4-1 基因指导蛋白质的合成(第2课时)-高一生物同步备课课件(人教版2019必修2)
人教版高中生物必修2同步学习-第4章 第1节 基因指导蛋白质的合成
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第1节 基因指导蛋白质的合成
[学习目标] 1.简述DNA与RNA的主要区别。2.概述遗传信息的转录与翻译过程。3.说明密码子、反密码子、遗传信息之间的关系。4.结合“中心法则的提出及其发展”归纳并理解中心法则。
知识点一 遗传信息的转录
1．基因的表达：基因可以控制□01蛋白质的合成,这个过程就是基因的表达。
2．RNA可以作为信使的原因
(1)RNA是由基本单位——核糖核苷酸连接而成的,核糖核苷酸含有□024种碱基,这些特点使得RNA具备□03准确传递遗传信息的可能。
①组成RNA的五碳糖是□04核糖,组成DNA的五碳糖是□05脱氧核糖。
②RNA特有的碱基是□06U,DNA特有的碱基是□07T。
(2)RNA一般是□08单链,而且比DNA短,因此能够通过□09核孔,从细胞核转移到细胞质中。
3．RNA的种类
4．遗传信息的转录
(1)概念：RNA是在□13细胞核中,通过□14RNA聚合酶以□15DNA的一条链为模板合成的,这一过程叫作转录。
(2)图示
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mRNA合成方向是□165′－端到3′－端。
问题探究 除了mRNA、tRNA、rRNA,还有没有具备其他功能的RNA?
提示：有。有的RNA具有催化功能(如少数酶的本质是RNA)；有的RNA可作遗传物质(如RNA病毒)。
问题探究 转录的场所一定是细胞核吗？
提示：不一定,含有DNA的部位(线粒体、叶绿体、拟核、质粒)均可转录。
易错判断
1．一个DNA分子上有很多基因,转录是以基因的一条链为模板的。(√)
2．转录与DNA复制都遵循碱基互补配对原则,且配对方式相同。(×)
3．由于基因选择性表达,一个DNA分子在不同细胞内转录出来的mRNA不完全相同。(√)
4．三种RNA均由DNA转录而来。(√)
(3)过程(以合成mRNA为例)
4.1基因指导蛋白质的合成_2021-2022学年高一生物人教版(2019)必修2同步课时作业
4.1基因指导蛋白质的合成—2021-2022学年高一生物人教版（2019）必修2同步课时作业
1.关于基因控制蛋白质合成的过程，下列叙述正确的是( )
A.在细胞周期中，mRNA的种类和含量均不断发生变化
B.DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点分别在DNA和RNA上
C.细菌的一个基因转录时，两条DNA链可同时作为模板，提高转录效率
D.某DNA分子转录出的mRNA分子的碱基数是n/2，该DNA分子中碱基的个数小于n
2.研究发现,原核细胞内RNA聚合酶起始结合的不同DNA序列中,均含有一段六个碱基对TATAATATATTA构成的短序列,该序列不编码氨基酸,下列有关叙述正确的是( )
A.该短序列中可能含有起始密码子
B.RNA聚合酶通过碱基互补配对原则与该序列结合
C.含该短序列的DNA片段更易于解旋
D.该短序列中碱基对的替换不影响相关蛋白质的合成
3.基因、遗传信息和密码子分别是指( )
①信使RNA上核苷酸的排列顺序；
②基因中脱氧核苷酸的排列顺序；
③DNA上决定氨基酸的3个相邻的碱基；
④转运RNA上一端的3个碱基；
⑤信使RNA上决定氨基酸的3个相邻的碱基；
⑥有遗传效应的DNA片段。
A. ⑤①③ B. ⑥②⑤ C. ⑤①② D. ⑥③④
4.下列细胞能在细胞核中发生转录的是（ ）
①有丝分裂中期的洋葱根尖细胞
②精原细胞
③高度分化不再分裂的神经细胞
④人体内成熟的红细胞
⑤胰岛B细胞
⑥次级卵母细胞
A.②③⑤ B.①③④⑥ C.①②③④⑤⑥ D.①②⑤⑥
5.如图为遗传信息在细胞内的传递过程示意图，据图判断下列说法正确的是( )
A.图示遗传信息的流动过程存在于所有生物体内
B.③是以A链为模板合成的，合成前需要先在解旋酶作用下解开④的双螺旋
C.图中②在③上的移动方向是从左向右
D.图中④转录得到的③中碱基均符合A+G=U+C
基因指导蛋白质的合成(第二课时)优秀教学设计
基因指导蛋白质的合成（第二课时）教学设计
教学准备
学情分析
“基因指导蛋白质的合成”是人教版高中生物教材必修二《遗传与进化》第四章第一节的教学内容。基因是生命活动的控制者，蛋白质是生命活动的主要承担者，基因的核苷酸序列中含有遗传信息，这些信息要通过合成蛋白质才能发挥作用。高一年级的学生具有强烈的求知欲和探究欲望，比较喜欢动手实践，乐于展示自我。学生通过报刊、杂志、电影、网络等多种传播媒体的介绍，初中生物课的学习以及通过必修一《分子与细胞》的学习，已经初步形成了有关DNA、基因、染色体和蛋白质的基本概念，对基因是什么以及基因能够决定生物体的性状有了一定的科学认识。但是，学生们并不知道基因是如何起作用的。本节内容紧密联系生命活动的两大物质来探索遗传的发生机理，在明确了“基因是什么”、“基因在哪里”之后，了解“基因是如何起作用的”，并为后面教授“生物的变异”和“基因工程”埋下了伏笔。本节课需要学生理解的知识点较多，内容微观抽象，学生掌握的难度较大。教师可采用动画结合教材中的图文，让学生利用课前准备的材料按照教材图示动手操作蛋白质的合成过程，让学生自主完成对翻译过程的学习.
教学工具
软磁片、剪刀、直尺、电脑、打印机等。 教案设计
教学目标
1.知识与能力目标：
（1）概述翻译的过程和意义；
（2）理解密码子的作用，学会查密码子表；
（3）通过指导学生设计并制作翻译过程的剪纸的模型，培养学生的创新意识和实践能力。
2.过程与方法目标：
（1）通过RNA上的碱基觉得氨基酸的学习，让学生掌握逻辑推理再经实验验证的方法；
（2）通过遗传信息传递与表达的学习，建立信息意识，学会从信息角度认识事物的方法；
（3）利用课本插图和课件，培养和发展学生分析、类比归纳的学习方法。
3.情感态度与价值观目标：
（1）通过了解密码子的发现历程、翻译过程的探索，培养学生热爱科学和关爱生命的情操；
（2）通过再现科学史，让学生体验科学探究的方法和态度，感受科学知识发现过程的艰辛和漫长，并理解科学的本质；
高一生物人教版必修二第四章第1节 基因指导蛋白质的合成 教案
《基因指导蛋白质的合成》教学设计
一、教学目标
1. 知识目标
(1)理解密码子作用，学会查密码子表。
(2)能够表述遗传信息翻译的过程。
2. 能力目标
(1)掌握图形分析的方法。
(2)学会自主学习，并会撰写科技小论文
(3)学会转化思考方式，使抽象问题具体化、形象化。
3．情感态度价值观目标
通过了解密码子的发现历程、翻译过程的探索，培养热爱科学和关爱生命。
二、教学重点和难点：
1.教学重点
遗传信息翻译的过程以及相关的概念:密码子和trna。
2.教学难点
遗传信息的翻译过程。
三、教学方法
讨论法、 演示法、讲述法、模拟法
四、教学课时 一课时 五、教学过程
教学内容 教师组织和引导 学生活动 教学意图
第二课时
二、遗传信息的翻译
翻译的概念
〖展示〗一张高等植物细胞亚显微结构图，展示三个问题：什么是基因表达？基因指导蛋白质的合成包括哪两个阶段？什么是遗传信息的转录？
〖回顾〗基因的表达是指基因通过指导蛋白质的合成来控制性状的过程。包含二点：一是基因指导蛋白质的合成，二是基因对性状的控制方式，因此本章主要就分成这二节，而遗传密码的破译是对基因指导蛋白质合成的补充。课本是以真核细胞细胞核中基因指导蛋白质的合成为例，从而分为二个过程：遗传信息的转录和遗传信息的翻译。大家已学习了基因表达的概念，也学习了遗传信息的转录，接下我们要学习什么呢？
〖设问〗什么是遗传信息的翻译？遗传信息的翻译是什么样的过程哪？今天我们一起来学习。
〖展示〗翻译的概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mrna为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程，称为遗传信息的翻译。
模板mrna----------------------一定氨基酸顺序的蛋白质
【问题引导】我们都知道mrna与蛋白质都具有多样性，学生回顾已学知识并回答
思考并集体回答
让学生知道这节课学习内容
学生积极思考回答 让学生深知本章的学习内容
新教材 人教版 高中生物必修二 《遗传与进化》 知识点第4章 基因的表达-知识点总结
第4章 基因的表达
第1节 基因指导蛋白质的合成
一、RNA的结构与种类
1．RNA的结构（与DNA的比较）
2．RNA的种类及其作用
注：RNA是DNA转录的产物。
(1) (2)
(3)
二、遗传信息的转录
1．概念
2.过程
DNA 的结构 ①磷酸
②碱基：A、T、G、C
③脱氧核糖
规则的双螺旋结构
五碳糖不同 碱基不同 3．如图为一段DNA分子，如果以β链为模板进行转录；
DNA α链……A T G A T A G G G A A A C……
β链……T A C T A T C C C T T T G……
mRNA ……A U G A U A G G G A A A C……
该mRNA与β链的碱基序列互补配对。
4.该mRNA与α链的碱基序列有哪些异同？
提示：二者的碱基序列基本相同，不同的是α链中碱基T的位置，在mRNA中是碱基U。
[师说重难]
1.比较DNA的复制和转录
2．转录有关问题分析
(1)转录不是转录整个DNA，而是转录其中的基因。不同种类的细胞，由于基因的选择性表达，mRNA的种类和数量不同，但tRNA和rRNA的种类没有差异。
(2)细胞核中转录形成的RNA通过核孔进入细胞质，穿过0层膜，需要能量。
(3)完成正常使命的mRNA易迅速降解，保证生命活动的有序进行。
(4)质基因(线粒体和叶绿体中的基因)控制蛋白质合成过程时也进行转录。
(5)mRNA与DNA模板链碱基互补，但与非模板链碱基序列基本相同，只是用U代替T。
(6)转录时，边解旋边转录，单链转录。 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、甲硫氨酸终止密码子：UAA、UAG、UGA其他密码子
2．tRNA：RNA链经过折叠，看上去像三叶草的叶形，其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，叫作反密码子。
【高中生物】必修二第四章第1节《基因指导蛋白质的合成》教案
2、 学案导第四章第1节基因指导蛋白质的合成
、教材分析:
本节是第四章学习的基础，也是本章教学的难点所在。本节内容不仅抽象复杂，而且涉及的物质种类非常多，主干知识是遗传信息的转录和翻译的过程，侧枝内容是DNA与RNA结构的比较、核糖与脱氧核糖的比较、三种不同种类的RNA以及遗传密码的组成。在处理主干和侧枝内容关系时，要合理分配时间，明确不同层次的教学要求。
二、教学目标
1、知识目标：
⑴概述遗传信息的转录和翻译过程
⑵理解遗传信息与“密码子”的概念
⑶运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系
2、能力目标
⑴培养学生的逻辑思维能力，使学生掌握一定的科学研究方法。
⑵理解结构与功能相适应的生物学原理。
⑶通过指导学生设计并制作蛋白质合成过程的活动模具，培养学生的创新意识和实践能力。
三、教学重难点
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
四、学情分析
通过第二、三章的学习，学生对基因是什么以及基因能够决定生物体性状有了一定的科学认识，并已经对基因究竟是如何起作用的产生了浓厚的兴趣，教师可充分利用开头的“问题探讨”、本节的插图，设计一些深入浅出、环环相扣的问题来引导学生进行阅读、思考、讨论，让学生从中体会科学探究的方法和乐趣。
五、教学方法
1、教师讲述、举例、图示、启发与学生阅读、思考、讨论探索相结合。
六、课前准备
1、学生的学习准备：完成课前预习学案，提出疑惑2、教师的教学准备：课前预习学案、课内探究学案、课后训练与提高、基因控制蛋白质合
成的多媒体课件、信使RNA和转运RNA结构对比图片
七. 课时安排：2课时
八. 教学过程
第一课时
㈠预习检查、总结疑惑
㈡情境导入、展示目标
，〖问〗当我们认识到基因的本质后，能不能利用这一认识，分析现实生活中一些具体的问题呢？例如，在现实生活中，我们能不能像电影《侏罗纪公园》中描述的那样，利用恐龙的DNA，使恐龙复活呢？
如果能利用恐龙的DNA使恐龙复活，你认为主要要解决什么问题？
高中人教版生物必修二：第4章 第1节 基因指导蛋白质的合成 含解析
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第1节 基因指导蛋白质的合成
[学习导航] 1.阅读教材图文，辨析三种RNA的结构和功能。2.结合教材图4－4、4－6，概述转录、翻译的过程和特点。3.理解密码子的概念并熟练查阅密码子表，分析碱基和氨基酸之间的对应关系。
[重难点击] 转录、翻译的过程及特点。
【课堂导入】
美国科幻电影《侏罗纪公园》中，科学家们利用一只困在琥珀中的、曾吸食过恐龙血的蚊子体内的恐龙DNA制造出了大量的恐龙，并建立了一个恐龙的“侏罗纪公园”。
我们知道，生物体的性状是由蛋白质体现的，基因能够控制生物体的性状，所以，我们推测基因应该是通过控制蛋白质的合成来控制生物体的性状的。基因是怎样指导蛋白质的合成的呢？这一节我们一起来学习基因指导蛋白质的合成。
解决学生疑难点
一、遗传信息的转录
1.DNA与RNA的比较
种类 DNA RNA
第2页 共14页 基本单位 脱氧核糖核苷酸(4种) 核糖核苷酸(4种)
五碳糖 脱氧核糖 核糖
特有碱基 T
U
共有碱基 A、G、C
空间结构 规则的双螺旋结构 多呈单链结构
真核生物中的分布 主要在细胞核中，少量在线粒体、叶绿体中 主要在细胞质基质、线粒体、叶绿体、核糖体中，少量在细胞核中
2.遗传信息的转录
(1)概念：是指在细胞核中，以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则合成RNA的过程。
(2)过程
第1步：DNA双链解开，DNA双链的碱基得以暴露。
第2步：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。
第3步：在RNA聚合酶的作用下，新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。
第4步：合成的mRNA从DNA链上释放，DNA双链恢复。
合作探究
1.现有一核酸片段，欲确定是DNA还是RNA，你能从哪些方面进行判断？
答案 (1)根据五碳糖不同判断；(2)根据含氮碱基不同判断。
2.如图表示某真核生物细胞内DNA的转录过程，请据图分析回答下列问题：
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．mRNA
C．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DNA
B．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。故选D。
人教课标版高中生物必修2第4章《基因指导蛋白质的合成》教材梳理
庖丁巧解牛
知识·巧学
一、遗传信息的转录
1.转录的场所：细胞核。
2.转录的模板：DNA分子的一条链。
3.转录的原料：四种核糖核苷酸。
4.转录时的碱基配对：
5.转录的产物：mRNA。
深化升华 转录是在细胞核内进行的，是以DNA双链中的一条为模板，合成mRNA的过程。
6.转录的过程：首先是RNA聚合酶（又称为启动子）结合在DNA模板区域的上游，然后在DNA解旋酶的作用下，该部位的双螺旋解开成为单链。接着以一条DNA为模板，按碱基互补配对原则，利用细胞核内游离的核糖核苷酸，在RNA聚合酶的作用下合成一条RNA链。最后合成的RNA链逐渐被甩开，解旋的两条DNA链很快又结合在一起，恢复为原来的双螺旋结构。
辨析比较
DNA
RNA
化学成分 基本单位 脱氧核苷酸 核糖核苷酸
五碳糖 脱氧核糖（C5H10O4） 核糖（C5H10O5）
碱基 A、G、C、T A、G、C、U
无机酸 磷酸 磷酸
续表
DNA RNA
结构 规则的双螺旋结构 通常呈单链结构
分类 通常只有一类 分mRNA、tRNA、rRNA三类
功能 主要的遗传物质 在不存在DNA的生物里是遗传物质；在存在DNA的生物里辅助DNA完成功能
存在（真核生物） 主要存在于细胞核中，少量存在于叶绿体和线粒体中 主要存在于细胞质中
二、遗传信息的翻译
1.翻译的场所：细胞质的核糖体。
2.翻译时的模板：mRNA。 核 酸 种 类 比 较 项 目
核 酸 种 类 比 较 项 目 3.翻译时的原料：20种氨基酸。
4.翻译时的碱基配对：
5.翻译的产物：蛋白质(直接产物是多肽)。
深化升华 游离在细胞质中的各种氨基酸，就以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质，这一过程叫做翻译。
6.翻译的过程：在细胞质内，mRNA与核糖体结合后，核糖体一边沿着mRNA移动，一边解读mRNA上的密码子。特定的转运RNA携带着特定的氨基酸进入核糖体，一端的三个碱基与mRNA上的密码子互补配对后，核糖体就将氨基酸连接到多肽上。核糖体不断移动，氨基酸就连续连接上去，直到遇到mRNA上的终止密码子为止，形成的多肽链与核糖体分离，然后再经过盘曲折叠，最终形成特定结构和功能的蛋白质分子。
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。