用 5.如图为生物体内转运RNA和蛋白质合成的示意图，已知丙氨酸的密码子之一是GCU,丝氨 酸的密码子之一是AGC,精氨酸的密码子之一是CGA,下列说法错误的是() 3端8g5端 U 反密码子 图1 图2 A.RNA分子内部不发生碱基互补配对 B.图1RNA的反密码子为3'-UCG-5,可转运丝氨酸 C.多肽链合成时，在一个RNA分子上有若干个核糖体同时工作，这些核糖体合成的多肽链 往往是相同的 D.图2核糖体移动的方向是①→⑥ 6.心肌细胞不能增殖，基因ARC在心肌细胞中的特异性表达，能抑制其调亡，以维持正常数 量。细胞中另一些基因通过转录形成前体RNA,再经过加工会产生许多非编码RNA,如iR -223(链状)，HRCR(环状)。结合图回答问题： 第4页/共5页 基因ARC 0N@ 巴8 凋亡抑制因子 mRNA 正在合成的多肽链 装一抑制细 一 胞凋亡 结合 基因mR-223 核酸杂交分子1 NN 加 前体RNA工miR-223 吸附 某基因 ① 加工 核酸杂交分子2 XVA- 前体RNA HRCR (1)启动过程①时， 酶需识别并与基因上的启动部位结合。进行过程②的场所 是 该过程最终合成的T1、T2、T3三条多肽链的氨基酸顺序 (填 “相同”或“不同”)，翻译的方向是 (填“从左到右”或“从右到左”)。 (2)当心肌缺血、缺氧时，会引起基因iR-223过度表达，所产生的miR-223可与ARC 的mRNA特定序列通过 原则结合，形成核酸杂交分子1，使ARC无法合成，最 终导致心力衰竭。与基因ARC相比，核酸杂交分子1中特有的碱基对是 (3)根据题意，RNA除了具有为蛋白质合成提供模板外，还具有 功能（写出 一种即可) (4)科研人员认为，HRCR有望成为减缓心力衰竭的新药物，原因是 答案 1-5CADBA 6.(1)RNA聚合；核糖体；相同：从左到右；(2)碱互补配对；A-U;(3)形成核酸杂变 分子，调控基因的表达；（4)HRCR与mR-223互补配对，清除miR-223,使ARC基因的表 达增加，抑制心肌细胞的调亡 第5页/共5页