基因控制蛋白质的合成.

《基因控制蛋白质的合成》教学设计
一、教材分析
《基因控制蛋白质的合成》是北师版第三章第二节的内容，本节是本册教材的重点之一，是在前3章阐明基因的本质的基础上进行的，进一步阐明了基因在生物体内是如何起作用的，具体学习基因是如何指导蛋白质的合成，它在教材中起着承前启后的作用。

二、学情分析
高一学生通过前面三章的学习,已经掌握了DNA分子的结构、DNA的复制、DNA和RNA的区别、DNA 是主要的遗传物质这些知识，但是基因到底是如何发挥作用的，学生还不知道，基因控制蛋白质的合成这节课中许多概念学生第一次接触，蛋白质的翻译过程比较抽象，因此，教学中可让学生课前预习，然后在课堂上利用模型，让学生分组模拟遗传信息的翻译过程，能加深对基因表达的理解和巩固，同时，活动的设计符合新课标对生物学学科的核心素养要求，锻炼了学生的科学探究能力和科学思维。

三、教学目标
（一）生命观念
体验蛋白质合成过程的逻辑美、简约美，理解基因的表达并形成生命观念。

（二）科学思维
在模型探究过程中激发探究兴趣，培养勇于实践的科学精神和敢于质疑、求实、创新的科学思维。

（三）科学探究
1、对图形、文字资料进行理解，进行模型演示，培养学生观察能力、获取信息能力、推理能力、想象力以及动手能力和应用能力。

2、对翻译过程进行演示和描述，培养学生归纳和总结信息的能力。

（四）社会责任
通过小组合作和课堂讨论，作出理性解释和判断，培养解决生活中的生物学问题的担当和能力。

四、教学重难点
遗传信息的翻译过程
五、教学用具
翻译模型、希沃平板软件、多媒体课件
六、教学方法
合作探究、讨论、模型演示等方法
七、教学流程。

2019年普通高等学校招生全国统一考试（海南卷）一、选择题1.下列与蛋白质、核酸相关的叙述，错误的是（）A. 一个核糖体上可以同时合成多条多肽链B. 一个蛋白质分子可以含有多个金属离子C. 一个mRNA分子可以结合多个核糖体D. 一个DNA分子可以转录产生多个RNA分子【答案】A【解析】【分析】蛋白质的基本单位是氨基酸，组成蛋白质的氨基酸中心碳原子上至少连有一个氨基和一个羧基，不同氨基酸的区别在于R基不同。

基因控制蛋白质的合成，包括转录和翻译两个阶段。

转录是以DNA的一条链为模板，利用四种游离的核糖核苷酸，在RNA聚合酶的作用下合成RNA的过程。

翻译的模板是mRNA，原料是氨基酸，产物为蛋白质。

【详解】一个核糖体上一次只能合成一条多肽链，A错误；一个蛋白质分子可以含有多个金属离子，如一个血红蛋白含有四个铁离子，B正确；一个mRNA分子可以结合多个核糖体，合成多条多肽链，C正确；一个DNA分子上含有多个基因，不同基因可以转录产生多个RNA分子，D正确。

故选A。

2.下列关于淀粉和纤维素的叙述，正确的是（）A. 淀粉是植物细胞壁的主要成分B. 淀粉与纤维素中所含的元素不同C. 分解淀粉与纤维素所需的酶不同D. 纤维素是由果糖聚合而成的多糖【答案】C【解析】【分析】糖类是主要的能源物质，根据是否能够水解：分为单糖、二糖和多糖。

二糖有蔗糖、乳糖和麦芽糖，多糖有淀粉、纤维素和糖原。

其中淀粉是植物细胞中的储能物质，糖原是动物细胞中的储能物质，纤维素是构成植物细胞壁的重要成分。

【详解】植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，A错误；淀粉与纤维素中所含的元素均为C、H、O，B错误；分解淀粉的酶是淀粉酶，分解纤维素的酶是纤维素酶，C正确；纤维素是由葡萄糖聚合而成的多糖，D错误。

故选C。

3.下列与细胞有关的叙述，正确的是（）A. T2噬菌体不含有膜包被的细胞核，因此属于原核细胞B. 人肝细胞分裂期的持续时间大于分裂间期的持续时间C. 植物叶肉细胞在缺氧条件下可通过无氧呼吸产生ATPD. 心肌细胞是高度分化的细胞，其细胞膜不具有流动性【答案】C【解析】【分析】生物包括细胞生物（包括原核生物和真核生物）和非细胞生物（如病毒）。

第三节基因控制蛋白质的合成
一、教学目标
1.知识目标：
（1）“中心法则”的概念及发展。

（2）DNA与RNA的异同。

（3）染色体、DNA和基因三者之间的关系，以及基因的本质。

（4）基因控制蛋白质合成的过程和原理。

（5）遗传信息和“密码子”的概念
2.能力目标：
（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、态度和价值观目标：
（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）认同人类对科学的认识是一个不断深化不断完善的过程。

二、教学重点难点
重点：
（1）基因控制蛋白质合成的过程和原理。

（2）中心法则的理解与体会。

难点：
（1）基因控制蛋白质合成的过程和原理.
（2）基因、蛋白质与性状的关系。

三、教学方法
1.充分利用“积极思维”，让学生通过对实例的分析和讨论来理解遗传密码的破译。

2.合理组织探究活动，帮助学生用数学方法解决生物学问题。

3.采用资料分析的方法，让学生亲身感受科学发展的过程。

四、课前准备
1.学生的学习准备：
（1）仔细阅读教材，了解各个知识点间的内在关系，能简洁、清晰地概述转录和翻译的过程。

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高二生物一轮复习导学提纲(22)必修二：基因控制蛋白质的合成班级______ 学号_____ 姓名____________ 1.下图为某真核生物细胞内DNA转录示意图，请据图回答：（1）该过程不可能发生在______。

A.神经细胞B.肝细胞C.人成熟的红细胞D.脂肪细胞（2）图示过程的模板链为___________(填数字)。

（3）a为___________，化学本质是__________。

③表示_____________。

（4）b与c在结构组成上相同的化学基团为_______。

c与d在结构上不同的成分是___________。

（5）在图下的方框中用箭头表示该过程进行的方向。

（6）DNA复制是以DNA的整个两条链为模板的，转录是以DNA的整个一条链作为模板吗？为什么？（7）DNA复制过程中模板链的去向是什么？转录模板链的去向是什么？2．下图表示细胞内遗传信息表达的过程，根据所学的生物学知识回答：(1)图2中方框内所示结构是________的一部分，它在________中合成，其基本组成单位是__________，可以用图2方框中数字__________表示。

(2)图1中以④为模板合成⑤物质的过程称为____________，进行的场所是[ ]______，所需要的原料是________。

(3)若该多肽合成到图1中UCU决定的氨基酸后就终止合成，则导致合成结束的终止密码子是______。

(4)从化学成分角度分析，与图1中⑥结构的化学组成最相似的是( )A．乳酸杆菌 B．噬菌体 C．染色体 D．流感病毒(5)若图1的①所示的分子中有1 000个碱基对，则由它所控制形成的信使RNA中含有的密码子个数和合成的蛋白质中氨基酸种类最多不超过( )A．166和55 B．166和20 C．333和111 D．333和203.人体内胆固醇含量的相对稳定对健康有重要意义。

胆固醇含量为45%的脂蛋白(LDL)直接影响血浆中胆固醇的含量。

第四章遗传的分子基础【课题】第3节基因控制蛋白质的合成【教学目标】1、DNA与RNA的异同；3、染色体、DNA和基因三者之间的关系，以及基因的本质；4、基因控制蛋白质合成的过程和原理；5、遗传信息和“密码子”的概念；6、中心法则及其发展；7、人类基因组计划。

【教学重点】基因控制蛋白质合成的过程和原理【教学难点】基因控制蛋白质合成的过程和原理【教学媒体】PPT课件、Flash动画【教学方法】问题教学法、讲解法相结合【课时安排】3课时【教学过程】第1课时导言：同学们知道，自然界的生物绚丽多彩、千姿百态…(举例)…为什么生物的性状各不相同呢？这和决定性状的蛋白质密切相关。

那么，蛋白质是怎样产生出来的呢？是由基因控制合成的。

板书：第三节基因控制蛋白质的合成问：什么是基因? 主要位于细胞的什么部位？(生答：是DNA分子上具有遗传效应的片段，主要位于细胞核中。

)问：那么蛋白质的合成发生在细胞的什么部位？（生答：细胞质中，核糖体上）问：细胞核中的基因怎么控制细胞质中的蛋白质合成呢？（稍作停顿后，自答：此过程需要通过一种媒介，即某种RNA来执行。

）问：大家还记得RNA吗？它与DNA有什么相同之处和不同之处？投影呈现两者异同的比较表格，请同学回答：DNA与RNA的比较讲述：了解了RNA，那么作为媒介的RNA怎么形成的呢？它需要通过转录产生。

（由此进入有关“转录”内容的学习）（板书）一、转录问：什么是转录呢？（播放flash动画后，再引导学生阅读书本思考）（生答：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的过程称为转录。

）教师对转录概念从发生场所、模板、原则、产物等方面作剖解强调，并与DNA复制的相关方面做比较，帮助学生深刻理解。

讲述：转录产生的RNA又分为不同的种类，主要有信使RNA（RNA）、核糖体RNA（rRNA）和转运RNA(rRNA)等。

问：转录有什么意义？（答：通过转录，DNA分子把遗传信息传递到mRNA上。

4.3基因控制蛋白质的合成（课时2）编制：秦磊审核：张统省校对：王曼编号：13 【学习目标】1、比较复制、转录与翻译的异同2、说明基因、蛋白质与形状的关系3、了解人类基因组计划及其意义【质疑讨论】举例说明基因是如何控制生物的性状的。

【自学质疑】（1）通过控制____________的合成来控制代谢过程，从而控制生物的性状。

（2）通过控制____________的分子结构来直接影响性状。

三、人类基因组计划（P70）人类基因组计划是测定人类基因组的全部DNA序列（24条染色体），解读其中包含的遗传信息意义：可以清楚的认识人类基因的组成、结构、功能极其相互关系，对于人类疾病的诊制和预防具有重要的意义补充：1、中心法则遗传信息的传递过程是：遗传信息可以由DNA传向DNA这是DNA复制，也可以由DNA传向RNA叫转录，由RNA控制合成蛋白质叫翻译。

还发现在某些病毒中，RNA也可以自我复制，RNA 也可以在逆转录酶的作用下合成DNA，这叫逆转录。

2、在基因控制蛋白质合成过程中，基因中的碱基、RNA中的碱基和蛋白质中的氨基酸的数量关系：【矫正反馈】1、蒜黄和韭黄是在缺乏光照的环境下培育的蔬菜，对形成这种现象的最好解释是A、环境因素限制了基因的表达B、两种均为基因突变C、叶子中缺乏形成叶绿素的基因D、黑暗中植物不进行光合作用2、在同一草场，牛和羊虽吃同样的草料，但牛肉和羊肉的味道却不同，其根本原因是A、牛羊肉中所含物质不同B、牛羊的染色体数目不同C、不同的DNA控制合成不同的蛋白质D、牛和羊的祖先不同3、关于“中心法则”含义的叙述错误的是A、表示遗传信息的传递方向B、表示基因控制蛋白质合成过程C、DNA只能来自DNA的复制D、基因通过控制蛋白质合成控制生物的性状4、生物性状的主要控制者和主要体现者依次是A、DNA（基因）和蛋白质（性状）B、染色体和DNAC、RNA和蛋白质D、细胞核和蛋白质5、果蝇的长翅和残翅是由一对等腰位基因V和v控制的，果蝇的正常发育是在20℃~25℃条件下完成。

第4章基因的表达第1节基因指导蛋白质的合成1.B[[解析]] A表示mRNA。

B具有“三叶草”结构,为tRNA。

C具有双螺旋结构,应为DNA。

D中RNA是组成核糖体的成分,应为rRNA。

2.B[[解析]]转录过程中遗传信息由DNA传递给RNA。

3.C[[解析]]转录的主要场所是细胞核,需要的原料是4种核糖核苷酸,模板是DNA分子中的一条链,需要ATP供能,需要RNA聚合酶催化等,产物是3类RNA,但以密码子形式携带遗传信息的只有mRNA。

4.C[[解析]]决定氨基酸的密码子有61种,而组成生物体蛋白质的氨基酸一共有20种,因此一种氨基酸可有多种与之对应的密码子,A项正确。

密码子是指mRNA上决定氨基酸的三个相邻的碱基,因此不含T,B项正确。

终止密码子没有与之对应的氨基酸,C项错误。

所有生物共用一套遗传密码,D项正确。

5.A[[解析]]RNA聚合酶参与转录过程,A项符合题意。

在翻译时需要以mRNA为模板,以氨基酸为原料,B、C项不符合题意。

翻译的场所是核糖体,D项不符合题意。

6.C[[解析]]核糖体的成分是rRNA和蛋白质,A项正确。

翻译时以mRNA为模板,B项正确。

mRNA是以DNA的一条链为模板经转录形成的,mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸,每3个这样的碱基又称作密码子,C项错误。

tRNA上存在反密码子,能与mRNA上的密码子进行互补配对,并将氨基酸转运到相应的位置,D项正确。

7.D[[解析]]转录过程中DNA和RNA上的碱基互补配对,翻译过程中mRNA和tRNA上的碱基互补配对。

转录需要的原料是核糖核苷酸,需要的酶是RNA聚合酶,场所主要是细胞核。

翻译需要的原料是氨基酸,需要的酶是蛋白质合成酶,场所主要是细胞质中的核糖体。

8.D[[解析]]甘氨酸对应的密码子有四个,如果直接按题干说明的思路去推,难度较大。

可以从甲硫氨酸开始向前推理,甲硫氨酸的密码子AUG只可能由缬氨酸对应的密码子GUG通过替换一个碱基而来,缬氨酸的密码子GUG只可能由甘氨酸的密码子GGG通过替换一个碱基而来。

基因控制蛋白质的合成一、选择题：1、遗传信息和“密码子”分别位于A、核DNA 和mRNA上B、DNA和tRNA上C、mRNA和tRNA上D、染色体和核基因上2、mRNA的核苷酸序列与A、DNA分子的两条链的核苷酸序列互补B、DNA分子的一条链的核苷酸序列互补C、某一tRNA分子的核苷酸序列互补D、所有tRNA分子的核苷酸序列互补3、一个转运RNA的一端碱基为GUA，此转运RNA所运载的氨基酸是A、GUA（缬氨酸）B、CAU（组氨酸）C、UAC（酪氨酸）D、AUG（甲硫氨酸）4、DNA的复制、转录和蛋白质的合成分别发生在A、细胞核细胞质核糖体B、细胞核细胞核核糖体C、细胞质核糖体细胞核D、细胞质细胞核核糖体5、牛胰岛素分子中的一条肽链由30个氨基酸组成，则控制该多肽合成的mRNA和转录mRNA的基因中的碱基的最少个数分别是A、30和30 B、60和60 C、90和180D、90和906、信使RNA在翻译过程中，具有模板作用的根本原因是信使RNAA、能与核糖体特异性结合B、能由细胞核转移到细胞质C、由特定的核苷酸结合而成链状D、转录了基因的遗传信息7、逆转录酶的功能是A、以RNA为模板合成DNAB、以RNA为模板合成RNAC、以RNA为模板合成肽链D、以DNA为模板合成RNA8、蒜黄和韭黄是在缺乏光照的环境下培育的蔬菜，对形成这种现象的最好解释是A、环境因素限制了基因的表达B、两种均为基因突变C、叶子中缺乏形成叶绿素的基因D、黑暗中植物不进行光合作用9、对于中心法则，经科学家深入研究后，发现生物中还存在着逆转录现象，它是指遗传信息的传递从A、蛋白质→DNAB、RNA→DNAC、DNA→RNAD、DNA→DNA10、在同一草场，牛和羊虽吃同样的草料，但牛肉和羊肉的味道却不同，其根本原因是A、牛羊肉中所含物质不同B、牛羊的染色体数目不同C、不同的DNA控制合成不同的蛋白质D、牛和羊的祖先不同11、关于“中心法则”含义的叙述错误的是A、表示遗传信息的传递方向B、表示基因控制蛋白质合成过程C、DNA只能来自DNA的复制D、基因通过控制蛋白质合成控制生物的性状12、基因控制性状表现的主要途径是A、RNA→蛋白质（性状）B、DNA→蛋白质（性状）C、RNA→DNA→蛋白质（性状）D、DNA→RNA→蛋白质（性状）13、“转录”与“复制”过程相同的是A、只以DNA的一条链为模板B、按照碱基互补配对原则进行合成C、合成的产物是mRNAD、以碱基U与碱基A配合成对14、关于密码子的错误叙述是A、能决定氨基酸的密码子为64个B、一种氨基酸可有多种对应的密码子C、同一种密码子在人和猴子细胞中决定同一种氨基酸D、CTA肯定不是密码子15、生物性状的主要控制者和主要体现者依次是A、DNA（基因）和蛋白质（性状）B、染色体和DNAC、RNA和蛋白质D、细胞核和蛋白质16、“遗传密码”通常是指A、DNA分子上决定氨基酸的不同碱基排列顺序B、信使RNA上决定氨基酸的不同碱基排列顺序C、转运RNA上决定氨基酸的不同碱基排列顺序D、核糖体RNA上的不同碱基排列顺序二17、果蝇的长翅和残翅是由一对等腰位基因V和v控制的，果蝇的正常发育是在20℃~25℃条件下完成。

基因的生物功能基因是生物体内具有特定功能的遗传单位，它们在生物体的生长、发育和各种生理过程中发挥着重要作用。

基因通过编码蛋白质来调控生物体的各种生物学功能。

以下是一些基因的生物功能。

1. 编码蛋白质：基因通过转录和翻译过程指导蛋白质的合成，这些蛋白质在生物体内发挥着各种功能，如酶、抗体、激素等。

它们编码蛋白质，这些蛋白质在细胞中发挥着各种生物学功能。

基因通过指导和控制蛋白质的合成来调控生物体的生长、发育和各种生理过程。

2. 酶的合成：基因编码酶，酶参与生物体的代谢反应，调控化学反应的速率和方向。

3. 抗体合成：基因编码抗体，抗体参与免疫反应，帮助机体抵御外来病原体。

4. 激素合成：基因编码激素，激素调控生长发育，维持机体的稳态。

5. 细胞周期调控：基因参与调控细胞周期，控制细胞的生长和分裂。

6. DNA 损伤修复：基因编码蛋白质，参与 DNA 的损伤修复，维护遗传信息的安全传递。

7. 生长发育调控：基因参与调控生物体的生长发育，如身高、体重等特征。

基因也与人体的生长发育、疾病的发病等生物现象密切相关。

8. 疾病易感性：基因与人体的生长发育、疾病的发病等生物现象密切相关。

某些基因变异可能导致疾病，如高血压、糖尿病等。

一些基因甚至可以通过控制细胞内钙离子的平衡，影响胰岛素分泌，调控血糖水平。

以及一些疾病的易感性，都受到基因的调控。

9. 基因编辑：随着基因编辑技术的发展，可以在微观层面上实现对基因的编辑和控制，以达到治疗疾病或是改变生物特性等目的。

结束语：总之，基因在生物体内具有多种生物功能，它们参与调控生物体的生长、发育和各种生理过程，关乎生命体的健康和疾病状况。

转录的场所
细胞核是转录的主要场所。

基因控制蛋白质的合成包括转录和翻译两个过程，其中转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，主要发生在细胞核中，此外在线粒体和叶绿体中也可进行；翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，发生在核糖体上。

转录是遗传信息从DNA流向RNA的过程。

即以双链DNA中的确定的一条链（模板链用于转录，编码链不用于转录）为模板，以A,U,C,G四种核糖核苷酸为原料，在RNA聚合酶催化下合成RNA的过程。

作为蛋白质生物合成的第一步，进行转录时，一个基因会被读取并被复制为mRNA，即特定的DNA片断作为遗传信息模板，以依赖DNA的RNA聚合酶作为催化剂，通过碱基互补的原则合成前体mRNA。

RNA聚合酶通过与一系列组分构成动态复合体，完成转录起始、延伸、终止等过程。

生成的mRNA携有的密码子，进入核糖体后可以实现蛋白质的合成。

转录仅以DNA的一条链作为模板，被选为模板的单链称为模板链，亦称无义链；另一条单链称为非模板链，即编码链，因编码链与转录生成的RNA序列T变为U外其他序列一致，所以又称有义链。

DNA上的转录区域称为转录单位。