第三节基因控制蛋白质的合成教学案。

老师会对课本中的主要教学内容整理到教案课件中，大家应该开始写教案课件了。我们制定教案课件工作计划，才能对工作更加有帮助！你们会写多少教案课件范文呢？为了让您在使用时更加简单方便，下面是小编整理的“第三节基因控制蛋白质的合成教学案”，仅供您在工作和学习中参考。

学习目标：1.基因的本质，基因、DNA和染色体的关系
2．转录和翻译的过程
3．基因的功能及中心法则的内容
4．基因、环境与性状的关系
5．人类基因组计划的内容
[教材梳理]

一、从基因到蛋白质
1．基因的概念
基因是DNA分子上具有遗传效应的片段；基因的表达是通过基因控制蛋白质的合成来实现的。
2．转录和翻译
(1)转录：
①
②过程：
③遗传密码子：
a．概念：mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基。
b．种类：64种。
(2)翻译：
①概念：按照mRNA上密码子的信息指导氨基酸分子合成多肽链的过程。
②场所：细胞质。
③条件：mRNA、tRNA、核糖体、多种氨基酸和多种酶的共同参与。
④过程：
⑤遗传信息传递方向：mRNA→多肽。
二、基因对性状的控制
1．基因的主要功能：把遗传信息转变为由特定的氨基酸按一定的顺序构成的多肽和蛋白质，从而决定生物体的性状。
2.中心法则：
3．信息流：遗传信息可以从DNA流向DNA，即完成DNA的自我复制过程，也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译过程。
4．完善：历经考验后的中心法则，补充了遗传信息从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA这两条途径，比以往更加完善。
5．基因对性状的控制
(1)生物体的性状包括生物体所表现出来的形态特征和生理生化特性。
(2)生物体的一个性状有时由1个基因决定，有时受多个基因的影响；单个基因也会影响同一生物体的多种性状。
三、人类基因组计划
1．启动时间：1990年。
2．主要内容：完成人体24条染色体上的全部基因的遗传图谱、物理图谱和序列图谱和基因图谱绘制。
[牛刀小试]

一、遗传信息的转录
1．结合第四章第二节DNA的结构，比较DNA和RNA。
2.遗传信息、密码子、反密码子的比较
存在位置含义生理作用
遗传
信息DNA脱氧核苷酸(碱基对)的排列顺序直接决定mRNA中碱基的排列顺序，间接决定氨基酸的排列顺序
密码子mRNAmRNA上3个相邻的碱基直接决定氨基酸的排列顺序
反密码子_tRNA与密码子互补的3个碱基识别密码子
3.仔细分析教材P77图4－12，探究下列问题：
如下所示为一段DNA分子，如果以β链为模板进行转录，试回答下列问题：
(1)写出对应的mRNA的碱基序列。
提示：……AUGAUAGGGAAAC……。
(2)转录成的RNA的碱基序列，与作为模板的DNA单链的碱基序列有何关系？与DNA的另一条链的碱基序列相比有哪些异同？
提示：①转录成的RNA的碱基序列，与作为模板的DNA单链的碱基序列互补配对。
②相同点：a.碱基数目相等；b.都含A、G、C3种碱基。不同点：RNA中含有U，DNA中含有T。
二、遗传信息的翻译
1．结合教材P79表4－1中20种氨基酸的密码子表思考：
(1)密码子有多少种？在蛋白质合成过程中都决定氨基酸吗？
提示：密码子共有64种，但有3种为终止密码子，不决定氨基酸，决定氨基酸的密码子有61种。
(2)一种氨基酸可能对应几个密码子，这一现象称做密码的简并，密码的简并对生物体的生存发展有什么意义？
提示：密码的简并在遗传的稳定性和提高翻译速率上有一定的意义，具体如下：
①当密码子中有一个碱基改变时，由于密码的简并，可能并不会改变对应的氨基酸。
②当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸可以保证翻译的速率。
2．结合图解，思考：
(1)基因中的碱基数、mRNA分子中的碱基数、蛋白质分子中的氨基酸数之间有何数量关系？
提示：基因中的碱基、mRNA分子中的碱基与蛋白质分子中的氨基酸三者之间的数量比为6∶3∶1。
(2)在蛋白质合成过程中，DNA中碱基数、mRNA中碱基数、氨基酸数是否一定遵循以上数量关系？
提示：不一定。因在一段多肽链对应的mRNA中含有不编码氨基酸的终止密码子，而在其对应的DNA中，还含有一些不能转录为mRNA的DNA片段。
3．判断正误
(1)氨基酸与密码子之间具有一一对应的关系。(×)
(2)转录过程也遵循碱基互补配对原则，即A与T配对，G与C配对。(×)
(3)基因上决定一个氨基酸的三个相邻碱基是一个密码子。(×)
(4)tRNA只含三个碱基，它在翻译过程中起到重要作用。(×)
(5)终止密码子是能使转录过程终止的密码子。(×)
4．连线
三、基因对性状的控制和人类基因组计划
1．阅读教材P82～83，探究下列不同生物的遗传信息是如何传递的。(用中心法则表示)
(1)以DNA为遗传物质的生物中遗传信息是如何传递的？请书写传递过程图解。
提示：。
(2)在以RNA为遗传物质的生物中遗传信息是如何传递的？请书写传递过程图解。
①含有RNA复制酶的生物：
提示：。
②含有逆转录酶的生物：
提示：。
2．病毒的遗传信息传递过程能发生在病毒自身体内吗？
提示：不能。只能发生在宿主细胞内。
3．判断正误
(1)细胞生物可发生“中心法测”中的全部箭头所表示的信息流。(×)
(2)由于人体细胞中X、Y染色体差别较大，故“人类基因组计划”要测定24条染色体的遗传序列。(√)
[重难突破]

一、DNA复制与转录、翻译的比较
项目DNA复制转录翻译
场所主要是细胞核主要是细胞核主要是细胞质中的核糖体
模板DNA的两条链DNA的一条链mRNA
原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸20种氨基酸
时间细胞分裂间期生物生长发育的过程中
产物2个相同的DNARNA(mRNA、tRNA、rRNA)有一定氨基酸排列
顺序的蛋白质
特点边解旋边复制，
半保留复制边解旋边转录，
DNA仍保留1个mRNA分子可结合多个核糖体，提高合成蛋白质的速度
研究
方法可用放射性
同位素标记“T”可用放射性
同位素标记“U”可用放射性同位素
标记“氨基酸”
联系
[特别提醒]
(1)一个mRNA翻译出的多肽链不一定是一条，可以同时附着多个核糖体，翻译出多条多肽链。
(2)从核糖体上脱离下来的只是肽链，肽链还要进一步加工，才能成为具有生物活性的蛋白质。
二、转录、翻译中的有关计算
1．基因中碱基、RNA中碱基和氨基酸的数量关系
(1)转录时只以DNA的一条链为模板，因此转录形成的mRNA分子中的碱基数目是基因中碱基数目的1/2。
(2)翻译过程中，mRNA中每3个碱基决定1个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中氨基酸数目是mRNA中碱基数目的1/3。
2．基因控制蛋白质合成过程中的几种数量关系
基因中碱基数∶mRNA中碱基数∶蛋白质中氨基酸数＝6∶3∶1。
[特别提醒]
(1)上述比例关系只是针对基因中的碱基，而不是整个DNA分子。
(2)由于终止密码子的存在，mRNA中碱基数比氨基酸数的3倍还要多一些，注意题目中是否有限定词，如“最少”等。
三、基因与性状的关系
1．生物体的性状是由基因决定的，常见的是一个基因决定一个性状，但有些基因还会影响多种性状。另外，生物体的一个性状有时还受多个基因的影响，如身高。
2．生物的性状是由基因决定的，同时还受环境条件的影响，性状是基因和环境共同作用的结果，即表现型＝基因型＋环境条件。
[考向聚焦]

[例1]　(浙江高考)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；由图示知，转录该细胞和翻译是同时进行的，只能发生在原核细胞内，选项D错误。
[答案]　A
[例2]　科学家证实：引起艾滋病的人类免疫缺陷病毒(HIV)是一种逆转录病毒。下列能正确表示HIV感染人体过程的“遗传信息流”的示意图是()
A.
B.
C.
D.

[解析]　HIV是以RNA为遗传物质的病毒，能控制宿主细胞合成逆转录酶，以RNA为模板逆转录生成DNA，该DNA和人体细胞核内的DNA整合在一起，整合后的HIV的DNA分子在人体细胞中复制、转录出RNA，以RNA为模板翻译成病毒的蛋白质。该DNA转录而来的RNA可作为HIV的遗传物质。该病毒无法控制宿主细胞合成RNA复制所需要的酶，故HIV的RNA不能复制。

[答案]　D
[例3]　下面为脉孢霉体内精氨酸的合成途径示意图：
从图中可得出()
A．一种物质的合成只受一个基因的控制
B．基因可通过控制酶的合成来控制代谢
C．若基因②不表达，则基因③和④也不表达
D．若基因③不存在，但瓜氨酸仍可合成精氨酸琥珀酸
[解析]　基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物的性状。由示意图可知，精氨酸的合成需要酶①②③④的参与，而它们分别受基因①②③④的控制。基因具有一定的独立性，基因②不表达时，基因③、④仍可表达，只是无法合成精氨酸。若基因③不存在，酶③不能合成，则瓜氨酸→精氨酸琥珀酸的途径不能进行。
[答案]　B
基因、蛋白质、环境和性状之间的关系

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?[网络构建]

填充：①转录　②翻译　③逆转录
④核糖体⑤核糖核苷酸
?[关键语句]
1．以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则合成RNA的过程称转录。
2．转录产生的RNA有信使RNA(mRNA)、核糖体RNA(rRNA)和转运RNA(tRNA)等。通过转录，DNA分子把遗传信息传递到mRNA上。
3．mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻碱基叫做一个遗传密码子，在全部64个密码子中，有61个密码子负责20种氨基酸的编码，其余3个为终止密码子，不编码任何氨基酸，作用是终止翻译过程。
4．翻译是指在细胞质中的核糖体上，严格按照mRNA上密码子的信息指导氨基酸分子合成为多肽链的过程。
5．tRNA的一端携带一个氨基酸，另一端有相对应的3个特定碱基，这3个碱基只能专一性地与mRNA上相对应的3个碱基配对。
6．基因的主要功能：把遗传信息转变为由特定的氨基酸按一定的顺序构成的多肽和蛋白质，从而决定生物体的性状。
7．生物体的基因组成(基因型)是性状表现必须具备的内在因素，生物体的一个性状有时受多个基因影响，而有些基因还会影响多种性状。表现型＝基因型＋环境。
8．人类基因组计划的主要内容：完成人体24条染色体上的全部基因的遗传图谱、物理图谱、序列图谱和基因图谱的绘制。
知识点一、从基因到蛋白质
1．对一个基因的正确描述是()
①基因是DNA分子上特定的片段　②它的分子结构首先由摩尔根发现　③它决定着某一遗传性状或功能　④它的化学结构不会发生变化
A．①和②　B．①和③
C．③和④D．①和④
解析：选B　基因是指具有遗传效应的DNA片段，即特定的片段；基因通过控制蛋白质的合成来实现对某遗传性状的控制或决定某一功能，如催化功能(酶)、调节功能(激素)；基因的化学结构在一定的内、外环境条件影响下也会发生变化。
2．(海南高考)关于RNA的叙述，错误的是()
A．少数RNA具有生物催化作用
B．真核细胞内mRNA和tRNA都是在细胞质中合成的
C．mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基称为密码子
D．细胞中有多种tRNA，一种tRNA只能转运一种氨基酸
解析：选B　真核细胞内的mRNA和tRNA主要是在细胞核中合成的；少数RNA是酶，具有催化作用；mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基称为一个密码子；tRNA具有特异性，一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。
3．[多选]DNA复制和转录的共同点是()
A．需要多种酶参与
B．只在细胞核内进行
C．遵循碱基互补配对原则
D．不需要ATP提供能量
解析：选AC　DNA复制和转录都以DNA为模板，DNA主要存在于细胞核内，但在叶绿体和线粒体中也含有少量的DNA，故DNA复制和转录可在细胞核内进行，也可在叶绿体和线粒体中进行。DNA复制和转录过程都需要ATP提供能量。
4．下列对中心法则所包含的各个过程的理解，不正确的是()
A．都在细胞核中进行
B．都需要细胞提供能量
C．都需要模板、酶和原料
D．都遵循碱基互补配对原则
解析：选A　中心法则的内容是：
，翻译过程在核糖体上进行。
5．同一物种的两类细胞各产生一种分泌蛋白，组成这两种蛋白质的各种氨基酸含量相同，但排列顺序不同。其原因是参与这两种蛋白质合成的()
A．tRNA种类不同
B．mRNA碱基序列不同
C．核糖体成分不同
D．同一密码子所决定的氨基酸不同
解析：选B　蛋白质中各种氨基酸的排列顺序是由mRNA上碱基序列所决定的。
知识点二、基因对性状的控制
6．如图为人体内蛋白质合成的一个过程，据图回答：
(1)图中所合成肽链的原料来自________和________。
(2)图中所示属于基因控制蛋白质合成过程中的________步骤；该步骤发生在细胞的________部分。
(3)图中Ⅰ是________，Ⅱ是________。按从左到右的次序写出Ⅱ内mRNA区段所对应的DNA中模板链的碱基排列顺序________________________。
(4)该过程不可能发生在()
A．神经细胞B．肝细胞
C．成熟的红细胞D．脂肪细胞
解析：图示为翻译步骤：以mRNA为模板，以tRNA为转运工具，按照碱基互补配对原则，形成具有一定氨基酸顺序的蛋白质。成熟的红细胞无细胞核，不再合成蛋白质。
答案：(1)食物　人体自身合成或原有蛋白质的分解　(2)翻译　细胞质(或核糖体)　(3)tRNA(或转运RNA)　核糖体　TGATTCGAA　(4)C
(时间：25分钟；满分：50分)
一、选择题(每小题2分，共20分)
1．“人类基因组计划”最新研究表明：人体24条染色体上含有2万到3.5万个基因，这一事实说明()
A．基因是有遗传效应的DNA片段
B．一个DNA分子上有许多个基因
C．基因是染色体片段
D．基因主要存在于染色体上
解析：选B　每条染色体上含有1个DNA分子，人类24条染色体上有24个DNA，却有2万到3.5万个基因，说明一个DNA分子上有许多个基因。
2．下列关于“中心法则及其发展”含义的叙述，不正确的是()
A．表示遗传信息的传递方向
B．表示基因控制蛋白质合成的过程
C．DNA只能来自DNA的复制
D．基因通过控制蛋白质的合成控制生物的性状
解析：选C　中心法则及其发展中还包含以RNA为模板合成DNA的逆转录过程。所以DNA不仅仅来自DNA的复制。
3．对于下列图解，正确的说法有()
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8种核苷酸　⑤共有5种核苷酸　⑥A均代表同一种核苷酸
A．①②③B．④⑤⑥
C．②③④D．①③⑤
解析：选C　由图可知，此过程是遗传信息的转录过程，整个过程涉及5种碱基：A、T、G、C、U，但由于组成DNA链的是四种脱氧核苷酸，组成RNA链的是四种核糖核苷酸，因此图解中共有8种核苷酸。
4．(上海高考)原核生物的mRNA通常在转录完成之前便可启动蛋白质的翻译，但真核生物的核基因必须在mRNA形成之后才能翻译成蛋白质，针对这一差异的合理解释是()
A．原核生物的tRNA合成无需基因指导
B．真核生物tRNA呈三叶草结构
C．真核生物的核糖体可进入细胞核
D．原核生物的核糖体可以靠近DNA
解析：选D　由题意可知原核生物的转录和翻译可以同步进行，翻译的场所核糖体与DNA靠得很近。
5．一个mRNA分子有m个碱基，其中G＋C有n个；由该mRNA合成的蛋白质有两条肽链。则其模板DNA分子的A＋T数、合成蛋白质时脱去的水分子数分别是()
A．m、m/3－1B．m、m/3－2
C．2(m－n)、m/3－1D．2(m－n)、m/3－2
解析：选D　由mRNA分子有m个碱基且G＋C＝n可知，此mRNA分子中A＋U＝m－n，控制其合成的DNA分子模板链中T＋A＝m－n个，模板DNA分子中A＋T＝2(m－n)个；由mRNA分子有m个碱基可知，其模板DNA分子中有2m个碱基，能控制合成含2m/6个氨基酸的蛋白质分子。题中给出，此蛋白质分子有两条肽链，脱去水分子数应为m/3－2。
6．合成一条含1000个氨基酸的多肽链，需要转运RNA的个数、信使RNA上的碱基个数和双链DNA上的碱基对数至少依次是()
A．1000个，3000个和3000对
B．1000个，3000个和6000对
C．300个，300个和3000对
D．1000个，3000个和1000对
解析：选C　选A　DNA分子控制蛋白质合成时，氨基酸数目∶tRNA的个数∶信使RNA上的碱基个数∶双链DNA上的碱基对数＝1∶1∶3∶3，本题中即为1000∶1000∶3000∶3000。
7．(四川高考)将牛催乳素基因用32P标记后导入小鼠乳腺细胞，选取仅有一条染色体上整合有单个目的基因的某个细胞进行体外培养。下列叙述错误的是()
A．小鼠乳腺细胞中的核酸含有5种碱基和8种核苷酸
B．该基因转录时，遗传信息通过模板链传递给mRNA
C．连续分裂n次后，子细胞中32P标记的细胞占1/2n＋1
D．该基因翻译时所需tRNA与氨基酸种类数不一定相等
解析：选C　A项，小鼠乳腺细胞属于真核细胞，其细胞中的核酸有两种：DNA和RNA，DNA中含氮碱基有A、G、C、T4种，RNA中含氮碱基有A、G、C、U4种，故小鼠乳腺细胞中含氮碱基共有A、G、C、T、U5种；根据含氮碱基与五碳糖的不同，细胞中DNA的基本组成单位脱氧核糖核苷酸有4种，RNA的基本组成单位核糖核苷酸有4种，故小鼠乳腺细胞中共有8种核苷酸。B项，基因的表达包括转录和翻译两个过程。转录时，以基因(有遗传效应的DNA片段)的一条链为模板，遵循碱基互补配对原则合成mRNA，将遗传信息由模板链传递到mRNA。C项，将小鼠乳腺细胞进行体外培养(原料中不含32P)，连续分裂n次后，产生的子细胞有2n个，根据DNA的半保留复制特点可知，其中只有2个细胞含32P，因此，子细胞中含32P标记的细胞占2/2n，即1/2n－1。D项，基因翻译时，每种tRNA上的反密码子对应mRNA上一种决定氨基酸的密码子，决定氨基酸的密码子共61种，而合成蛋白质的氨基酸约20种，所以翻译时所需tRNA与氨基酸种类数不一定相等。
8.如图为真核细胞中多聚核糖体合成蛋白质的示意图，据图判断，下列叙述不正确的是()
A．①主要在细胞核内合成，通过核孔进入细胞质
B．②彻底水解产物的种类比③彻底水解产物的种类多
C．此过程还需要RNA聚合酶参与
D．图示过程可提高蛋白质合成速率
解析：选C　此过程为翻译过程，不需要RNA聚合酶的参与。①是RNA，在细胞核中合成，通过核孔进入细胞质。②是核糖体，由rRNA和蛋白质组成，彻底水解产物包括20多种氨基酸和4种核糖核苷酸；③是多肽链，彻底水解产物包括20多种氨基酸。一条mRNA链可同时附着多个核糖体，翻译出多条多肽链，从而提高蛋白质合成速率。

9．(江苏高考)研究发现，人类免疫缺陷病毒(HIV)携带的RNA在宿主细胞内不能直接作为合成蛋白质的模板。依据中心法则(如图)，下列相关叙述错误的是()
A．合成子代病毒蛋白质外壳的完整过程至少要经过④②③环节
B．侵染细胞时，病毒中的蛋白质不会进入宿主细胞
C．通过④形成的DNA可以整合到宿主细胞的染色体DNA上
D．科学家可以研发特异性抑制逆转录酶的药物来治疗艾滋病
解析：选B　HIV的遗传物质是RNA，经逆转录④形成DNA可以整合到患者细胞的基因组中，再通过转录②和翻译③合成子代病毒的蛋白质外壳；侵染细胞时，HIV中的逆转录酶能进入宿主细胞；若抑制逆转录过程，则不能产生子代病毒的蛋白质和RNA，故科研中可以研发特异性抑制逆转录酶的药物来治疗艾滋病。
10.下列有关遗传信息传递过程的叙述，错误的是()
A．DNA复制、转录及翻译过程都遵循碱基互补配对原则
B．核基因转录形成的mRNA穿过核孔进入细胞质中参与翻译过程
C．DNA复制、转录和翻译的原料依次是脱氧核苷酸、核糖核苷酸和氨基酸
D．DNA复制和转录都是以DNA的一条链为模板，翻译则以mRNA为模板
解析：选D　DNA复制以DNA的两条链为模板，而转录以DNA的一条链为模板，翻译则以mRNA为模板。
二、非选择题(共30分)
11．(9分)根据下表蛋白质合成中遗传信息的传递过程，在下面表格中的空白处填入相应的字母并回答问题。
(1)丙氨酸的密码子是________，决定合成该氨基酸密码子的碱基是________。
(2)第二个氨基酸应是________。[半胱氨酸(UGC)、丝氨酸(UCC)、苏氨酸(ACC)、精氨酸(AGG)]。
(3)________链为转录的模板链，b链是储存遗传信息的链，密码子位于________链上。
(4)在控制合成胰岛素(含51个氨基酸)的基因中，至少含有________个脱氧核苷酸。
解析：首先根据mRNA上的密码子和tRNA上的反密码子的碱基是互补的，即c链和d链碱基互补，得出c链上第四个碱基是U，而恰好与a链相应位置上的A互补，又得出c链是以a链为模板进行转录得来的。理清上述关系，就可以很快填出表中的空，如下表。剩下的问题就迎刃而解了。
答案：(1)GCA　CGT　(2)半胱氨酸
(3)a　c　(4)306
12．(11分)如图表示有关遗传信息传递过程的模拟实验，分析回答：
(1)图①表示________过程，在植物体内进行的场所是____________________，图④所示实验过程与图③相比较，需要的特定的酶是____________________。
(2)需要解旋酶的过程有__________________，在高等动物细胞中普遍存在的生理过程是________(填代号)。
(3)各过程中，遵循“碱基互补配对原则”的有________(填代号)。
解析：这5个模拟实验就是经完善后的“中心法则”，其中遗传信息流动的5条途径中，各条途径所需要的条件与原料不同，得到的产物也不同。DNA中加入核糖核苷酸将得到RNA,而加入脱氧核苷酸将得到DNA，RNA中加入氨基酸将得到蛋白质。
答案：(1)转录　细胞核、线粒体、叶绿体　逆转录酶　(2)①②　①②⑤　(3)①②③④⑤
13．(10分)如图所示，图1为某种真菌线粒体中蛋白质的生物合成示意图，图2为其中一个生理过程的模式图。请回答下列问题：
(1)结构Ⅰ、Ⅱ代表的结构或物质分别为：________、__________________。
(2)完成过程①需要的物质是从细胞质进入细胞核的。它们是________________________________。
(3)据图分析，基因表达过程中转录的发生场所有__________________________。
(4)根据表格判断：[Ⅲ]为__________(填名称)，携带的氨基酸是________。若蛋白质2在线粒体内膜上发挥作用，推测其功能可能是参与有氧呼吸的第________阶段。
解析：(1)由图可知，结构Ⅰ是双层膜结构的核膜，Ⅱ是线粒体DNA。(2)过程①是核DNA转录合成RNA的过程，需要核糖核苷酸为原料，还需要酶和ATP。(3)核基因表达过程中的转录发生在细胞核中，线粒体DNA的转录场所是线粒体。(4)Ⅲ是tRNA，上面的3个特定的碱基(反密码子)和mRNA上的密码子是互补配对的，即mRNA上的密码子是ACU，故该tRNA携带的氨基酸是苏氨酸。线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，其中第三阶段在线粒体内膜上进行，故蛋白质2应该是参与有氧呼吸第三阶段的酶。
答案：(1)核膜　线粒体DNA
(2)ATP、核糖核苷酸、酶　(3)细胞核、线粒体　(4)tRNA　苏氨酸　三

[知识归纳整合]
解答此类问题，首先要识别模式图表示的生理过程，再根据复制、转录和翻译的相关知识解答，归纳如下：
1．DNA复制和转录图形的识别方法
(1)DNA两条链都作模板复制。
(2)DNA的一条链作模板转录。
2．mRNA与核糖体数量、翻译速度的关系
(1)数量关系：一个mRNA可同时结合多个核糖体，形成多聚核糖体。
(2)目的意义：少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。
(3)方向：从左向右(见图)，判断依据是多肽链的长短，长的翻译在前。
(4)结果：合成的仅是多肽链，要形成蛋白质往往还需要运送至内质网、高尔基体等结构中进一步加工。
(5)多聚核糖体中，每个核糖体合成的多肽链都相同。
[强化针对训练]
1．(安徽高考)如图表示细胞内某些重要物质的合成过程。该过程发生在()
A．真核细胞内，一个mRNA分子上结合多个核糖体同时合成多条肽链
B．原核细胞内，转录促使mRNA在核糖体上移动以便合成肽链
C．原核细胞内，转录还未结束便启动遗传信息的翻译
D．真核细胞内，转录的同时核糖体进入细胞核启动遗传信息的翻译
解析：选C　依图示，该细胞内转录和翻译同时进行，可直接判断出该过程发生在原核细胞内。在翻译过程中，核糖体是在mRNA上移动的。
2．如图甲、乙是真核生物遗传信息传递过程中的某两个阶段的示意图，丙为图乙中部分片段的放大示意图。对此分析合理的是()
A．甲、乙两过程均主要发生在细胞核内
B．甲过程发生在细胞核内，乙过程发生在细胞质内
C．催化甲、乙两过程的酶1、酶2、酶3是相同的
D．图丙中含有2种单糖、5种碱基、5种核苷酸
解析：选A　图甲为DNA的复制过程，图乙为转录过程，两过程均主要发生在细胞核内，故A正确，B错误。由于酶具有专一性，所以酶3与酶1、酶2不同，C错误。图丙中既含有脱氧核苷酸又含有核糖核苷酸，因此含有8种核苷酸，D错误。
3．如图是蛋白质合成过程示意图，下列相关叙述正确的是()
A．图中共有2种RNA
B．图示过程中碱基间的配对方式有3种
C．氨基酸②将与氨基酸①脱水缩合形成肽键
D．终止密码子位于b端
解析：选D　图示为翻译过程。图中共有mRNA、tRNA、rRNA3种RNA。碱基间的配对方式有A与U、G与C、U与A、C与G，共4种。翻译方向为由a端到b端，氨基酸③将与氨基酸②脱水缩合形成肽键。
4．(江苏高考改编)如图①～③分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程。请回答下列问题：
(1)细胞中过程②发生的主要场所是________。
(2)已知过程②的α链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54%，α链及其模板链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占29%、19%，则与α链对应的DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为________。
(3)由于基因中一个碱基对发生替换，而导致过程③合成的肽链中第8位氨基酸由异亮氨酸(密码子有AUU、AUC、AUA)变成苏氨酸(密码子有ACU、ACC、ACA、ACG)，则该基因的这个碱基对替换情况是___________________________________________________。
(4)人体不同组织细胞的相同DNA进行过程②时启用的起始点____________(选填“都相同”“都不同”或“不完全相同”)，其原因是___________________________________。
解析：(1)细胞中过程②是以DNA一条链为模板合成RNA的转录过程，转录的主要场所是细胞核。(2)α链中G＋U＝54%，G＝29%，则U＝25%，故其模板链对应区段中C＝29%，A＝25%；又其模板链对应区段中G＝19%，则T＝1－54%－19%＝27%，故另一条链对应区段中，A＝27%，则整个DNA区段中A＝(27%＋25%)/2＝26%。(3)根据异亮氨酸和苏氨酸的密码子可知，异亮氨酸变为苏氨酸很可能是T—A替换为C—G造成的。(4)由于不同组织细胞中基因进行选择性表达，故DNA进行转录过程启用的起始点不完全相同。
答案：(1)细胞核　(2)26%　(3)T—A替换为C—G(A—T替换为G—C)　(4)不完全相同　不同组织细胞中基因进行选择性表达

扩展阅读

4.1基因指导蛋白质的合成教学案

人教版必修二生物4.1基因指导蛋白质的合成教学案

一、RNA（阅读教材P62～63）
1．基本单位的组成
2．结构：一般是单链，长度比DNA短。
3．分类：分为信使RNA(mRNA)、转运RNA(tRNA)、核糖体RNA(rRNA)。
[注意]　
RNA是RNA病毒的遗传物质；部分酶的化学本质是RNA。
二、遗传信息的转录（阅读教材P62～63）
[注意]
(1)转录和复制都遵循碱基互补配对原则，复制时A－T配对，转录时A－U配对。
(2)判断某核酸片段是DNA还是RNA，采用以下方法
①根据五碳糖不同。
②根据含氮碱基不同。
③利用甲基绿—吡罗红染液进行染色。
三、遗传信息的翻译（阅读教材P64～67）
[注意]
(1)一个mRNA翻译出的多肽链不一定是一条，可以同时附着多个核糖体，翻译出多条多肽链。
(2)当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸可以保证翻译的速率。
重点聚焦
1．哪些细胞组分参与了蛋白质的合成？
2．什么是遗传密码？
3．基因如何指导蛋白质的合成？

[共研探究]
1．根据教材P62～63图4－1、4－2和DNA分子的结构，填写下表：
DNARNA
分布主要存在于细胞核中主要存在于细胞质中

化学组成基本组成单位脱氧核糖核苷酸核糖核苷酸
碱基嘌呤腺嘌呤(A)、
鸟嘌呤(G)腺嘌呤(A)、
鸟嘌呤(G)
嘧啶胞嘧啶(C)、
胸腺嘧啶(T)胞嘧啶(C)、
尿嘧啶(U)

五碳糖脱氧核糖核糖
结构规则的双螺旋结构通常为单链结构
2.如图为一段DNA分子，如果以β链为模板进行转录，试回答下列问题：
(1)写出对应的mRNA的碱基序列。
提示：……AUGAUAGGGAAAC……。
(2)mRNA与β链的碱基序列互补配对。
(3)mRNA与α链碱基序列的差异。
①相同点：a.碱基数目相等；b.都含A、G、C3种碱基。②不同点：mRNA中含有碱基U，α链中含有碱基T。
(4)RNA为什么能作为DNA的信使？
提示：①RNA的基本组成单位是核苷酸，含有4种碱基，可以储存遗传信息；②RNA一般是单链，比DNA短，能通过核孔，从细胞核进入细胞质；③组成RNA的碱基也严格遵循碱基互补配对原则。

[总结升华]
1．三种RNA的比较
mRNAtRNArRNA
分布
部位常与核糖体结合细胞质中与蛋白质结合
形成核糖体
结构

续表
mRNAtRNArRNA
功能翻译时作模板翻译时作搬运
氨基酸的工具参与核糖
体的组成
联系①组成相同：4种核糖核苷酸；
②来源相同：都由转录产生；
③功能协同：都与翻译有关
2.转录有关问题分析
(1)碱基互补配对关系：G—C、C—G、T—A、A—U。
(2)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。

(1)转录的基本单位是基因，而不是整个DNA。
(2)在真核细胞内，转录出来的RNA需经过加工才具有生物活性。

[对点演练]
1．从单尾金鱼卵细胞中提取RNA注入金鱼受精卵中，发育成的金鱼中有一些出现了单尾性状，这些RNA最可能是()
A．遗传物质　B．tRNA
C．mRNAD．rRNA
解析：选C　金鱼的遗传物质是DNA，A错误；tRNA和rRNA不参与性状的控制，B、D错误；mRNA携带着遗传信息，可以直接控制生物性状，C正确。
[共研探究]
1．根据图甲回答下列问题：
(1)图甲表示翻译过程，发生场所为细胞质(或核糖体)。
(2)翻译过程：
①原料：游离在细胞质中的各种氨基酸。
②模板：mRNA。
③结果：合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质。
2．由图乙可知：一条mRNA可同时附着多个核糖体，产生多条多肽链。
3．碱基与氨基酸之间的对应关系：组成生物体的氨基酸有20种，mRNA上的碱基有4种。
(1)1个碱基决定1个氨基酸时，可以编码41＝4种氨基酸。
(2)2个碱基决定1个氨基酸时，可以编码42＝16种氨基酸。
(3)3个碱基决定一个氨基酸时，可以编码43＝64种氨基酸。
所以至少需要3个碱基决定1种氨基酸才足以组合出构成蛋白质的20种氨基酸。
4．结合教材P65表4－1，回答下列问题：
(1)密码子有64种，终止密码子有3种，决定氨基酸的密码子有61种。
(2)判断正误
①一种氨基酸对应一种密码子。()
②密码子的简并性对遗传的稳定性和提高翻译速率有一定的意义。()
③密码子中一个碱基发生改变，对应的氨基酸一定改变。()
解析：①一种氨基酸可以有多个密码子，如缬氨酸有GUU、GUA、GUC等密码子。③ACU变为ACC(或ACA)，对应的氨基酸仍为苏氨酸。
答案：①×　②√　③×
5．结合图解，回答下列问题：

(1)基因中的碱基数∶mRNA分子中的碱基数∶蛋白质分子中的氨基酸数等于6∶3∶1。
(2)在蛋白质合成过程中，基因中碱基数、mRNA分子中的碱基数、蛋白质分子中的氨基酸数之比不一定(填“一定”或“不一定”)遵循以上数量关系，因为在一段多肽链对应的mRNA中含有不编码氨基酸的终止密码子，在其对应的DNA中，还含有一些不能转录为mRNA的DNA片段。

[总结升华]
1．DNA复制、转录与翻译的比较
项目DNA复制转录翻译
场所主要是细胞核主要是细胞核主要是细胞质
中的核糖体
模板DNA的两条链DNA的一条链mRNA
原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸20种氨基酸
时间细胞分裂间期生物生长发育的过程中
产物2个相同的
DNARNA(mRNA、tRNA、rRNA)有一定氨基酸排列顺序的蛋白质
特点边解旋边复制，
半保留复制边解旋边转录1个mRNA分子可结合多个核糖体，提高蛋白质的合成速率
研究
方法可用放射性
同位素标记“T”可用放射性同位素标记“U”可用放射性同位素标记“氨基酸”
联系

2．遗传信息、密码子和反密码子的关系
项目遗传信息密码子反密码子
作用控制生物的性状直接决定蛋白质中的氨基酸序列识别密码子，转运氨基酸
种类多样性64种61种
图解

3.密码子、反密码子及氨基酸数量的对应关系
由图可得出如下结论：
(1)由①⑥可知：除终止密码子外，一种密码子对应一种反密码子。
(2)由④⑤可知：一种氨基酸对应一种或多种密码子(或反密码子)。
(3)由②③可知：一种密码子(或反密码子)只对应一种氨基酸。
4．转录、翻译中的有关计算
(1)基因中碱基、RNA中碱基和氨基酸的数量关系
①转录时只以DNA的一条链为模板，因此转录形成的mRNA分子中的碱基数目是基因中碱基数目的1/2。
②翻译过程中，mRNA中每3个碱基决定1个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中氨基酸数目是mRNA中碱基数目的1/3。
(2)基因控制蛋白质合成过程中的相关数量关系
基因中碱基数∶mRNA中碱基数∶蛋白质中氨基酸数＝6∶3∶1。

(1)从核糖体上脱离下来的肽链还要进一步加工，才能成为具有生物活性的蛋白质。
(2)由于终止密码子的存在，mRNA中碱基数比氨基酸数的3倍还要多一些，注意题目中是否有限定词，如“最少”等。

[对点演练]
2．下列有关遗传信息传递过程的叙述，错误的是()
A．DNA复制、转录及翻译过程都遵循碱基互补配对原则
B．核基因转录形成的mRNA穿过核孔进入细胞质中参与翻译过程
C．DNA复制、转录和翻译的原料依次是脱氧核苷酸、核糖核苷酸和氨基酸
D．DNA复制和转录都是以DNA的一条链为模板，翻译则以mRNA为模板
解析：选D　DNA复制以DNA的两条链为模板，而转录以DNA的一条链为模板，翻译则以mRNA为模板。

1．下列哪项是DNA和RNA共同具有的()
A．双螺旋结构　B．脱氧核糖
C．尿嘧啶D．腺嘌呤
解析：选D　具有双螺旋结构的是DNA；脱氧核糖是DNA中特有的五碳糖；尿嘧啶是RNA中特有的碱基；腺嘌呤是DNA和RNA共同具有的碱基。
2．如图是DNA转录过程中的一个片段，其核苷酸的种类有()
A．4种B．5种
C．6种D．8种
解析：选C　作为模板的DNA中的A和转录而成的RNA中的A表示不同的核苷酸，分别为腺嘌呤脱氧核苷酸和腺嘌呤核糖核苷酸，以此类推，可知模板中的核苷酸一共有3种，而RNA中的核苷酸一共也有3种，故共有6种核苷酸。
3．tRNA与mRNA碱基互补配对现象可出现在真核细胞的()
A．细胞核中B．核糖体上
C．核膜上D．核孔处
解析：选B　tRNA与mRNA的碱基互补配对现象发生在翻译过程中，而翻译的场所是核糖体。
4．根据蛋白质合成中遗传信息的传递过程，在表格中的空白处填入相应的字母并回答问题。
(1)丙氨酸的密码子是________，决定编码该氨基酸的密码子的碱基是________。
(2)第二个氨基酸应是________。[半胱氨酸(UGC)、丝氨酸(UCC)、苏氨酸(ACC)、精氨酸(AGG)]
(3)________链为转录的模板链，是储存遗传信息的链，密码子位于________链上。
(4)在控制合成胰岛素(含51个氨基酸)的基因中，至少含有________个脱氧核苷酸。
解析：首先根据mRNA上的密码子和tRNA上的反密码子碱基互补配对，即c链和d链碱基互补配对，可以得出c链上第四个碱基是U，恰好与a链相应位置上的A互补，由此得出c链是以a链为模板转录而来的。理清上述关系，就可以将题中表格填写完整，具体如下：
DNA双链CGTACGa链
GCATGCb链
mRNAGCAUGCc链
tRNACGUACGd链
氨基酸丙氨酸半胱氨酸/
(1)根据表格可以看出丙氨酸的密码子是GCA，决定编码该氨基酸的密码子的碱基是a链上的CGT。(2)第二个密码子是UGC，所以第二个氨基酸应是半胱氨酸。(3)根据表格可以看出a链为转录的模板链，是储存遗传信息的链，密码子位于c链上。(4)基因中碱基数∶mRNA中碱基数∶蛋白质中氨基酸数＝6∶3∶1。故控制合成胰岛素的基因中至少含有的脱氧核苷酸数为51×6＝306。
答案：(1)GCA　CGT　(2)半胱氨酸　(3)a　c　(4)306

1．下列关于RNA的叙述，错误的是()
A．少数RNA具有生物催化作用
B．真核细胞内mRNA和tRNA都是在细胞质中合成的
C．mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基称为密码子
D．细胞中有多种tRNA，一种tRNA只能转运一种氨基酸
解析：选B　少数RNA是酶，具有催化作用；真核细胞内的mRNA和tRNA主要是在细胞核中合成的；mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基称为1个密码子；tRNA具有特异性，一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。
2．下列关于遗传信息和遗传密码在核酸中的位置和它们的碱基构成的叙述，正确的是()
A．遗传信息位于mRNA上，遗传密码位于DNA上，碱基构成相同
B．遗传信息位于DNA上，遗传密码位于mRNA、tRNA或rRNA上，碱基构成相同
C．遗传信息和遗传密码都位于DNA上，碱基构成相同
D．遗传信息位于DNA上，遗传密码位于mRNA上，碱基构成不同
解析：选D　遗传信息是DNA分子上脱氧核苷酸的排列顺序。RNA分为mRNA、tRNA和rRNA，mRNA上具有密码子，tRNA具有运载氨基酸的作用，故A、B、C错误。构成DNA的碱基是A、T、G、C，构成RNA的碱基是A、U、G、C，故它们的碱基构成不同。
3．如图甲、乙是真核生物遗传信息传递过程中的某两个阶段的示意图，丙为图乙中部分片段的放大示意图。对此分析合理的是()
A．甲、乙两过程均主要发生在细胞核内
B．甲过程发生在细胞核内，乙过程发生在细胞质内
C．催化甲、乙两过程的酶1、酶2、酶3是相同的
D．图丙中含有2种单糖、5种碱基、5种核苷酸
解析：选A　图甲为DNA的复制过程，图乙为转录过程，两过程均主要发生在细胞核内，故A正确，B错误。由于酶具有专一性，所以酶3与酶1、酶2不同，C错误。图丙中既含有脱氧核苷酸又含有核糖核苷酸，因此含有8种核苷酸，D错误。
4．下列关于复制、转录和翻译的叙述，正确的是()
A．转录时以脱氧核糖核苷酸为原料
B．真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂前期
C．转录时RNA聚合酶能识别DNA中特定碱基序列
D．细胞中有多种tRNA，一种tRNA能转运多种氨基酸
解析：选C　转录时以核糖核苷酸为原料合成RNA，A错误；真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期，B错误；一种tRNA只能转运一种氨基酸，D错误。
5．合成一条含1000个氨基酸的多肽链，需要转运RNA的个数、信使RNA上的碱基个数和双链DNA上的碱基对数至少依次是()
A．1000个，3000个和3000对
B．1000个，3000个和6000对
C．300个，300个和3000对
D．1000个，3000个和1000对
解析：选A　DNA分子控制蛋白质合成时，氨基酸数目∶tRNA的个数∶信使RNA上的碱基个数∶双链DNA上的碱基对数＝1∶1∶3∶3，本题中即为1000∶1000∶3000∶3000。
6．据图分析，下列有关叙述不正确的是()
A．若甲是DNA，乙为RNA，则此过程要以甲为模板，酶为RNA聚合酶等
B．若甲是DNA，乙为DNA，则此过程要以甲为模板，酶为DNA聚合酶等
C．若甲是RNA，乙为DNA，则此过程为转录，原料为脱氧核苷酸
D．若甲是RNA，乙为蛋白质，则此过程为翻译，原料为氨基酸
解析：选C　转录时以DNA的一条链为模板，原料是核糖核苷酸，产物是RNA。
7．下列关于细胞中基因复制与表达的叙述，正确的是()
A．一种密码子可以编码多种氨基酸
B．一种氨基酸可能由一种或多种tRNA转运
C．基因上增加一个碱基对，只会改变肽链上的一个氨基酸
D．基因经过复制传递给子代细胞中的遗传信息都会表达
解析：选B　一种密码子只能编码一种氨基酸，A错误；基因上增加一个碱基对，一般会改变肽链上的多个氨基酸，B错误；基因经过复制传递给子代细胞后，会在不同的子代细胞中进行选择性表达，D错误。
8．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．能为该过程提供遗传信息的只能是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．该过程中有水产生
解析：选D　图示为翻译过程，为该过程提供遗传信息的是mRNA，A错误；该过程合成的产物是蛋白质，但不一定是酶或激素，B错误；在64种密码子中有3种终止密码子，它们不编码任何的氨基酸，没有反密码子与之对应，C错误；翻译过程的实质是氨基酸在核糖体上发生脱水缩合反应。

9．在一个DNA分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基数目的54%，其中一条链中鸟嘌呤与胸腺嘧啶分别占该链碱基总数的22%和28%，则由该链转录的信使RNA中鸟嘌呤与胞嘧啶分别占碱基总数的()
A．24%，22%B．22%，28%
C．26%，24%D．23%，27%
解析：选A　由碱基互补配对原则及题干分析可知，在DNA分子中，一条链上的鸟嘌呤G和胸腺嘧啶T分别占该核苷酸链碱基的22%和28%，那么，由该链转录出来的信使RNA中的鸟嘌呤G等于该链中的胞嘧啶，即(1－54%)－22%＝24%，胞嘧啶等于该链的鸟嘌呤，即22%。
10．如图为真核生物细胞核内转录过程的示意图，下列说法正确的是()
A．①链的碱基A与②链的碱基T互补配对
B．②是以4种核糖核苷酸为原料合成的
C．如果③表示酶分子，则它的名称是DNA聚合酶
D．转录完成后，②需通过两层生物膜才能与核糖体结合
解析：选B　图中①链为模板链，②链为RNA，合成RNA的原料是4种核糖核苷酸；①链中的碱基A与②链中的碱基U互补配对；③表示RNA聚合酶；转录完成后，②通过核孔进入细胞质，穿过0层生物膜。
11．对于下列图解，说法不正确的是()
DNA…－A－T－G－C－C－C－…
RNA…－U－A－C－G－G－G－…
A．在DNA分子的一条单链中相邻的碱基A与T的连接需通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”
B．该过程可表示一个DNA分子转录成mRNA
C．该图中的产物穿过0层生物膜与细胞质中的核糖体结合，进行遗传信息的翻译
D．该图中共有7种核苷酸
解析：选D　DNA单链中相邻的碱基是通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接的，A正确；该图可表示DNA转录形成mRNA的过程，B正确；转录得到的产物mRNA通过核孔进入细胞质中参与翻译，没有穿过生物膜结构，C正确；该图中共有8种核苷酸，D错误。
12．如图为真核细胞中多聚核糖体合成蛋白质的示意图，据图判断，下列叙述不正确的是()
A．①主要在细胞核内合成，通过核孔进入细胞质
B．②彻底水解产物的种类比③彻底水解产物的种类多
C．此过程还需要RNA聚合酶参与
D．图示过程可提高蛋白质合成速率
解析：选C　此过程为翻译过程，不需要RNA聚合酶的参与。①是RNA，在细胞核中合成，通过核孔进入细胞质。②是核糖体，由rRNA和蛋白质组成，彻底水解产物包括20多种氨基酸和4种核糖核苷酸；③是多肽链，彻底水解产物包括20多种氨基酸。一条mRNA链可同时附着多个核糖体，翻译出多条多肽链，从而提高蛋白质合成速率。
13．如图表示真核细胞内合成某种分泌蛋白过程中由DNA到蛋白质的信息流动过程，①②③④表示相关过程。请据图回答下列问题：

(1)①过程的产物是DNA，则①过程发生在________________期，催化过程②的酶是________________。
(2)已知甲硫氨酸和酪氨酸的密码子分别是AUG、UAC，某tRNA一端的三个碱基是UAC，该tRNA所携带的氨基酸是________。
(3)a、b为mRNA的两端，核糖体在mRNA上的移动方向是________。④过程进行的场所有________。
(4)一个mRNA上连接多个核糖体叫多聚核糖体，多聚核糖体形成的意义是________________________________________________________________________。
从原核细胞中分离的多聚核糖体常与DNA结合在一起，这说明________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)据图分析可知：①过程指DNA的复制，在真核细胞中发生在有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期。②过程指转录，催化DNA转录为RNA的酶为RNA聚合酶。(2)决定氨基酸的密码子在mRNA上，根据tRNA上的反密码子是UAC可推知密码子为AUG，AUG决定的氨基酸是甲硫氨酸。(3)据图可知：越接近b端的核糖体上翻译出的肽链越长，说明越接近b端的核糖体在mRNA上移动的距离越长，由此推出核糖体在mRNA上的移动方向为a→b。④过程是对蛋白质进行加工和运输的过程，相应的场所有内质网和高尔基体。(4)当一个mRNA上连接多个核糖体以后，可以同时合成多条相同的肽链，提高蛋白质的合成速率。在原核细胞中分离的多聚核糖体常与DNA结合在一起，说明在原核细胞中，转录和翻译同时同地点进行。
答案：(1)有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间　RNA聚合酶　(2)甲硫氨酸　(3)由a→b　内质网和高尔基体　(4)短时间内能合成较多的蛋白质　原核细胞中的转录和翻译同时同地点进行的
14．如图所示，图1为某种真菌线粒体中蛋白质的生物合成示意图，图2为其中一个生理过程的模式图。请回答下列问题：
(1)结构Ⅰ、Ⅱ代表的结构或物质分别为：________、__________________。
(2)完成过程①需要的物质是从细胞质进入细胞核的。它们是________________________________。
(3)据图分析，基因表达过程中转录的发生场所有__________________________。
(4)根据表格判断：[Ⅲ]为________(填名称)，携带的氨基酸是________。若蛋白质2在线粒体内膜上发挥作用，推测其功能可能是参与有氧呼吸的第________阶段。
解析：(1)由图可知，结构Ⅰ是双层膜结构的核膜，Ⅱ是线粒体DNA。(2)过程①是核DNA转录合成RNA的过程，需要核糖核苷酸为原料，还需要酶和ATP。(3)核基因表达过程中的转录发生在细胞核中，线粒体DNA的转录场所是线粒体。(4)Ⅲ是tRNA，上面的3个特定的碱基(反密码子)和mRNA上的密码子是互补配对的，即mRNA上的密码子是ACU，故该tRNA携带的氨基酸是苏氨酸。线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，其中第三阶段在线粒体内膜上进行，故蛋白质2应该是参与有氧呼吸第三阶段的酶。
答案：(1)核膜　线粒体DNA　(2)ATP、核糖核苷酸、酶　(3)细胞核、线粒体　(4)tRNA　苏氨酸　三
15．如图是细胞内进行遗传信息传递的部分图解，并提供了部分氨基酸的密码子，请据图回答：
酪氨酸(UAC)，苯丙氨酸(UUU、UUC)，丙氨酸(GCA)，甘氨酸(GGC)，赖氨酸(AAG、AAA)，脯氨酸(CCG)，甲硫氨酸(AUG)，精氨酸(CGA)。
(1)图中1和2分别表示________、________(物质)。
(2)若该图表示以甲链为模板合成乙链，则该过程称为________，催化该过程的酶主要是________。
(3)若两条链共含有200个碱基，且A∶T∶G∶C＝2∶1∶3∶3，则含碱基U有________个。
(4)若甲链中的一段序列为……TACTTCAAACCGCG
T……，据此推测其编码的氨基酸序列依次为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)甲为DNA的一条链，乙为RNA。所以，图中1和2分别表示脱氧核糖和核糖。(2)图中显示的过程为转录，催化该过程的酶主要是RNA聚合酶。(3)根据碱基互补配对原则，这两条链中A＝T＋U，故碱基U所占的比例为两条链碱基总数的1/10，所以碱基U有20个。(4)根据甲链中的碱基序列，可写出mRNA的碱基序列……AUGAAGUUUGGCG
CA……，再根据题中提供的部分氨基酸的密码子，便可推出其编码的氨基酸序列为甲硫氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、甘氨酸、丙氨酸。
答案：(1)脱氧核糖　核糖　(2)转录　RNA聚合酶　(3)20　(4)甲硫氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、甘氨酸、丙氨酸

基因指导蛋白质的合成教案

第1节基因指导蛋白质的合成教案
一、教学目标：
1、知识目标：
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。
2、技能目标：
①运用已有的知识和经验提出假说。
②运用数学方法，分析碱基与氨基酸之间的对应关系。
3、情感目标：
①体验基因表达过程的和谐美，基因表达原理的逻辑美、简约美。
②认同人类探索基因表达的奥秘的过程仍未终结。
二、教学重点：遗传信息转录和翻译的过程。
三、教学难点：遗传信息的翻译过程。
四、学习方法：课前导学、质疑讨论、反馈矫正、迁移创新
教学过程
复习提问:
(1)DNA分子主要存在于细胞的什么部位?
(2)蛋白质在细胞的什么地方进行合成?
学生回答:DNA分子主要存在于细胞核中的染色体上，而蛋白质的合成在细胞质中的核糖体上进行。
教师给予肯定并鼓励。
质疑:细胞核中的DNA分子是如何控制细胞质中蛋白质的合成呢?
学生并回答:是通过RNA分子作为媒介进行的。
教师出示:DNA分子与RNA分子比较投影。

结构基本单位碱基五碳糖主要分布
DNA规则的双螺旋结构。两条平行脱氧核苷酸链上的碱基遵循碱基互补配对原则（A-T；C-G），通过氢键连接形成碱基对。脱氧核糖核苷酸A、C、G、T脱氧核糖细胞核
RNA通常呈单链结构核糖核苷酸A、C、G、U核糖细胞质

思考:构成人体的核酸有两种，构成核酸的基本单位--核苷酸有()
A.2种D.4种C.5种D.8种答案:D
基因是有遗传效应的DNA片段，主要位于细胞核中，而蛋白质是在细胞质的核糖体上合成，此过程需要信使RNA作为媒介，那么信使RNA怎样完成任务呢?
学生活动:
观察基因表达的多媒体课件。
讨论
(1)基因表达整个过程分几个阶段?分别叫什么?
(2)转录的场所、过程和目的是什么?
(3)翻译的场所、过程和目的是什么?
教师指导:
a.整个过程是严格按照碱基互补配对原则进行的。
b.转录是在细胞核内以DNA的一条链为模板合成信使RNA过程。
c.翻译是在细胞质中核糖体上以信使RNA为模板合成具有一定氨基酸排列顺序的蛋白质过程。
1.转录中模板DNA链的碱基是A、G、C、T是如何与信使RNA中碱基A、G、C、U互补配对呢?
(1)请学生答出DNA分子中碱基互补配对原则来；即A与T配对，G与C配对。
(2)板书DNA的一条链，显示信使RNA的形成过程；即:
从形成过程可看出，是mRNA中的U碱基与DNA分子中的A碱基进行配对。
(3)通过转录，DNA分子的遗传信息(即碱基排列顺序)就传递给了信使RNA。
2.翻译过程中mRNA上的碱基是如何决定蛋白质中的氨基酸的?
(1)请学生先答出组成蛋白质的氨基酸的种类以及蛋白质多样性的原因?即:一般有20种；蛋白质多样性是由氨基酸种类、数量、排列顺序及空间结构决定的。
(2)思考:氨基酸有20种，而信使RNA只有四种碱基(A、C、C、U)，如何决定20种氨基酸呢?
逻辑推理:
一个碱基决定一个氨基酸，只能决定4种，41=4，不行；
两个碱基决定一个氨基酸，只能决定16种，42=16，不行；
三个碱基决定一个氨基酸，只能决定64种，43=64，足够有余。
教师简介密码子的发现过程:
1961年英国的克里克和同事用实验证明一个氨基酸是由信使RNA上的三个相邻碱基决定的。
美国年轻的生物化学家尼伦伯格和同事用人工合成方式，首先阐明了遗传密码的第一个字---UUU，即决定苯丙氨酸的密码子。
1967年科学家已将20种氨基酸的密码子全部破译。投影显示20种氨基酸的密码子表并解说。
(3)游离于细胞质基质中的氨基酸是怎样到达核糖体并按一定排列顺序形成蛋白质呢?
学生活动：回答:需要一种搬运工具搬运--即另一种RNA(转运RNA,即tRNA)。
教师出示转运RNA模型图并讲解:转运RNA种类很多，但每种转运RNA只能识别并转运1种氨基酸。这是因为在转运RNA的一端是携带氨基酸的部位，另一端有3个碱基，能专一性地与信使RNA上的特定的3个碱基(即密码子)配对。
比较转录和翻译
步骤转录翻译

示DNA(基因)→mRNA→蛋白质
场所细胞核细胞质中核糖体

过程以DNA的一条链为模版合成一条互补的RNA以mRNA为模版，以tRNA为运输工具将相应氨基酸放在正确位置上与相邻的前一氨基酸形成肽键而连接起来，…，如此形成多肽

结果DNA中遗传信息传递到mRNA，mRNA通过核孔进入细胞质与核糖体接合合成与原DNA相对应的具有特定氨基酸序列的蛋白质

基因指导蛋白质的合成（1）学案

一名优秀的教师在教学时都会提前最好准备，教师在教学前就要准备好教案，做好充分的准备。教案可以让学生更好的吸收课堂上所讲的知识点，帮助教师缓解教学的压力，提高教学质量。那么如何写好我们的教案呢？急您所急，小编为朋友们了收集和编辑了“基因指导蛋白质的合成（1）学案”，希望能为您提供更多的参考。

第4章（基因的表达）
第课时课题名称
时间第周星期课型新授课主备课人张勤让
目标1．简述RNA的结构、种类及DNA与RNA的主要区别。
2．遗传信息的转录。
重点遗传信息的转录二次备课
难点遗传信息的转录
自
主
学
习一、学生阅读课本62-63页明确:
1．RNA的结构
温馨提示：从基本组成单位、化学成分、结构链的长短（与DNA比）考虑。

2．RNA的种类：

3．问题讨论：从组成成分上看，RNA与DNA的主要区别是什么？

4.为什么RNA适合作DNA的信使呢?

二、学生阅读课本63页明确:遗传信息的转录
⒈遗传信息的转录：
⑴场所
⑵模板
⑶产物
⒉学生仔细看课本63页图4-4.试说出遗传信息的转录的过程
生成问题：
精
讲
互
动1.RNA的种类及作用
种类作用
__________________（也叫mRNA）蛋白质合成的直接模板
__________________（也叫tRNA）运载氨基酸
__________________（也叫rRNA）核糖体的组成成分
2.遗传信息的转录（学生仔细看课本63页图4-4）
学生完成课本64页思考与讨论。
师生归纳总结:遗传信息的转录
达
标
训
练1.遗传信息转录：以为模板合成的过程。
场所模板产物原料酶能量碱基配对
转录
2.课本67页练习基础题1.
3．思考传信息的转录的过程,完成填空。
⑴解旋：_______________解开，碱基得以暴露。
⑵配对：细胞中游离的________与转录用的DNA的一条链上的碱基互补配对。
⑶连接：在_________的作用下，依次连接，形成一个mRNA分子。
⑷脱离：合成的_______________从DNA链上释放，DNA________恢复。
4.思考以下问题：
（1）红花植株的叶肉细胞和花瓣细胞，转录形成的mRNA的种类都相同吗？为什么？

（2）人的胰岛细胞和上皮细胞中，转录形成的mRNA数量相同吗？为什么？

（3）细胞核内转录过程中，需要的各种酶是哪里合成的？如何进入细胞核的？

（4）一个DNA分子复制，形成完全相同的2个DNA，一个DNA分子可以转录出多少种、多少个mRNA呢？
（提示：可从所给选项中选择：A.一种一个B.一种多个C.多种多个D.无数种无数个）
5.归纳RNA与DNA的判定方法

基因指导蛋白质的合成

第四章第1节　基因指导蛋白质的合成
一、遗传信息的转录
1、RNA的类型及作用
（1）_____________：____________________________________________________
（2）_____________：____________________________________________________
（3）_____________：____________________________________________________
2、转录
（1）概念：__________________________________
（2）发生时期：__________________________
（3）场所：__________________________________
（4）模板：__________________________________
（5）原料：__________________________________
（6）产物：__________________________________
（7）遵循的原则：__________________________________
二、遗传信息的翻译
1、遗传信息、密码子和反密码子

2、翻译
（1）定义:______________________________________________________________。
（2）场所：____________________________________。
（3）模板：__________________________________。
（4）原料：__________________________。
（5）产物：__________________________。
（6）原则：___________________________。
三、基因表达过程中有关DNA、RNA、氨基酸的计算
1、转录时，以基因的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，产生一条单链mRNA，则转录产生的mRNA分子中碱基数目是基因中碱基数目的一半，且基因模板链中A+T（或C+G）与mRNA分子中U+A（或C+G）相等。
2、翻译过程中，mRNA中每3个相邻碱基决定一个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中氨基酸数目是mRNA中碱基数目的1/3，是双链DNA碱基数目的1/6。

练习：
1、已知一段双链DNA分子中，鸟嘌呤所占的比例为20%，由该DNA转录出来的RNA，其胞嘧啶的比例是：
A.10%B.20%C.40%D.无法确定
2、DNA分子的解旋：
A.只发生在DNA分子复制过程中B.只发生在转录过程中
C.只发生在翻译过程中D.在复制和转录过程中都发生
3、下列说法不正确的是：
A.一种tRNA只能转运一种氨基酸B.一种氨基酸可以含有多种密码子
C.一种氨基酸可以由几种tRNA来转运D.一种氨基酸只能由一种tRNA来转运
4、已知某转运RNA一端的三个碱基顺序为GAU，它转运的是亮氨酸，那么决定此氨基酸的密码子是由下列哪个碱基序列转录而来的：
A.GATB.GAUC.GUAD.CTA
5、与构成蛋白质的20种氨基酸相应的密码子有：
A.4个B.20个C.61个D.64个
6、已知某种生物的细胞中含有26个DNA分子，其中有2个DNA分子各有24000个碱基，由这两个DNA分子所控制合成的多肽链中，最多含有多少种氨基酸：
A.8000B.4000C.1600D.20
7、已知一个蛋白质分子由两条肽链组成，在合成蛋白质的过程中生成100个水，那么指导该蛋白质合成的基因至少有多少个脱氧核苷酸：
A.612B.306C.204D.606
8、下列关于密码子的叙述中错误的是：
A.每种密码子都有与之对应的氨基酸
B.GTA肯定不是密码子
C.一种氨基酸可能有多种与之对应的密码子，可能由多种tRNA来携带
D.信使RNA上的GCA在人和猪的细胞中决定同一种氨基酸

9、mRNA在细胞核中合成后，到达细胞质的过程中，共经过几层生物膜：
A.1B.2C.3D.0
10、实验室内模拟生物体的DNA复制必需的一组条件是：①ATP②DNA分子③酶
④转运RNA⑤信使RNA⑥游离的脱氧核苷酸⑦适宜的酸碱度⑧适宜的温度
A.①②③⑥⑦⑧B.①②③④⑤⑥
C.①②③⑤⑦⑧D.②③④⑤⑥⑦
11、某基因由3000个脱氧核苷酸组成，该基因控制合成的蛋白质中所含有的氨基酸数目最多有多少个：
A.500B.1000C.3000D.6000