第1节基因指导蛋白质的合成
【典例导悟】
【典例1】下列有关DNA和RNA的叙述中，正确的是
A.DNA和RNA是同一物质在不同时期的两种形态
B.DNA和RNA的基本组成单位是一样的
C.AGCTGA既可能是DNA的碱基序列，也可能是RNA的碱基序列
D.mRNA上的碱基序列，决定于DNA的碱基序列，同时又决定蛋白质中氨基酸的序列
【规范解答】选D。本题考查DNA和RNA的区别及其功能。
【互动探究】（1）若将选项C中的什么碱基改为什么，则为正确？
（2）选项D中所涉及的两个生理过程的场所分别是什么？
提示：（1）把T改为A或G或C均可。
（2）mRNA合成的场所是细胞核、线粒体、叶绿体，蛋白质合成的场所是核糖体。
【变式训练1】已知病毒的核酸有双链DNA、单链DNA、双链RNA和单链RNA四种类型。现发现了一种新病毒，要确定其核酸属于上述哪一种类型，应该（）
A.分析碱基类型，确定碱基比率
B.分析碱基类型，分析核糖类型
C.分析蛋白质的氨基酸组成，分析碱基类型
D.分析蛋白质的氨基酸组成，分析核糖类型
【解析】选A。核酸的基本组成单位是核苷酸，故C、D是错的。DNA碱基种类有A、T、G、C，RNA 碱基种类有A、U、G、C，两者碱基有差别，可区别DNA与RNA，在双链核酸中按碱基互补配对原则，嘌呤碱基数目=嘧啶碱基数目，而单链核酸中上述关系不成立，所以B不对，A答案正确。
【变式训练2】由1分子磷酸、1分子碱基和1分子化合物a构成了化合物b，如图所示，则下列叙述正确的是（）
A.若m为腺嘌呤，则b肯定为腺嘌呤脱氧核苷酸
B.若a为核糖，则b为DNA的基本组成单位
C.若m为尿嘧啶，则DNA中肯定不含b这种化合物
D.若由b构成的核酸能被吡罗红染成红色，则a为脱氧核糖
【解析】选C。若m为腺嘌呤，则b为腺嘌呤脱氧核苷酸或腺嘌呤核糖核苷酸；若a为核糖，则b为核糖核苷酸，是RNA的基本组成单位；DNA中含有T，但不含有U；RNA可被吡罗红染成红色，RNA的基本组成单位是核糖核苷酸，则a为核糖。
【典例2】（2009·江苏高考）下图为某种真菌线粒体中蛋白质的生物合成示意图，请据图回答下列问题。
（1）完成过程①需要_____等物质从细胞质进入细胞核。
（2）从图中分析，核糖体的分布场所有_______。
（3）已知溴化乙啶、氯霉素分别抑制图中过程③、④，将该真菌分别接种到含溴化乙啶、氯霉素的培养基上培养，发现线粒体中RNA聚合酶均保持很高活性。由此可推测该RNA聚合酶由_______中的基因指导合成。
（4）用α—鹅膏蕈碱处理细胞后发现，细胞质基质中RNA含量显著减少，那么推测α—鹅膏蕈碱抑制的过程是______（填序号），线粒体功能_________（填“会”或“不会”）受到影响。
【思路点拨】本题以图文为资料考查转录、翻译的相关知识。解答本题，可从以下角度分析：
【自主解答】（1）过程①为转录，需要从核外获取ATP、核糖核苷酸、酶；
（2）过程②表示翻译，场所核糖体，在细胞质基质，线粒体中能进行过程④翻译，所以线粒体中也存在。（3）已知溴化乙啶、氯霉素分别抑制图中过程③、④，但是将该真菌分别接种到含溴化乙啶、氯霉素的培养基上培养，线粒体中RNA聚合酶均保持很高活性。所以RNA聚合酶不是线粒体的基因控制合成的，而是由细胞核中的基因指导合成的。
（4）用α—鹅膏蕈碱处理细胞后细胞质基质中RNA含量显著减少，所以抑制了转录合成RNA的过程①，线粒体由于前体蛋白减少，所以功能受影响。
答案：（1）ATP、核糖核苷酸、酶
（2）细胞质基质和线粒体
（3）核DNA（细胞核）（4）①会
【规律方法】氨基酸、密码子、tRNA三者的关系
（1）一种氨基酸由一种或多种密码子决定，由一种或多种tRNA转运。
（2）一个密码子只能决定一种氨基酸，一种tRNA只能转运一种氨基酸。
（3）同一种氨基酸的密码子与tRNA的种类一一对应。
【变式训练】如图代表人体胰岛细胞中发生的某一过程（AA代表氨基酸），下列叙述正确的是（）
A.直接给该过程提供遗传信息的是DNA
B.该过程合成的产物一定是酶或激素
C.有多少个密码子，就有多少个反密码子与之对应
D.该过程有水产生
【解析】选D。翻译的直接模板是mRNA而不是DNA；翻译的产物是多肽，经过加工后形成蛋白质，而酶与激素不全是蛋白质；终止密码子不与氨基酸对应，所以没有与终止密码子对应的反密码子；氨基酸脱水缩合形成多肽时，此过程有水的生成。
【学业达标训练】
1.如图表示转录的过程，则此段中含有多少种核苷酸( )
A.5
B.6
C.8
D.4
【解析】选B。DNA和RNA中所含有的核苷酸种类不同。由图可知DNA链上含有3种脱氧核糖核苷酸，RNA链上含有3种核糖核苷酸，故此段图示中共含有6种核苷酸。
2.（2009·海南高考）有关真核细胞DNA复制和转录这两种过程的叙述，错误的是( )
A.两种过程都可在细胞核中发生
B.两种过程都有酶参与反应
C.两种过程都以脱氧核糖核苷酸为原料
D.两种过程都以DNA为模板
【解析】选C。复制和转录都主要在细胞核内进行；都需要酶的参与；复制的原料是4种脱氧核糖核苷酸，转录的原料是核糖核苷酸；两种过程的模板都是DNA，复制是以DNA的两条链分别为模板，而转录是以DNA的一条链为模板。
3.遗传信息和遗传密码分别位于（）
A.DNA和信使RNA上
B.DNA和转运RNA上
C.信使RNA和转运RNA上
D.染色体和基因上
【解析】选A。遗传信息位于DNA上，密码子位于mRNA上，反密码子位于tRNA上。
4.已知一段mRNA含有30个碱基，其中A和G有12个，转录该段mRNA的DNA分子模板链中应有A 和G的个数是（）
A.12
B.24
C.18
D.30
【解析】选C。根据下图可解答：
由于DNA模板链与mRNA互补，所以DNA模板链上A和G的个数等于mRNA中C和U的个数。
5.下列对mRNA的描述，不正确的是（）
A.mRNA可作为合成蛋白质的直接模板
B.mRNA上的每三个相邻的碱基决定一个氨基酸
C.mRNA上有四种核糖核苷酸，代表20种氨基酸的密码子有61种
D.mRNA只有与核糖体结合后才能发挥作用
【解析】选B。mRNA是合成蛋白质的直接模板，但只有与核糖体结合后才能发挥作用，mRNA上的密码子有64种，其中有3个终止密码子，不决定氨基酸，61种密码子决定20种氨基酸。
6.（2010·昆明高一检测）下图是化学合成的两种mRNA分子。以它们为模板合成的两种多肽中存在的氨基酸种类最多为（）
mRNA
多肽M的模板AGAGAGAGAGAGAGAGAGAGAGAG
多肽N的模板AUCGAUCGAUCGAUCGAUCGAUCG
【解析】选C。mRNA上三个相邻的碱基决定一个氨基酸。分析多肽M的模板，不管从何处开始翻译，遗传密码只有两种，即AGA、GAG，决定两种不同的氨基酸；而多肽N的模板，不管从何处开始翻译，只有四种密码子：AUC、GAU、CGA、UCG，决定四种不同的氨基酸。
7.合成肽链时，出现正常的肽链终止，是因为（）
A.一个与mRNA链终止密码相应的tRNA不能携带氨基酸
B.不具有与mRNA链终止密码相应的反密码子tRNA
C.mRNA在mRNA链终止密码处停止合成
D.tRNA上出现终止密码
【解析】选B。在mRNA上有终止密码，生物体内不含有与mRNA链终止密码相应的反密码子。
8.DNA通过复制传递遗传信息，通过转录和翻译表达遗传信息，下列关于复制、转录和翻译的说法正确的是（）
A.三个过程所需酶的种类相同
B.三个过程发生的场所都是细胞质
C.三个过程都要通过碱基互补配对来完成
D.复制和转录的模板相同，而与翻译的模板不同
【解析】选C。复制需要解旋酶和DNA聚合酶，而转录需要解旋酶和RNA聚合酶。复制和转录的主要场所是细胞核，而翻译在核糖体上进行，复制时以DNA的两条链为模板，而转录只以DNA的一条链为模板，翻译的模板为mRNA。
9.（2010·晋江高一检测）把小鼠血红蛋白的mRNA加入到大肠杆菌提取液中，在一定条件下，能合成出小鼠的血红蛋白，这个事实说明（）
A.控制蛋白质合成的基因位于mRNA上
B.小鼠的mRNA能使大肠杆菌向小鼠转化
C.所有生物共用一套密码子
D.小鼠的mRNA在大肠杆菌体内控制合成了小鼠的DNA
【解析】选C。将小鼠血红蛋白的mRNA加入到大肠杆菌提取液中，在一定条件下，合成出小鼠的血红蛋白，说明大肠杆菌以小鼠的mRNA为模板合成了蛋白质，即所有生物共用一套密码子。
10.依据图回答下列问题：
（1）在生物体内图a所示的过程是_______，进行的主要场所是______，其所需的原料是_______，产物是________。
（2）图b所示的过程是______，进行的场所是_____，所需的原料是______，此原料的种类主要有_______种，它们的共同特点是__________，结构通式为_______。
（3）碱基①②③分别为______、_______、_________，图b中的Ⅰ、Ⅱ分别为______、_______，若Ⅰ所示的三个碱基为UAC，则此时Ⅰ所携带的氨基酸的密码子为________。
（4）若已知R链中（A+G）/（T+C）的值为0.8，Y链中的（A+G）/（T+C）的值为________，R、Y链构成的DNA分子中（A+G）/（T+C）的值应为_________。
（5）人体有的细胞不会发生图a和图b所示的过程，如____
___，其原因是___________。
【解析】（1）DNA的复制是以两条链为模板，而转录只以一条链为模板，复制和转录的主要场所都是细
胞核，但所需原料不同，前者是脱氧核糖核苷酸，后者是核糖核苷酸，产物也不同，前者是两个相同的DNA分子，后者是RNA。
（2）翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，场所是核糖体，原料是氨基酸，产物是具有一定氨基酸排列顺序的蛋白质。
（3）根据碱基互补配对原则可以判断①②③分别是U、G、C，在图b中Ⅰ是tRNA，是氨基酸的运载工具，其中的UAC为反密码子，与之对应的密码子是AUG，Ⅱ是核糖体。
（4）在双链DNA分子中，A=T，G=C，所以（A+G）/（T+C）=1，但一条链上（A+G）/（T+C）与另一条链上（A+G）/（T+C）互为倒数。
（5）成熟的红细胞无细胞核和线粒体，即不含DNA，不可能进行转录和翻译。
答案：（1）转录细胞核核糖核苷酸RNA
（2）翻译核糖体氨基酸20 至少含有一个氨基和一个羧基，且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原
子上
（3）U G C 转运RNA 核糖体AUG （4）1.25 1 （5）成熟的红细胞该细胞中不存在DNA
【素能综合检测】
一、选择题（本题包括6小题，每小题3分，共18分）
1.下列关于RNA的叙述错误的是（）
A.有些生物中的RNA具有催化功能
B.转运RNA上的碱基只有三个
C.mRNA与tRNA在核糖体上发生配对
D.RNA也可以作为某些生物的遗传物质
【解析】选B。tRNA是运载氨基酸的工具，是RNA中的一种，与其他种类RNA一样，是单链结构，属于生物大分子，并非只有三个碱基，tRNA在某些部分配对并扭曲成双螺旋状，它的平面形状如三叶草的叶，其中有三个碱基与mRNA上的密码子配对，称为反密码子。
2.（2009·广东高考改造）有关蛋白质合成的叙述，不正确的是（）
A.终止密码不编码氨基酸
B.每种tRNA只转运一种氨基酸
C.tRNA的反密码子携带了氨基酸序列的遗传信息
D.核糖体可在mRNA上移动
【解析】选C。密码子有64种，其中三种为终止密码，没有与之对应的反密码子。反密码子位于tRNA上，其功能是与mRNA的密码子配对，将氨基酸放在特定的位置，携带氨基酸序列的遗传信息在mRNA上，一条mRNA上可以结合多个核糖体，核糖体可以在mRNA上移动。
3.下列过程遵循“碱基互补配对原则”的有（）
①DNA复制②mRNA与核糖体结合
③DNA转录④tRNA翻译
A.①②③
B.②③④
C.①③④
D.①②④
【解析】选C。DNA复制时，以DNA的两条链为模板，以碱基互补配对为原则合成新的DNA。转录时以DNA的一条链为模板，按A—U，G—C，C—G，T—A配对，合成mRNA。tRNA翻译时，tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子互补配对。
4.（2009·上海高考）某条多肽的相对分子质量为2 778，若氨基酸的平均相对分子质量为110，如考虑终止密码，则编码该多肽的基因长度至少是（）
A.75对碱基
B.78对碱基
C.90对碱基
D.93对碱基
【解析】选D。设该多肽由n个氨基酸构成，根据题意可以列方程110n-18（n-1）=2 778，解得n=30，即该多肽由30个氨基酸组成，若考虑终止密码子则应为30个密码子再加上终止密码应为31，编码多肽的基因碱基为31×6=186，93对碱基。
5.信使RNA上决定氨基酸的一个密码子的一个碱基发生替换，对识别该密码子的tRNA种类及转运的氨基酸种类将会产生的影响是（）
A.tRNA种类一定改变，氨基酸种类一定改变
B.tRNA种类不一定改变，氨基酸种类不一定改变
C.tRNA种类一定改变，氨基酸种类不一定改变
D.tRNA种类不一定改变，氨基酸种类一定改变
【解析】选C。一种密码子只能对应于一种氨基酸，而一种氨基酸可以有多个密码子。信使RNA上密码子的一个碱基发生替换，则识别该密码子的tRNA（一端有反密码子）种类也肯定发生改变。但有可能改变后的密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸，故氨基酸种类不一定改变。
6.如图为原核细胞中转录、翻译的示意图。据图判断，下列描述中正确的是（多选）（）
A.图中表示4条多肽链正在合成
B.转录尚未结束，翻译即已开始
C.多个核糖体共同完成一条多肽链的翻译
D.一个基因在短时间内可表达出多条多肽链
【解析】选B、D。由图中的RNA聚合酶可知，此四条链为正在转录的mRNA链；由mRNA链上的核糖体可知，翻译已经开始了；一个mRNA分子结合多个核糖体，每个核糖体合成一条完整的肽链，同时进行多条肽链的合成。可见一个基因可在短时间内表达出多条多肽链。
二、非选择题（本题包括2小题，共32分）
7.（14分）（2009·宁夏高考）多数真核生物基因中编码蛋白质的序列被一些不编码蛋白质的序列隔开，每一个不编码蛋白质的序列称为一个内含子。这类基因经转录、加工形成的mRNA中只含有编码蛋白质的序列。某同学为检测某基因中是否存在内含子，进行了下面的实验：
步骤①：获取该基因的双链DNA片段及其mRNA；
步骤②：加热DNA双链使之成为单链，并与步骤①所获得的mRNA按照碱基互补配对原则形成双链分子；步骤③：制片、染色、电镜观察，可观察到图中结果。
请回答：
（1）图中凸环形成的原因是________________，说明该基因有______________个内含子。
（2）如果现将步骤①所获得的mRNA
逆转录得到DNA单链，然后该DNA单链与步骤②中的单链DNA之一按照碱基互补配对原则形成双链分子，理论上也能观察到凸环，其原因是逆转录得到的DNA单链中不含有________序列。
（3）DNA与mRNA形成的双链分子中碱基配对类型有_______种，分别是___________________。
【解析】（1）由题意知，基因中编码蛋白质的序列被一些不编码蛋白质的序列隔开，每一个不编码蛋白质
的序列称为一个内含子。而mRNA中只含有编码蛋白质的序列。因此，变性后形成的DNA单链之一与mRNA形成双链分子时，该单链DNA中无法与mRNA配对的序列能形成凸环。
（2）mRNA逆转录得到DNA单链，该DNA单链也不含有不编码蛋白质的序列，因此，逆转录得到的DNA单链中不含有内含子序列。
（3）DNA中有四种碱基A、G、C、T，mRNA有四种A、G、C、U，DNA中的A与mRNA中的U，DNA 中的T与mRNA中的A，DNA中的C与mRNA中的G，DNA中的G与mRNA中的C，所以配对类型有三种。
答案：（1）DNA中有内含子序列，mRNA中没有与其对应的序列，变性后形成的DNA单链之一与mRNA 形成双链分子时，该单链DNA中无法与mRNA配对的序列能形成凸环7
（2）内含子
（3）3 A-U、T-A、C-G
［实验·探究］
8.（18分）DNA探针是最常用的核酸探针，是指长度在几百碱基以上的单链DNA，既可以与DNA单链结合，也可以与mR NA结合，因此可用于检测某细胞中是否含有某种DNA或RNA。已知鸡的成熟红细胞能产生β—珠蛋白，鸡的胰岛B细胞能产生胰岛素。为研究相应的两种细胞中是否存在相应的两种基因和基因能否表达，现分别对从两种细胞中提取的总DNA片段和总RNA片段进行检测，结果如下表：
（1）实验一结果说明：__________________。
实验二结果说明：___________________。
（2）合成β—珠蛋白的直接模板是____________________，
合成的场所是___________________________。
（3）在实验二中，若DNA分子探针中某一片段的碱基为AGTC，则在该实验中与之配对的碱基为
_____________。
（4）试推测，在DNA分子探针上是否有合成胰岛素的遗传密码？___________，理由是____________________。
【解析】（1）基因检测依据的是DNA分子杂交的原理，依据实验一的结果，可以得出：两种细胞中均存在β—珠蛋白基因和胰岛素基因；依据实验二的结果，可以得出：成熟红细胞中β—珠蛋白基因能表达而胰岛素基因不表达，胰岛B细胞反之。（2）蛋白质合成的直接模板是mRNA，合成的场所是核糖体。（3）依据DNA分子杂交的原理，与DNA分子探针能发生碱基互补配对的可以是DNA分子，也可以是RNA 分子。由于实验二检测的是RNA，因此与DNA分子探针中某一片段的碱基AGTC相配对的碱基是UCAG。（4）遗传密码存在于mRNA上，在DNA上是不存在的。
答案：（1）两种细胞中均存在β—珠蛋白基因和胰岛素基因成熟红细胞中β—珠蛋白基因能表达而胰岛素基因不表达，胰岛B细胞反之
（2）（β—珠蛋白）mRNA 核糖体（3）UCAG
（4）没有遗传密码位于mRNA上
【精品题库】
1.一个正常受精卵中的所有基因（）
A.都能表达
B.都能转录
C.都能翻译
D.都能复制
【解析】选D。在受精卵中所有DNA都能复制，只有部分基因能转录和翻译。
2.（2010·衡水高一检测）由n个碱基对组成的基因，控制合成由m条多肽链组成的蛋白质，氨基酸的平均相对分子质量为a，则该蛋白质的相对分子质量最大为（）
【解析】选D。基因中有n个碱基对，则由此基因转录形成的mRNA中有n个碱基，指导合成的蛋白质中
最多有个氨基酸，该蛋白质分子由m条肽链组成，其分子量为：
3.人体中具有生长激素基因和血红蛋白基因，两者（）
A.分别存在于不同组织的细胞中
B.均在细胞分裂前期按照碱基互补配对原则复制
C.均在细胞核内转录和翻译
D.转录的信使RNA上相同的密码子翻译成相同的氨基酸
【解析】选D。人体的所有体细胞中都含有这两种基因；其转录都是在细胞核内完成，翻译则是在细胞质内（核糖体上）完成；DNA的复制发生在细胞分裂的间期而不是前期；相同的密码子翻译形成相同的氨基酸。
4.下列对DNA的翻译过程的说法中，错误的是( )
A.以细胞质中游离的氨基酸为原料
B.以核糖体RNA作为遗传信息模板
C.以转运RNA为运输工具运载氨基酸
D.合成具有一定氨基酸序列的蛋白质
【解析】选B。翻译是以mRNA为模板，利用细胞质中游离的氨基酸合成蛋白质的过程，在合成过程中需tRNA作为氨基酸的运输工具，合成场所是核糖体。
5.（2010·肇庆高一检测）关于如图所示的生理过程的说法，正确的是（）
A.该图所示的生物细胞无真正的细胞核
B.该图表示的是DNA的复制
C.该图表示的是翻译
D.该图所示的生理过程所需要的能量主要由线粒体提供
【解析】选A。该图表示转录和翻译两个过程，并且该细胞的转录和翻译同时进行，这是原核细胞基因表达的特点，在原核细胞中无线粒体。
6.（2010·冀州高一检测）DNA分子模板链上的碱基序列携带的遗传信息最终翻译的氨基酸如下表，则转运RNA（UGC）所携带的氨基酸是( )
A.赖氨酸
B.丙氨酸
C.半胱氨酸
D.苏氨酸
【解析】选D。转运RNA上的反密码子与mRNA上的密码子之间遵循碱基互补配对原则，即转运RNA （UGC）所携带的氨基酸的密码子是ACG（苏氨酸）。
7.下图表示DNA（基因）控制蛋白质合成的过程，分析回答：
（1）图中标出的碱基符号，包括了_________种核苷酸。
（2）DNA双链中，____链为转录链；遗传信息存在于_____链上；密码子存在于_________链上。（只写标号）
（3）如合成胰岛素，共含有51个氨基酸，控制合成的基因上，至少含有_________个脱氧核苷酸。
【解析】（1）DNA两条链包括四种碱基，有四种脱氧核糖核苷酸，RNA（③④）也包括了四种碱基，有四种核糖核苷酸，因DNA含脱氧核糖，RNA含核糖的区别，所以共有八种核苷酸。
（2）能够与信使RNA碱基相互配对（A—U，T—A，G—C）的转录链是②，其上脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息，信使RNA上核糖核苷酸（碱基）的排列顺序代表密码子。
（3）信使RNA上每3个碱基（一个密码子）决定1个特定氨基酸，由此推知，基因的转录链也应为3个碱基，与之配对的单链也有3个，共6个。即基因（或DNA）6个（碱基）→信使RNA3个1个→氨基酸（蛋白质），记作“6、3、1推法”。据此，合成51个氨基酸的蛋白质，需基因上脱氧核苷酸（碱基）数为51×6=306个。
答案：（1）8 （2）②②③（3）306
8.科学工作者发现野猪某一个基因与家猪的对应基因的某些片段不同，下表Ⅰ是家猪和野猪的某个基因转录的两种不同的mRNA分子片段（每个密码子只写出前面两个碱基）
表Ⅰ：UA UA UA UA UA UA 家猪mRNA
UU UU UU UC UC UC 野猪mRNA
表Ⅱ：密码子表（部分）
请根据表Ⅰ、表Ⅱ分析回答下列问题：
（1）由野猪和家猪的该mRNA片段翻译成多肽分子中可能存在氨基酸的种数分别为_______和________。
（2）比较上表密码子和氨基酸的关系，可以作出哪些推断？_________________________________。（3）在决定野猪该信使RNA片段第一个密码子的DNA三个碱基对中，任意一个碱基对发生变化都将产生异常的蛋白质吗？_______为什么？__________________________。
有何生物学意义？__________________________。
【解析】（1）根据mRNA的碱基序列可以看出，家猪的密码子有四种可能：UAU、UAC、UAA、UAG，但前两种决定同一种氨基酸，后两种是终止密码，不编码氨基酸。野猪的密码子有8种可能：UUU、UUC、UUA、UUG、UCU、UCC、UCA、UCG，其中前两种编码的氨基酸都是苯丙氨酸，第三、四种编码的氨基酸是亮氨酸，后四种编码的是丝氨酸。
（2）由上表可以看出：①一种氨基酸可对应一种或多种密码子；②有的密码子不与氨基酸对应。
（3）由于密码子具有简并性，当DNA上一个碱基对发生替换后不一定引起蛋白质的异常，这有利于保持遗传性状的稳定性。
答案：（1）3 1 （2）一种氨基酸可对应一种或多种密码子，有的密码子不与氨基酸对应
（3）不一定不同的密码子可决定相同的氨基酸，即密码子的简并性保持生物遗传的相对稳定
9.（思维拓展题）观察下列蛋白质合成示意图（图中甲表示甲硫氨酸，丙表示丙氨酸），回答问题：
（1）该图表示_______过程。图中组成②的单体是_____。
（2）丙氨酸的密码子是________。
（3）图中④表示甲和丙之间的结合方式是_____，甲和丙之间的化学键结构式是___________。
（4）已知某基因片段碱基排列如图。由它控制合成的多肽链中含有“—脯氨酸—谷氨酸—谷氨酸—赖氨酸—”的氨基酸序列。（脯氨酸的密码子是CCU、CCC、CCA、CCG；谷氨酸的密码子是GAA、GAG；赖氨酸的密码子是AAA、AAG；甘氨酸的密码子是GGU，GGC，GGA，GGG。）
①翻译上述多肽的mRNA是由该基因的______链转录的（以图中的甲或乙表示）。此mRNA的碱基排列顺序是_________。
②若该基因由于一个碱基被置换而发生突变，所合成的多肽的氨基酸排列顺序成为“—脯氨酸—谷氨酸—甘氨酸—赖氨酸—”。写出转录并翻译出此段多肽的DNA单链的碱基排列顺序：_____
________________。
【解析】（1）该图表示翻译，②的单体是核糖核苷酸。
（2）根据携带丙的tRNA的反密码子可以判断丙氨酸的密码子为GCU。
（3）图中甲与丙之间的结合方式为脱水缩合，两者之间由肽键（—CO—NH—）相连。
（4）题干中的多肽含有4个氨基酸，但DNA的一条链却有15个碱基，这说明转录一定不是从两边开始的（若从两边开始转录，则不论从哪一边开始都能形成5个氨基酸，这与题干不符），比较DNA的碱基序列，可以看出最特殊的是赖氨酸的密码子，最可能的应是AAG，正好对应乙链中的最右边碱基TTC，从右向左即CTC对应密码子GAG为谷氨酸，CTT对应GAA为谷氨酸，GGA对应CCU为脯氨酸，所以，本题的模板链为该基因片段的乙链，且是从左边第三个碱基开始转录的，确定好了模板链后，该mRNA 的碱基序列就能够准确的写出了。若该基因的一个碱基被置换，则很容易看出一个谷氨酸突变成甘氨酸，即由GAG只能转变成甘氨酸的密码子GGG，即由A→G，则模板链的碱基排列顺序就变成了—GGACTTCCCTTC—。
答案：（1）翻译核糖核苷酸（2）GCU
（3）脱水缩合—CO—NH—
（4）①乙—CCUGAAGAGAAG—
②—GGACTTCCCTTC—
第一节《基因指导蛋白质的合成》教学设计 一、教材分析 （一）教材的地位与作用 所使用的教材是中图版必修二。讲述的内容是第三单元第二章第二节“基因的表达”。本节是从本质上阐述生命现象的理论，是分子遗传学的核心。本节教材是本册教材的重点之一，有承上启下的作用。 （二）教材前后联系 “基因的表达”这部分内容，（1）从物质上看，讨论的是生命特有的两种大分子物质——蛋白质和核酸在生命现象中的关系。学习过程需要生物学第一模块《分子与细胞》的知识作为基础，其中密切相关的内容有第二单元“细胞的自我保障”中关于蛋白质的结构和合成，核酸的结构和功能等。（2）从结构上看，基因表达的过程是在细胞基本结构的不同区域中完成的，因此，还需要第一模块第一单元“有机体中的细胞”中细胞的结构和功能等内容作为基础。（3）从功能上看，细胞代谢过程都是性状的体现，都是基因表达的结果，从这一点上说，本节内容有有助于对生命最基本特征的理解，这涉及第一模块第三单元“细胞的新陈代谢”中，关于酶在代谢中的作用及第四单元“细胞的生命周期”中有关细胞增殖、分化等内容。 另外，本节教材与生物学第三模块《稳态和环境》的学习也有密切的联系。因为生命许多特有的调节活动都是基因——酶——性状或基因——蛋白质——性状的具体体现。 就本册而言本节有利于从本质上理解染色体变异与生物性状的关系；同时也有利于对第二单元基因的分离规律和自由组合规律的本质作进一步理解。 二、学情分析： 学生在学习《基因的本质》后，已经对基因产生了浓厚的兴趣，想进一步探知有关基因的其他问题，学习的欲望强烈，但具以往的经验，学生往往会陷入学习时明白，学完了就糊涂的困惑中，同时还有课时紧，任务重的矛盾。 三、教学目标 1、概述遗传信息的转录和翻译过程。
第一节基因指导蛋白质的合成教学设计 单位：横县中学授课班级：1609 授课教师：黎文华上课地点：1609班教室 一、教学目标 1、知识目标 （1）概述遗传信息的转录和翻译。 （2）能运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系。 2、能力目标 培养和发展学生的观察识图能力，分析归纳和推理判断的能力。让学生能利用文字、图表、图解等形式，阐述转录和翻译的概念、原理和过程。 3、情感目标 培养学生用生物学观点认识和分析生物体生命活动的基本规律。 二、教学重难点 重点：转录和翻译的概念和过程。 难点：遗传信息的翻译过程。 三、课时安排 1 课时 四、教学过程
二、遗传信息的翻 译 DNA RNA 组成元素 基本单位 碱基 结构 分布 分子大小 另外，教师补充：RNA的在细胞中有三种： mRNA（信使RNA），tRNA（转运RNA），rRNA（核糖体 RNA）。 探究二 DNA的遗传信息是怎么传给mRNA的？ 观看动画，阅读教材63页，回答以下问题： 1、概述转录的过程？ 2、转录的单位是什么？ 3、DNA的两条链都能转录吗？ 4、DNA链完全解开吗？ 5、在转录过程中碱基互补配对原则有什么特殊情况？ 转录：图示P63图4-4以DNA为模板转录RNA的图解。 利用动画：显示转录过程。 探究三、mRNA上的碱基序列如何指导蛋白质合成的呢？ 思考：mRNA的4种碱基如何决定20种氨基酸？ 提出：mRNA上每3个相邻的碱基决定1个氨基酸。 小结：64种密码：61个编码控制20种氨基酸合成，另 外3个（UAG、UAA、UGA）不编码任何氨基酸，而是合成 蛋白质的终止信号又称终止密码。 继续设疑：是谁把细胞质中游离的氨基酸运到蛋白质的 “装配机器”——核糖体上的？————引出tRNA 课件显示：tRNA的结构示意图，特别注意反密码子的种 类和读取的方向（61种，从携带氨基酸的那一端开始 读取） 学生阅读课文，思 考问题，并填写表。 学生带着问题阅读 课文，小组讨论。 通过阅读课文，进 一步提高学生自 学能力。 教师导学，进一步 掌握知识要点。 并利用教材中的 图解，引导学生通 过观察、思考、归 纳获得知识。
基因控制蛋白质的合成计算总结 一、与碱基互补配对有关的计算（主要是转录过程）这种题型做题步骤：先画图→再标碱基（若题目中告诉有哪两个碱基之和，就把这两个碱基标在一起；若没告诉哪两个碱基之和就可以随便标）→分析题目类型（推断过程要么由DNA推RNA或由 RNA→DNA；所求结果要么求碱基个数或求碱基所占的比例）→分析计算（主要把握住某个碱基或某两个碱基之和占DNA一条链的比例是占两条链比例的二倍） 1、计算数量⑴已知一段mRNA含30个碱基，其中A和G有12个，转录该段mRNA的DNA分子中应有C和T的个数是（）A12 B24 C18 D30⑵已知有1000个碱基的一段单链mRNA分子中，腺嘌呤和尿嘧啶之和所占比例为20%，则转录mRNA的DNA中非模板链的胞嘧啶的数量最多是（）A1200 B800 C400 D1600⑶已知一个蛋白质由2条肽链组成，连接蛋白质分子中的氨基酸的肽键共有198个，翻译模板mRNA中有A和G共有200个，则转录成该mRNA 的DNA分子中，最少有C和T多少个？（）A400 B200 C600 D8002、计算比例⑴在双链DNA中，已知其中一条链（A+G）/ （T+C）=0、4，那么以它的互补链为模板转录成的mRNA中 （A+G）/（C+U）应是（）A 2、5 B1 C 0、4 D
1、25(2)某mRNA的碱基中，U占19%，A占21%，则作为它的模板基因DNA分子中胞嘧啶占全部碱基总数的( ) A21% B19% C60% D30% 二、与6：3：1有关的计算6是基因中的碱基个数，3是mRNA中的碱基个数，1是氨基酸的个数；基因中的碱基个数：mRNA中的碱基个数：氨基酸的个数＝6：3： 11、在6上进行变化角度出题（给出基因中的碱基个数或对数；给出基因中脱氧核苷酸的个数或对数。）要把握住基因中的碱基个数和基因中的脱氧核苷酸的个数相等。DNA中嘌呤碱基的数目和嘧啶碱基的数目相等。例：一个基因由600个脱氧核苷酸对组成，问形成的多肽中至多含有多少个氨基酸？（）A200 B100 C400 D8002、在1氨基酸上进行变换角度出题⑴联系缩合反应中公式：①氨基酸的数目＝肽键数目（水分子数目）＋肽链条数； ②蛋白质的分子量＝氨基酸的个数氨基酸的平均分子量－水分子个数18；①已知一个蛋白质分子由两条链组成，在合成蛋白质过程中生成310-21克水，那么指导该蛋白质合成的基因中至少含有多少个脱氧核苷酸对？（）A612 B306 C204 D606②由n个碱基组成的基因，控制合成由1条多肽链组成的蛋白质。氨基酸的平均分子量为a，则该蛋白质的分子量最大为（）A na/6 B na/3－ 18(n/3－1) C an－18(n－1)
高中生物基因指导蛋白质的合成测试题(附 答案)
高中生物必修2 第4章第1节基因指导蛋白质的合成测试题（附答案） 一、单选题 1．某细胞内相关的生理活动如图所示，下列表述正确的是 A. 若该细胞为记忆B细胞，其细胞核、细胞质中均能发生a、b过程 B. 细胞发生c过程时，mRNA沿着核糖体移动，参与的tRNA可能有61种 C. 图中蛋白质的结构和功能是由DNA中碱基的排列顺序和环境条件共同决定的 D. 分化的细胞中mRNA和蛋白质一定不同 2．某种物质可使DNA双链不能解开，若在细胞正常生长的培养液中加入适量的该物质，该物质不会阻断的细胞生理过程是 ①DNA复制②转录③翻译 A. ① B. ①② C. ③ D. ②③ 3．若图中甲、乙、丙所代表的结构或物质的关系，则表中相应的叙述与图示不符的选项是选项甲乙丙相应的叙述 A DNA RNA蛋白质①过程可表示转录；②过程可表示翻译 B二倍体花粉单倍体通过③得到甲的常用方法是用秋水仙素处理丙的种子 C离体细胞愈伤组织植物体①过程表示脱分化，②过程包括再分化 D CO 2+H 2 0C 6 H 12 O 6 丙酮酸 ①过程表示光合作用；②③过程表 示有氧呼吸 A. A B. B C. C D. D 4．下列有关DNA复制和基因表达的叙述，不正确的是 A. DNA复制和转录过程中都有氢键的断裂和形成 B. 人体不同细胞中DNA复制方式不同 C. 翻译过程中mRNA都要与核糖体结合 D. 转录过程中遗传信息可由DNA流向RNA 5．埃博拉出血热（EBHF）是由埃博拉病毒（EBV）（一种丝状单链RNA病毒）引起的当今世界上最致命的病毒性出血热，目前该病毒已经造成超过5160人死亡。EBV与宿主细胞结合后，将核酸-蛋白复合体释放至细胞质，通过下图途径进行增殖。下列推断正确的是
教学设计
设计意图 （第2课时） 中心法则（补充有关中心法则的内容，充分利用中心法则图解，引导学生看图说出遗传信息流的方向，对RNA复制和逆转录过程进行补充讲解，再辅以习题训练。） 基因对性状的控制（通过例题的分析，引导学生认识到基因的选择性表达，与必修一细胞分化的实质相联系，注意新旧知识的衔接。） [复习提问]：转录和翻译的相关内容 （略）。 [讲述]：在遗传学上，把遗传信息的流 动方向叫做信息流。信息流的方向可以用科 家克里克提出的“中心法则”来表示。 [出示]：中心法则图解。 [提问]：你能根据中心法则的图解，说 出其中的遗传信息流动方向吗？ [介绍]：在某些病毒中，RNA也可以自 我复制。科学家还发现在一些病毒蛋白质的 合成过程中，RNA可以在逆转录酶的作用下 合成DNA。逆转录过程及以及RNA自我复制 过程的发现，补充和发展了“中心法则“， 使之更加完整。 [小结]：DNA的复制：DNA→DNA（以DNA 作为遗传物质的生物的DNA自我复制。） DNA的转录：DNA→RNA（细胞核中的转 录过程。） 翻译：RNA→蛋白质（细胞质的核糖体 上的翻译过程。） RNA的复制：RNA→RNA（以RNA作为遗 传物质的生物的RNA自我复制。） RNA逆转录：RNA→DNA（少数病毒在其 宿主细胞中的逆转录过程。） [例题]：见学案。 [引言]：生物的一切遗传性状都是受基 因控制的。个体发育过程中产生的众多体细 胞均来自同一受精卵的有丝分裂，因而含有 相同的遗传物质或基因，但生物体不同部分 细胞表现出的性状不同，这是为什么？ [例题]：人的胰岛细胞能产生胰岛素， 但不能产生血红蛋白，据此推测胰岛细胞中 ( C ) A.只有胰岛素基因 B.比人受精卵的基因要少 C.既有胰岛素基因，也有血红蛋白基 对照中心法 则说出DNA的复 制，DNA的转录、 翻译。 通过习题演 练加深对中心法 则的理解。 积极思维，与 必修一中的细胞 分化实质相联系， 进一步理解基因 的选择性表达。
第三节基因控制蛋白质的合成 知识梳理 一、从基因到蛋白质 1.基因是具有遗传效应的DNA片段；遗传信息是指碱基排列顺序。基因遗传信息的表达是通过基因控制蛋白质的合成来实现的。 2.转录场所：细胞核。模板：DNA的一条链。原料：4种核糖核苷酸。产物：mRNA。遵循碱基互补配对原则。注意转录时U代替T与A配对。特点：边解旋边转录。 3.遗传密码 遗传学上把决定1种氨基酸的3个相连的碱基叫做一个“密码子”。通过密码子表了解：所有生物共用一套密码子；每种氨基酸可对应1种或多种密码子，而每种密码子只决定1种氨基酸；共有64种密码子，决定氨基酸的为61种。基因突变，生物性状一定改变吗？不一定。 4.翻译 场所：蛋白质。模板：mRNA。原料氨基酸。产物：多肽。翻译过程分为起始、延伸、终止等阶段，信使RNA合成后，从核孔进入细胞质与核糖体结合；氨基酸到达核糖体通过tRNA运输。tRNA组成：一端携带氨基酸，另一端有3个碱基。tRNA与氨基酸的关系：一种tRNA只能转运一种氨基酸、一种氨基酸可以被多种tRNA转运。 二、基因对性状的控制 基因作为遗传物质，其主要功能是把遗传信息转变为有特定氨基酸，按一定顺序构成的多肽和蛋白质，从而决定生物的性状。 三、人类基因组计划 （1）主要内容：完成人体24条染色体上的全部基因的遗传作图、物理作图和全部碱基序列测定。 （2）后续研究与开发：主要是开展与重大疾病、重要生理功能相关的基因和蛋白质，以及重要病原菌功能基因组的研究与开发。 知识导学 1.对遗传信息的遗传和表达我们可以参照图形理解： 五条线路均遵循碱基互补配对原则： ①DNA→DNA：以DNA作为遗传物质的生物的自我复制。 ②RNA→RNA：以RNA作为遗传物质的生物的自我复制。 ③DNA→RNA：遗传信息从DNA流向RNA的转录过程。 ④RNA→蛋白质：细胞质核糖体上的翻译过程。 ⑤RNA→DNA：在逆转录酶作用下以RNA为模板合成DNA的过程。 注意：科学家发现了疯牛病的病原体——朊病毒，其化学成分是蛋白质。朊病毒是有感染性的错误折叠的结构异常蛋白质，能促使与其有相同氨基酸序列的蛋白质发生同样错误折叠，朊病毒的发现对现代遗传理论有一定的补充作用。 2.基因对性状的控制有两种情况：一是通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物性状。另一情况是通过控制蛋白质的分子结构来直接影响性状。 疑难突破 1.如何理解转录的过程？ 剖析：转录是在细胞核内进行的，是以DNA的一条链为模板，合成mRNA的过程。
教学准备 1. 教学目标 1.1 知识与技能： ①概述遗传信息的转录和翻译。 ②运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系。 1.2过程与方法： ①作好本章的引子。 ②准确把握主干知识与侧枝内容的教学要求 充分利用教材中的插图 1.3 情感态度与价值观： ①认同基因指导蛋白质合成的方法 2. 教学重点/难点 2.1 教学重点 ①遗传信息转录和翻译的过程 2.2 教学难点 ①遗传信息的翻译过程。 3. 教学用具 教学课件 4. 标签 教学过程 引入新课 片段1：导入
师：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？ 生：讨论、争论，看图，形成新的问题 （提出探究的问题，引起悬念，明确探究的目标） 师：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？ 生：需要使恐龙DNA上的基因表达出来，表现恐龙的特性。 师：看来要解决这个问题，我们还需要研究“基因的表达”。引导学生看本章的章图。询问学生看懂了什么，又产生了哪些问题。 师：基因是如何指导蛋白质合成的？导入新课。 片段2学习转录过程 师：DNA在细胞核中，而蛋白质合成是在细胞质中进行的，两者如何联系起来？ 推测有一种物质能够作为传达DNA信息的信使，科学家发现此物质就是RNA。 师：如何解读DNA信息？ 生：看图分析比较核糖和脱氧核糖的区别，通过图形和CAI课件的演示，认识遗传信息的转录过程，并且完成对比表格。 RNA与DNA的比较
师：DNA是如何转录的，特点是什么？转录的单位是什么？转录与复制有何异同？ （通过问题的步步深入，学生推理分析，形成结论） 生：学生阅读教材找到答案。 （结合图解、讲CAI课件，认识转录的过程） 教师讲述：DNA相当于总司令。在战争中，如果总司令总是深入前沿阵地直接指挥， 就会影响他指挥全局。DNA被核膜限制在细胞核内，必须先把遗传信息传给mRNA，这一过程称为转录。 教师提问：为什么mRNA适于作DNA的信使呢？DNA的遗传信息是怎样传给mRNA 的？ 结合多媒体课件或图示教师精讲点拨： ①DNA双螺旋解开，DNA双链的碱基得以暴露，其中一条链提供准确模板； ②游离的核苷酸随机地与DNA链的碱基碰撞，当核苷酸的碱基与DNA的碱基互补时，两者以氢键结合。 ③新结合的核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上； ④合成的mRNA从DNA链上释放，而后，DNA双链恢复。 学生听讲、阅读、思考，师生讨论共同完成以上问题，即①mRNA为单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中；②转录成的RNA的碱基序列， 与供转录用的DNA单链的碱基序列之间的碱基是互补配对关系，与DNA双链间碱基互补 配对不同的是，RNA链中与DNA链的A配对的是U，不是T。这样转录出的这个mRNA 与DNA另一条链的碱基序列基本相同，只是DNA链上T的位置，RNA链上是U，从而 保证了转录的准确性。 教师讲述：转录与复制都需要模板、都遵循碱基互补配对规律，等等。可以从所需条件、过程中的具体步骤和过程中所表现出的规律等角度进行对比分析。 师：转录得到的RNA仍是碱基序列，而不是蛋白质。那么，RNA上的碱基序列如何 能变成蛋白质中氨基酸的种类、数量和排列顺序呢？RNA如何将信息翻译成蛋白质？
第1节基因指导蛋白质的合成 一、学习目标： 1.概述遗传信息的转录和翻译的过程。 2.运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系。 二、教学重点和难点: 1.教学重点: （1）了解基因控制蛋白质合成的中间物质──ＲＮA的基本单位、化学组成和种 类,以及它与DNA在组成、结构、功能和分布等方面的异同; (２)理解基因表达的转录和翻译的概念及过程； (３）比较转录和翻译的异同； （4)认知和区分相关概念:遗传信息、遗传密码、密码子与反密码子； (5)计算问题：基因(ＤNA)碱基、RNA碱基和氨基酸的对应关系。 2.教学重难点: (1)理解基因表达的转录和翻译的概念和过程 （2)认知和区分相关概念:遗传信息、遗传密码、密码子与反密码子; （3)计算问题：基因(DＮA)碱基、RNA碱基和氨基酸的对应关系,以图解方法解决。 三、教学方法: 创设问题情境，结合教材有关转录和翻译的图解、各种对比表及flash动画演示，化抽象为具体，达到形象和直观的教学效果。 四、课时安排：1 课时 五、教学过程
与蛋白质 合成有关 的计算 基因的表达过程是在细胞中完成的。DＮA分子、 RNA分子、氨基酸分子和核糖体,线粒体等众多 细胞器一道,完成遗传信息的转录和翻译过程。 在组成蛋白质的肽链合成后，就从核糖体与ｍ RNA的复合物上脱离,经过一系列步骤，被运送 到各自的岗位,盘曲折叠成具有特定空间结构和 功能的蛋白质分子,开始承担细胞生命活动的各 项职责。 归纳遗传信息流动方向: 与蛋白质合成有关的计算: 思考：DＮＡ的碱基、ｍRNA的碱基与氨基 酸个数的关系？ 例：一条多肽链中有氨基酸1 0０0个,则作为合 成该多肽链模板的信使ＲNＡ和用来转录该信使 RNＡ的基因分子分别至少有碱基多少个？ A.３000个和3 000个Ｂ．１ 000个和3 ０00个 C.1 00０个和4 000个 D.３ 000 个和6 0００个 小结: DNA的碱基数:mＲNA的碱基数:蛋白质的氨 基酸数= 6:3：１ 从理论上和 实际情况两 种可能性讨 论,认识保 护物种的意 义。 完成练习。 六、教学反思 由于本节内容抽象复杂, 插图多, 涉及的物质种类也比较多，应要求学生做好课前预习。教学中，在处理主干知识和侧枝内容的关系时,要做到合理分配时间,明确不同内容的教学要求。教师要注意将知识及时进行归纳、比较和总结。要让学生了解各个知识点间的内在关系,又要能简洁、清晰地概述转录和翻译的过程。教师在备课时，一定要仔细分辨并揣摩插图所表达的意思，并能将不同的插图内容与教学流程有机地结合起来。在对插图的处理上,还应分清主次和
第四章 基因的表达 第1节 基因指导蛋白质的合成 1、RNA 的结构： （1）、组成元素：C 、H 、O 、N 、P （2）、基本单位：核糖核苷酸（4种） （3）、结构：一般为单链 2、 3、种类及功能???? ? 信使RNA mRNA ：携带遗传信息，蛋白质合成的模板转运RNA tRNA： ：识别并运载氨基酸 核糖体RNA rRNA ：核糖体的组成成分 病毒中RNA 的功能：遗传物质携带遗传信息，含有控制病毒蛋白质合成及性状表达的全套的基 因，对宿主细胞具有感染能力。 特别提醒：细胞中的极少数RNA 还具有催化作用。 4、遗传信息的转录： （1）概念：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。（注：叶绿体、线粒体也有转录） （2）转录的条件：模板、原料、能量、酶等。 （3）转录的场所：主要在细胞核 （4）转录的模板：以DNA 的一条链为模板 （5）转录的原料：4种核糖核苷酸（尿嘧啶核糖核苷酸、鸟嘌呤核糖核苷酸、腺嘌呤核糖 核苷酸、胞嘧啶核糖核苷酸） （6）转录的产物：一条单链的mRNA （7）转录的原则：碱基互补配对原则
5、遗传信息的翻译： （1）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。（注：叶绿体、线粒体也有翻译） （2）翻译的条件：模板、原料、能量、酶、转运工具 （3）翻译的场所：细胞质的核糖体上 （4）翻译的原料：游离的氨基酸 （5）翻译的模板：一条mRNA单链 （6）翻译的产物：具有一定氨基酸序列的多肽链（或蛋白质） （7）翻译的原则：碱基互补配对原则 （8）翻译的具体过程图解： →→ 6、密码子表
基因指导蛋白质合成 1 教材分析 1.1 地位作用 “基因指导蛋白质合成”是普通高中课程标准实验教科书生物必修二“遗传与进化”第四章内容。本节课的内容是在学习了《基因的本质》的基础上所进行的，学好本节课程即可以使学生巩固前面的知识，也为学好基因突变做好铺垫。 1.2 主要内容 基因是生命活动的控制者，蛋白质是生命活动的重要体现者，本节内容将生命活动中的两大物质紧密联系起来。通过学习本节课程内容，掌握DNA和RNA、转录与翻译、密码子与反密码子、3种RNA等概念及其之间的关系。 2 教学目标及重、难点 2.1 教学目标 知识目标：概述遗传信息的转录和翻译。 能力目标：运用数学方法，分析碱基与氨。基酸的对应关系 情感目标：在学习生命活动过程中，认同保护物种的意义。 2.2 教学重点和难点 2.2.1 教学重点： （1）了解基因控制蛋白质合成的中间物质—RNA的基本单位、化学组成和种类，以及它与DNA在组成、结构、功能和分布等方面的异同； （2）理解基因表达的转录和翻译的概念及过程； （3）比较转录和翻译的异同； （4）认知和区分相关概念：遗传信息、遗传密码、密码子与反密码子； （5）计算问题：基因（DNA）碱基、RNA碱基和氨基酸的对应关系。 2.2.2 教学难点：
（1）理解基因表达的转录和翻译的概念和过程； （2）基因（DNA）碱基、RNA碱基和氨基酸的对应关系，以图解方法解决。 3 教学策略 由于本节课比较抽象，学生对转录与翻译过程的空间结构变化会不理解，但这同时也是本节课的重点。所以我会利用动画把抽象的知识直观化，让同学能更好的理解反应过程。在这节课的末尾，利用习题巩固所学的知识。 4 教学过程 第一课时 4.1 提出问题，创设情境，引入课题 教师活动：播放5分钟《侏罗纪公园》电影。 提问：电影中的科学家是怎么使已灭绝的动物复活的？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？ 学生活动：学生观看、讨论和回答问题。（学生可能会想到，需要使恐龙DNA上的基因表达出来，表现恐龙的特性。） 结论：基因（DAN）就像一张蓝图，生物体就是根据这张蓝图用蛋白质构建起来的。要解决这个问题，我们还需要研究“基因的表达”。 4.2 引入课题：基因指导蛋白质的合成 教师活动：提出问题：基因是如何指导蛋白质合成？基因在细胞核中，而蛋白质合成是在细胞质的核糖体上进行的，在细胞核的基因如何控制在细胞之中的蛋白质合成呢？ 学生活动：思考，有中间物质传递信息。 结论：在DNA和蛋白质之间，有一种中间物质能够作为传达DNA信息的信使，科学家发现此物质就是RNA。 4.3 遗传信息的转录 教师活动：RNA由是如何解读DNA的信息呢？
学校：陆河中学学科：生物编写人：彭成仰 第四章第1节基因指导蛋白质的合成 一、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。 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 七．课时安排：2课时内容和练习各一节 八．教学过程 第一课时 ㈠复习检查、总结疑惑 基因--------蛋白质方式（二）本节课的重点 ㈢合作探究，精讲点拨 讨论：遗传物质DNA一般都存在于细胞核中，而蛋白质的合成则是在细胞质的核糖体上进行的，那么细胞核中的DNA是如何控制细胞质中蛋白质的合成过程的？引导学生推断可能的两种途径（直接或间接），然后讨论哪种途径是可行的。好比具有不同语言的两个国家间的交往一样，必须时常委派一些能懂这两国语言的使者才能进行友好往来。使学生知道细胞核中DNA所携带的遗传信息也必须通过中间媒介传递到细胞质中，才能指导蛋白质的合成。 教师讲述：大量的科学实验表明，信息的传递不是由DNA直接传递给蛋白质的，而是在细胞核中先把DNA的遗传信息传递给RNA，然后RNA进入细胞质中，在蛋白质合成中起模板作用。我们把这种RNA形象地叫做信使RNA，简写为mRNA。此外还有转运RNA，
基因指导蛋白质的合成专题 1、遗传信息的转录： （1）概念：在细胞核中，以DNA的DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。（注：叶绿体、线粒体也有转录） （2）转录的条件：模板、原料、能量、 酶等。 （3）转录的场所：主要在细胞核 （4）转录的模板：以DNA的一条链为 模板 （5）转录的原料：4种核糖核苷酸（尿 嘧啶核糖核苷酸、鸟嘌呤核糖核苷酸、 腺嘌呤核糖核苷酸、胞嘧啶核糖核苷 酸） （6）转录的产物：一条单链的mRNA （7）转录的原则：碱基互补配对原则 2、遗传信息的翻译： （1）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。（注：叶绿体、线粒体也有翻译） （2）翻译的条件：模板、原料、能量、酶、转运工具 （3）翻译的场所：细胞质的核糖体上 （4）翻译的原料：游离的氨基酸 （5）翻译的模板：一条mRNA单链 （6）翻译的产物：具有一定氨基酸序列的多肽链（或蛋白质） （7）翻译的原则：碱基互补配对原则
3、遗传信息、密码子和反密码子 基因中脱氧核苷酸种类、数目和排列顺序的不同，决定了遗传信息的多样性 64种，其中61种：能翻译出氨基酸；3种：终止密码子，不能翻译氨基酸 61 5、遗传信息，密码子，反密码子的位置，可用如图表示：
6、基因对性状控制的方式 (1)直接途径：基因――→控制蛋白质结构――→控制 生物性状，如镰刀型细胞贫血症、囊性纤维病。 (2)间接途径：基因――→控制酶的合成激素合成 ――→控制细胞代谢――→控制 生物性状，如白化病、豌豆的 粒形。 7、基因的表达知识简图 1、某生物基因表达过程如图所示。下列叙述与该图相符的是( ) A ．在RNA 聚合酶作用下DNA 双螺旋解开 B ．DNA －RNA 杂交区域中A 应与T 配对 C ．mRNA 翻译只能得到一条肽链 D ．该过程发生在真核细胞中 【解析】 在进行转录时，RNA 聚合酶与DNA 分子的某一启动部位相结合，使DNA 片段的双螺旋解开，选项A 正确；图示DNA 上的碱基A 应与RNA 上的碱基U 配对，选项B 错误；图示一个mRNA 分子上有若干个核糖体同时进行多条多肽 链的合成，故选项C 错误；在真核细胞中，转录在细胞核内进行，翻译在核糖体上进行，二者不能同时进行，选项D 错误。 【答案】 A 2、蛋白质种类繁多，功能多样，是生物体生命活
高中生物标准教材 高二生物：第一节基因指导蛋白质的合成教学设计(参考文 Biology is a science that studies the types, structures, functions, behaviors, development, and origin and evolution of organisms at all levels. 学校：______________________ 班级：______________________ 科目：______________________ 教师：______________________
--- 专业教学设计系列下载即可用 --- 高二生物：第一节基因指导蛋白质的合成 教学设计(参考文本) 1.教学重点 （1）了解基因控制蛋白质合成的中间物质──rna的基本单位、化学组成和种类，以及它与dna在组成、结构、功能和分布等方面的异同； （2）理解基因表达的转录和翻译的概念和过程； （3）比较转录和翻译的异同； （4）认知和区分相关概念：遗传信息、遗传密码、反密码子； （5）计算问题：基因(dna)碱基、rna碱基和氨基酸的对应关系。
2.教学重难点 （1）理解基因表达的转录和翻译的概念和过程 （2）认知和区分相关概念：遗传信息、遗传密码、反密码子； （3）计算问题：基因(dna)碱基、rna碱基和氨基酸的对应关系，以图解方法解决。 3.教学建议 结合教材有关转录和翻译的图解或模型动画演示。 4.课时安排 3 课时 5.教学过程 学习 阶段教师组织和引导学生 活动教学 意图 导学 引入课题
第四章基因的表达 第1节基因指导蛋白质的合成 [学习目标] 1.掌握DNA和RNA分子的异同。2.描述遗传信息的转录和翻译的过程。(重、难点)3.理解遗传信息、密码子、反密码子的区别。(重点) 知识点1 遗传信息的转录 请仔细阅读教材第62～63页，完成下面的问题。 1．RNA的组成及种类 (1)基本单位及组成
(2)结构：一般是单链，且比DNA短。 (3)RNA的种类及功能 2.DNA和RNA的比较
3.转录 (2)过程
知识点2 遗传信息的翻译 请仔细阅读教材第64～67页，完成下面的问题。 1．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，叫作翻译。 2．密码子 (1)含义：mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基。 (3)密码子与氨基酸对应关系 ①一种密码子决定1种氨基酸。 ②1种氨基酸可能对应一种或多种密码子。 (4)特性 ①通用性：地球上几乎所有的生物体都共用一套密码子。 ②简并性：一种氨基酸可能有几个密码子。 3．tRNA
(1)结构：类似三叶草的叶形，一端是携带氨基酸的部位，另一端有3个碱基能和mRNA上的密码子互补配对，叫反密码子。 (2)功能：携带、转运氨基酸，识别密码子。 (3)种类：61种。 (4)与氨基酸对应关系 ①一种tRNA只能运输一种氨基酸。 ②一种氨基酸可由一种或几种tRNA运输。 4．翻译过程
(1)场所：核糖体。 (2)原料：氨基酸。 (3)模板：mRNA。 (4)转运工具：tRNA。 (5)原则：碱基互补配对原则。 (6)产物：蛋白质。 5．多聚核糖体的作用 通常，一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，因此，少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的