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4.1 基因指导蛋白质的合成 —— 高一生物学人教版（2019）必修二课前导学案
核心素养
1.生命观念：理解基因指导蛋白质合成过程，形成遗传信息传递和表达的生命观念。
2.科学思维：运用归纳与概括、模型与建模方法，分析转录和翻译过程。
3.科学探究：通过分析相关实验，提升实验设计与分析能力。
4.社会责任：关注该知识在生物制药等领域应用。
教学重难点
教学重点
遗传信息转录和翻译的过程。
密码子和反密码子的概念。
教学难点
理解遗传信息的转录和翻译过程中碱基互补配对原则的体现。
分析基因表达过程中相关物质数量关系。
三、自主预习
知识点一：遗传信息的转录
1.RNA 的组成及分类
RNA 的基本组成单位是__________，它由一分子__________、一分子__________和一分子__________组成。
与 DNA 相比，RNA 特有的碱基是__________（填名称）。
RNA 通常是__________链，而且比 DNA 短，因此能够通过__________，从细胞核转移到细胞质中。
RNA 有三种，分别是__________（mRNA）、__________（tRNA）和__________（rRNA）。
2.转录
概念：在__________中，以__________的一条链为模板，按照__________原则，合成__________的过程。
过程：
解旋：DNA 双链解开，DNA 双链的碱基得以暴露。
配对：游离的__________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__________结合。
连接：在__________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。
脱离：合成的__________从 DNA 链上释放，而后，DNA 双链恢复。
知识点一答案
1.核糖核苷酸；磷酸；核糖；含氮碱基
尿嘧啶
单；核孔
信使 RNA；转运 RNA；核糖体 RNA
2.细胞核；DNA；碱基互补配对；RNA
核糖核苷酸；氢键；RNA 聚合酶；mRNA
知识点二：遗传信息的翻译
1.翻译的概念：游离在细胞质中的各种__________，以__________为模板合成具有一定__________顺序的蛋白质的过程。
2.密码子
概念：mRNA 上决定一个氨基酸的__________个相邻的碱基。
种类：共有__________种，其中决定氨基酸的密码子有__________种，终止密码子有__________种。
3.tRNA
结构：呈__________状，一端是携带__________的部位，另一端有__________个碱基。每个 tRNA 上的这 3 个碱基可以与 mRNA 上的__________互补配对，因而叫__________。
种类：__________种。
4.翻译的过程
起始：mRNA 进入细胞质，与__________结合。携带甲硫氨酸的 tRNA，通过与 mRNA 上的__________互补配对，进入位点 1。
延伸：携带另一种氨基酸的 tRNA 以同样的方式进入位点 2。位点 1 和位点 2 上相应的氨基酸形成__________而转移到占据位点 2 的 tRNA 上。核糖体读取下一个__________，原占据位点 1 的 tRNA 离开核糖体，占据位点 2 的 tRNA 进入位点 1，一个新的携带氨基酸的 tRNA 进入位点 2，继续肽链的合成。
终止：当核糖体读取到 mRNA 上的__________时，合成终止。
脱离：肽链合成后，从核糖体与 mRNA 的复合物上脱离，经过一系列步骤，盘曲折叠成具有特定__________和功能的蛋白质分子。
知识点二答案
1.氨基酸；mRNA；氨基酸
2.3；64；61；3
3.三叶草；氨基酸；3；密码子；反密码子；61
4.核糖体；起始密码子；肽键；密码子；终止密码子；空间结构
易错提示
提示：1.转录时，并非整个 DNA 分子都参与转录，而是以基因的一条链为模板进行转录。
2.一种密码子只能决定一种氨基酸，但一种氨基酸可能由多种密码子决定（密码子的简并性）。
3.一种 tRNA 只能转运一种氨基酸，但一种氨基酸可能被多种 tRNA 转运。
4.翻译过程中，核糖体沿着 mRNA 移动，读取下一个密码子，而不是 mRNA 移动。
习题巩固
1.下列关于 RNA 的叙述，错误的是（ ）
A. RNA 的基本组成单位是核糖核苷酸
B. RNA 一般为单链
C. RNA 含有胸腺嘧啶，不含尿嘧啶
D. RNA 有 mRNA、tRNA 和 rRNA 三种
2.转录过程中，RNA 聚合酶的作用是（ ）
A. 解开 DNA 双螺旋
B. 催化游离的核糖核苷酸与 DNA 模板链上的碱基互补配对
C. 催化两个核糖核苷酸之间形成磷酸二酯键
D. 以上三项都对
3.密码子位于（ ）
A. DNA 上 B. mRNA 上 C. tRNA 上 D. 核糖体上
4.下列关于翻译的叙述，正确的是（ ）
A. 翻译过程需要 tRNA、mRNA 和 rRNA 参与
B. 一种 tRNA 可以转运多种氨基酸
C. 翻译过程以 DNA 的一条链为模板
D. 翻译过程在细胞核中进行
5.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 分子中应有 C 和 T 的个数是（ ）
A. 12 B. 24 C. 18 D. 30
6.一个 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 - 1 B. m、m/3 - 2
C. 2 (m - n)、m/3 - 1 D. 2 (m - n)、m/3 - 2
7.下列有关基因表达的叙述，错误的是（ ）
A. 转录时，RNA 聚合酶与 DNA 上的启动子结合
B. 转录时以核糖核苷酸为原料
C. 翻译过程中，核糖体沿 mRNA 移动
D. 翻译过程中，一种氨基酸只能由一种 tRNA 转运
8.某双链 DNA 分子中，鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基的比例为 a，其中一条链上鸟嘌呤占该链全部碱基的比例为 b，则互补链中鸟嘌呤占整个 DNA 分子碱基的比例为（ ）
A. (a - b)/2 B. a - b C. (a - b)/(1 - a) D. b - (a - b)/2
参考答案及解析
1.答案：C
解析：RNA 的基本组成单位是核糖核苷酸，A 正确；RNA 一般为单链，B 正确；RNA 含有尿嘧啶，不含胸腺嘧啶，C 错误；RNA 有 mRNA、tRNA 和 rRNA 三种，D 正确。
2.答案：D
解析：转录过程中，RNA 聚合酶可解开 DNA 双螺旋，催化游离的核糖核苷酸与 DNA 模板链上的碱基互补配对，还能催化两个核糖核苷酸之间形成磷酸二酯键，A、B、C 选项所述均正确，所以选 D。
3.答案：B
解析：密码子位于 mRNA 上，B 正确；DNA 上的是遗传信息，A 错误；tRNA 上的是反密码子，C 错误；核糖体是翻译的场所，D 错误。
4.答案：A
解析：翻译过程需要 tRNA 转运氨基酸、mRNA 作为模板、rRNA 参与构成核糖体，A 正确；一种 tRNA 只能转运一种氨基酸，B 错误；翻译过程以 mRNA 为模板，C 错误；翻译过程在细胞质中的核糖体上进行，D 错误。
5.答案：D
解析：mRNA 含有 30 个碱基，则转录该 mRNA 的 DNA 分子中碱基总数为 60 个。根据碱基互补配对原则，DNA 分子中 A + G = C + T = 碱基总数的一半，所以 C 和 T 的个数为 30 个，D 正确。
6.答案：D
解析：mRNA 有 m 个碱基，G + C 有 n 个，则 A + U 有 m - n 个，其模板 DNA 分子中 A + T 数为 2 (m - n) 个；mRNA 有 m 个碱基，不考虑终止密码子，可翻译出 m/3 个氨基酸，合成两条肽链脱去水分子数为 m/3 - 2 个，D 正确。
7.答案：D
解析：转录时，RNA 聚合酶与 DNA 上的启动子结合，A 正确；转录时以核糖核苷酸为原料，B 正确；翻译过程中，核糖体沿 mRNA 移动，C 正确；翻译过程中，一种氨基酸可能由多种 tRNA 转运，D 错误。
8.答案：A
解析：双链 DNA 分子中，鸟嘌呤（G）与胞嘧啶（C）之和占全部碱基的比例为 a，则 G 占全部碱基比例为 a/2。一条链上鸟嘌呤占该链全部碱基的比例为 b，设互补链中鸟嘌呤占该链全部碱基比例为 x，根据双链 DNA 分子中，互补碱基之和在两条单链中所占比例与在整个 DNA 分子中所占比例相同，可得 (a/2) = (b + x)/2，解得 x = a - b，那么互补链中鸟嘌呤占整个 DNA 分子碱基的比例为 (a - b)/2，A 正确。

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