高中生物必修二4-1基因指导蛋白质合成
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》 教案
授课内容：基因指导蛋白质的合成教材：高中生物人教版必修2《遗传与进化》一.学情分析《基因指导蛋白质的合成》是遗传学的重要基础知识，较为抽象和理论化、难懂。
对于该内容的学习，采取的方法主要是：提出问题，让学生自己去解决问题，解决新问题的同时，又注意联系旧知识，这样可以使学生能形成较完整的知识网络。
通过设置相关实验，探究基因对蛋白质合成过程的控制机理，有助于加强对转录和翻译过程等重点知识的理解和掌握.二.知识结构三、教学目标①说明基因与遗传信息的的关系。
②比较DNA与RNA的异同，RNA的种类及功能。
③掌握基因控制蛋白质合成的过程和原理。
四、教学方法①通过基因控制蛋白质的合成的复习培养学生分析综合能力。
②利用图，培养和发展学生的读图能力。
③通过一些知识点的对照掌握类比归纳的方法。
五、教学重点、难点及解决方法：1、教学重点及解决方法[教学重点]遗传信息转录和翻译的过程。
[解决方法]比较RNA与DNA结构的不同，三种RNA的功能及转录与翻译过程，让学生理解各个知识点间的内在联系。
2、教学难点及解决方法[教学难点]遗传信息的翻译过程。
[解决方法]⑴理解碱基与氨基酸的对应关系，比较密码子和反密码子等概念。
⑵讲练结合、分析点拨。
六.课时安排：一个课时（45分钟）七.教学过程八.板书设计第四章基因的表达第一节基因指导蛋白质的合成（一）基因指导蛋白质的合成过程（二）基因指导蛋白质的合成过程的条件场所：细胞核；模板：DNA解旋，以其中一条有意义链为模板；原料：4种核糖核苷酸（A、U、C、G）；合成产物：单链的mRNA（信使RNA）；所需酶：RNA聚合酶。
（三）DNA与RNA分子结构的异同（1）相同点：（2）异同点：（四）RNA的类型（五）相关概念（1）密码子：（2）反密码子：。
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。
2. 培养用生物学观点以及从分子水平认识和分析生物体生命活动的基本规律。
《第4章 第1节 基因指导蛋白质的合成》作业设计方案-高中生物人教版必修2
《基因指导蛋白质的合成》作业设计方案（第一课时）一、作业目标通过本次作业，学生应能：1. 理解和掌握基因表达的基本过程；2. 理解遗传信息如何从DNA传递到RNA，再由RNA翻译成蛋白质的过程；3. 意识到科学探索的持续性和基因研究的重要性。
二、作业内容1. 阅读理解：学生应阅读课本中的相关章节，了解基因表达的基本过程。
特别关注基因、mRNA、tRNA、rRNA和蛋白质等概念，以及遗传信息从DNA传递到RNA的过程。
2. 问答环节：学生应就基因表达的过程提出至少三个问题，可以是关于过程的具体细节，也可以是对于某些概念的理解。
教师将对这些问题进行解答和解释。
3. 实验模拟：学生需利用提供的材料（如模型、纸张、笔等），模拟基因指导蛋白质合成的过程。
学生需要描述他们的实验过程，并解释如何通过这个模拟实验来展示基因指导蛋白质的合成。
4. 知识应用：学生应思考基因指导蛋白质合成在现实生活中的应用，如生物工程、医学、农业等领域，并尝试阐述这些应用的意义。
三、作业要求1. 独立完成：学生需独立完成作业，不能依赖他人的答案或信息。
2. 认真思考：学生应认真阅读和理解教材内容，积极思考和回答问题，充分理解基因指导蛋白质合成的过程。
3. 实验细致：对于实验模拟环节，学生需仔细按照说明和指导操作，并记录实验过程和结果。
4. 查阅资料：学生可以使用网络、图书馆等资源进行学习，但要避免抄袭或复制他人的成果。
四、作业评价1. 准确性：评估学生对基因表达过程的理解是否正确，特别是对于关键概念和步骤的理解。
2. 表达清晰度：评估学生是否能清晰、准确地描述他们的实验过程和思考结果。
3. 知识应用：观察学生是否能够将基因指导蛋白质合成的知识应用到现实生活中。
4. 实验操作：观察学生的实验操作是否正确、细致，是否能够按照说明完成任务。
五、作业反馈1. 学生提交作业后，教师将对作业进行批改，并给出反馈和建议。
2. 对于普遍存在的问题，教师将在课堂上进行解答和解释。
4.1《基因指导蛋白质合成》教案-2023-2024学年高一下学期生物人教版(2019)必修2
鼓励学生提出自己的观点和疑问，引导学生深入思考，拓展思维。
技能训练：
设计实践活动或实验，让学生在实践中体验基因表达知识的应用，提高实践能力。
在基因表达新课呈现结束后，对知识点进行梳理和总结。
强调重点和难点，帮助学生形成完整的知识体系。
（四）巩固练习（预计用时：5分钟）
随堂练习：
随堂练习题，让学生在课堂上完成，检查学生对基因表达知识的掌握情况。
10. 基因表达调控的意义：基因表达调控是生物体对内外环境变化的一种适应性反应，有助于生物体在不同的生理状态下保持稳定的蛋白质水平。
11. 基因表达调控的方式：基因表达调控包括转录水平的调控、翻译水平的调控以及翻译后修饰的调控等。
12. 转录因子的作用：转录因子是一类能够与DNA分子上的特定序列结合，从而调控基因转录过程的蛋白质。
④ 密码子和反密码子的概念：密码子是指DNA和RNA上的三个相邻核苷酸组成的序列，用于编码氨基酸。反密码子是指tRNA上的三个相邻核苷酸组成的序列，与密码子互补配对，用于携带氨基酸。
⑤ tRNA的作用：tRNA是转运RNA的简称，它携带氨基酸，并在翻译过程中将氨基酸转移到核糖体上，参与蛋白质的合成。
⑨ 基因表达调控的方式：基因表达调控包括转录水平的调控、翻译水平的调控以及翻译后修饰的调控等。
⑩ 转录因子的作用：转录因子是一类能够与DNA分子上的特定序列结合，从而调控基因转录过程的蛋白质。
⑪ 基因表达与个体发育的关系：基因表达在个体发育过程中起着关键作用，它指导着细胞的分化、组织的形成以及器官的发育。
4.1《基因指导蛋白质合成》教案-2023-2024学年高一下学期生物人教版（2019）必修2
高中生物第二册 4 1 1 基因指导蛋白质的合成 练习(含答案)
4.11 基因指导蛋白质的合成练习1.下列关于RNA的叙述，正确的是()A．mRNA上相邻核苷酸之间以氢键相连B．RNA为单链结构，无碱基互补配对现象C．密码子只位于mRNA上，它与反密码子之间是完全的一一对应关系D．tRNA与mRNA的碱基互补配对现象发生在核糖体上【答案】D【解析】mRNA上相邻核苷酸之间以磷酸二酯键相连，A错误；tRNA分子中，部分碱基序列间存在碱基互补配对现象，B错误；mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻碱基为一个密码子，由于终止密码的存在，它与反密码子之间并不完全是一一对应关系，C错误；tRNA 上有反密码子，能识别mRNA上的密码子，而这一过程发生在翻译过程中，即tRNA与mRNA 上的碱基互补配对现象发生在核糖体上，D正确。
2.核糖体RNA即rRNA，是三类RNA(tRNA、mRNA、rRNA)中相对分子质量最大的一类，rRNA单独存在时不执行其功能，它可与多种蛋白质结合成核糖体，作为蛋白质生物合成的“装配机”。
核糖体中催化肽键合成的是rRNA，蛋白质只是维持rRNA的构象，起辅助作用。
下列相关叙述错误的是()A．rRNA的合成需要以DNA的一条链作为模板B．合成肽链时，rRNA可降低氨基酸间脱水缩合所需要的活化能C．在真核细胞中，rRNA的合成与核仁有关D．翻译时，rRNA上的碱基与tRNA上的碱基互补配对【答案】D【解析】rRNA是以DNA的一条链为模板转录合成的，A正确；rRNA能催化肽键的合成，可见其具有催化功能，可降低氨基酸间脱水缩合所需的活化能，B正确；真核细胞中，核仁与rRNA的合成及核糖体的形成有关，C正确；翻译时，mRNA的密码子与tRNA上的反密码子互补配对，D错误。
3.下列关于RNA的叙述，错误的是( )A．有些RNA可催化细胞内的某些生化反应B．RNA是一种遗传物质C．RNA参与构成核糖体D．RNA参与构成细胞膜【答案】D【解析】有些酶是RNA，RNA是某些病毒的遗传物质，rRNA参与构成核糖体。
高中生物_必修二第四章第一节基因指导蛋白质的合成教学设计学情分析教材分析课后反思
教学设计本节课是必修二第四章《基因的表达》的第一节《基因指导蛋白质的合成》，是基于第三章“基因在哪里”和“基因是什么”的问题上来研究“基因是如何起作用的”即基因的表达问题。
关于本节课我是围绕着学习目标以及高中生物学科的核心素养要求进行设计的。
主要以问题串的形式“为什么RNA适于做DNA的信使呢？”“DNA怎样将遗传信息传给RNA的？”“RNA与核糖体结合形成生产线之后，工人怎样将氨基酸运到生产线上的呢？”等一系列问题逐步推进，问题始于细胞核中的DNA如何指导细胞质内蛋白质合成，将问题从细胞水平深入到分子水平；最后肽链合成了，还要在细胞中发挥作用，又回归到细胞水平。
我拍摄了校园里的部分花朵展示给学生以“花姿百态的直接原因和根本原因”导入新课，贴近学生的实际生活，自然的与生物学知识联系起来。
然后以四膜虫的资料自然而然的引导学生找到DNA和蛋白质之间的媒介：mRNA。
认识RNA和其作为信使的必要结构，引导学生形成RNA的结构决定功能的观念。
由mRNA引出RNA的种类，然后顺着RNA在基因表达过程中的扮演的角色顺其自然的开启表达过程。
学生在学习了DNA的复制基础上，对于转录过程的学习相对就容易了，我主要是让学生根据课本上的插图和文字自主学习此部分内容，培养学生的读图能力，提高分析、类比归纳的能力，然后跟踪练习加以巩固。
密码子的学习，主要是运用数学方法与学生一起推理，培养学生的理性思维。
翻译过程主要是运用我们自己手工制作的模具，让学生亲自动手操作模拟翻译的过程，体验探究过程的美妙，培养学生的科学探究素养。
最后以一个视频将DNA的复制、转录、翻译三个过程完整的结合在一起展示给学生，形成一个整体观。
在本节课的最后给学生留有一个科学探究的问题“密码子的简并性对生物体的生存发展有什么意义”让学生思考，从而在生物学知识的基础上形成生命观念，让学生体会基因表达过程的简约美和逻辑美。
学情分析本节课是必修二第四章《基因的表达》的第一节《基因指导蛋白质的合成》，是基于第三章“基因在哪里”和“基因是什么”的问题上来研究“基因是如何起作用的”即基因的表达问题。
4-1基因指导蛋白质的合成(课件)——高中生物人教版(2019)必修第二册
酶：RNA聚合酶
关于模板链：
mRNA1
U AGC A T CG
基因2
a链
DNA
A T
G C
TC AG
T
A
G
C
TT AA
C
G
T
C
A T
GC
C G b链
说明：
基因1
GC AG C GUC
mRNA2
▲ 作为模板的只是DNA链中的某个片段——基因； ▲ DNA两条链中只有一条链是转录的模板链。
▲ 基因的两条链中，一条是模板链也叫转录链、非编码链或反义链，另一条是非
缬氨酸
缬氨酸 G
缬氨酸
缬、甲硫氨酸
C 丝氨酸 丝氨酸 丝氨酸 丝氨酸 脯氨酸 脯氨酸 脯氨酸 脯氨酸 苏氨酸 苏氨酸 苏氨酸 苏氨酸 丙氨酸 丙氨酸 丙氨酸 丙氨酸
A 酪氨酸 酪氨酸
终止 终止 组氨酸 组氨酸 谷氨酰胺 谷氨酰胺 天冬酰胺 天冬酰胺 赖氨酸 赖氨酸 天冬氨酸 天冬氨酸 谷氨酸 谷氨酸
由密码子UGA所决定终止密码子，但特殊情况A A下G可以编码硒
代半胱氨酸。
反密码子
若密码子为UAA，则对应的反密码子是？
由于UAA是终止密码子，不决定氨基酸，所以没有与之对
应的反密码子
翻译过程：
U A UC U GG G A C G T U A C
多肽链
mRNA
UA C CG T GG AC U G AUGGCACCUGACAUAGGCA
模板链也叫非转录链、编码链或有义链。
DNA的一条 链
以DNA的一条链为模板
A A T C T A T AG
RNA 聚合酶
游离的核糖核苷酸
G
【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？引导组织学生阅读P61第4章的章图。
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➢密码子表的特点分析：
1、有两种起始密码： AUG(甲硫氨酸) GUG(缬氨酸)
2、有三种终止密码：UAA、UAG、UGA （终止密码不对应氨基酸， 所以对应氨基酸的密码子有__6_1__种。)
3、每一种密码子只对应一种氨基酸。
4、简并性：每种氨基酸一般对应多种密码子。
5、通用性：所有生物共用同一套遗传密码。
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19
对于下列图解，正确的说法有（ ②③⑤）
DNA┄━A━T━G━C┄
RNA┄━U━A━C━G┄
①表示DNA复制过程 ②表示DNA转录过程 ③共有5种碱基 ④共有5种核苷酸 ⑤共有8种核苷酸 ⑥A均表示同一种核苷酸
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20
基因的表达
DNA 转录 mRNA 翻译蛋白质
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33
转运RNA （tRNA）
两个特异部位：
1、携带氨基酸的部位
2、反密码子： tRNA上的三个碱基，可以与mRNA
上的密码子互补配对。
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✓RNA为单链，比DNA短，能通过核孔 。
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6
RNA和DNA的比较
基本单位 五碳糖 含N碱基
磷酸 单双链？
DNA
脱氧核苷酸 脱氧核糖
A、T、G、C 磷酸 双链
RNA
核糖核苷酸 核糖
A、U、G、C 磷酸 单链
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7
细胞中的三种 RNA
• 信使RNA ( mRNA ) • 核糖体RNA ( rRNA ) • 转运RNA ( tRNA )
21
翻译
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。
ห้องสมุดไป่ตู้
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22
翻译
场所： 细胞质（核糖体） 模板： mRNA 原料：氨基酸 条件： ATP、酶 产物： 蛋白质
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脱水缩合
R1 O H2N C C OH
H
H R2 O H N C C OH
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11
基因的表达
DNA 转录 mRNA 翻译蛋白质
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12
DNA 转录 RNA
转录的原料是什么？ 转录如何保证遗传信息准确传递给RNA？ 转录是以DNA的一条链为模板还是两条链？
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13
细胞核中
DNA一条链 （模板链） DNA双链
A A T C T A T AG
H
H2O
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24
三肽的形成
H
H
H
NH2 —C —C—N— C—COOH + NH2 —C—COOH
R1 O H R2
R3
H
H
H
H2O + NH2 —C —C—N— C—C—N—C—COOH
R1 O H R2 O H R3
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25
翻译
原文
译文
mRNA上的碱___基__序___列_____ 蛋白质氨上基的酸__序___列________
17
思考： ➢转录产物RNA的碱基序列 与DNA模板链的碱基序列什么关系？
互补：G－C、C－G、T－A、A－U
与DNA非模板链的碱基序列什么关系？
基本相同：
DNA非模板链上的T在RNA上被U代替
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18
✓某DNA片段所转录的mRNA中U%＝28%， A%＝18%，则整个DNA片段中T%和G%分别 占（ B ）
mRNA： 碱基的种类
决定 ?4种
蛋白质： 氨基酸的种类
?2种0种
数量
决定
数量
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排列顺序
决定
排列顺序
26
✓密码子：
mRNA上三个相邻的碱基决定一个氨基酸， 称为一个密码子。
密码子
密码子
密码子
UU A GA U A UC
mRNA
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密码子表
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➢密码子表的特点分析：
1、有两种起始密码： AUG(甲硫氨酸) GUG(缬氨酸)
2、有三种终止密码：UAA、UAG、UGA （终止密码不对应氨基酸， 所以对应氨基酸的密码子有__6_1__种。)
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密码子表
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➢密码子表的特点分析：
1、有两种起始密码： AUG(甲硫氨酸) GUG(缬氨酸)
A. 46%,54% B.23%,27% C.27%,23% D.46%,27%
A1 T1 G1 C1 1 2
T2 A2 C2 G2
mRNA Am Um Gm Cm
(A1＋ T1)%= (A2+ T2)%= (A总+T总)% = (Am+Um)% (G1＋C1)%= (G2+C2)%= (G总+C总)% = (Gm+Cm)%
2、有三种终止密码：UAA、UAG、UGA （终止密码不对应氨基酸， 所以对应氨基酸的密码子有__6_1__种。)
3、每一种密码子只对应一种氨基酸。
4、简并性：每种氨基酸一般对应多种密码子。
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✓科学家把人的胰岛素基因导入 大肠杆菌细胞中，大肠杆菌同样 能合成胰岛素，说明：
人和大肠杆菌共用 同一套遗传密码。
？T ？T ？A ？G ？A ？T ？A ？T ？C
A G
原料：核糖核苷酸
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14
细胞核中
DNA一条链 （模板链）
mRNA
AAT CTA UUAGA U
T AG A UC
A G
原料完整版：课件核ppt 糖核苷酸
15
解旋
配对
连接
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释放
16
✓转录 以DNA为模板合成RNA的过程。
Unit 1 基因的发现 . Unit2 基因在哪里？ Unit3 基因是什么？ Unit4 基因如何起作用？
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1
1. 贮存遗传信息 2. 传递遗传信息 3. 表达遗传信息
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2
基因是决定生物性状的基本单位。
控制
体现者
合成
蛋白质
基因控制蛋白质合成的过程， 叫做基因的表达。
✓场所： 细胞核 、线粒体、叶绿体(主要是细胞核) ✓模板： DNA的一条链 ✓产物： RNA（包括mRNA、tRNA、rRNA）
✓原料： 4种核糖核苷酸 ✓条件： ATP、RNA聚合酶
✓碱基互补配对原则： G－C、C－G、T－A、A－U
✓mRNA去向：通过核孔，进入细胞质， 与核糖体结合。
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3
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4
.基因控制蛋白质的合成.
DNA
核糖体
真核细胞
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5
DNA→ 信使 →蛋白质
作为DNA的信使，应该具有什么特点？ ✓可以携带遗传信息，作为DNA的副本； ✓分子比DNA小，能通过核孔 。
RNA适于做DNA的信使：
✓组成RNA的4种核糖核苷酸排列顺序多种多样, 可以储存遗传信息；