细胞的基本结构三细胞器之间的合作教案

1、适用学科高中生物适用年级高一适用区域人教版区域课时时长（分钟）2课时知识点1. 细胞器之间的协调配合2. 基因指导蛋白质的合成教学目标1. 遗传信息的转录和翻译的过程2. 细胞器的功能3. 细胞器之间的协调配合教学重点1. 遗传信息的转录和翻译的过程2. 细胞器的功能3. 细胞器之间的协调配合教学难点1. 细胞器之间的协调配合2. 遗传信息的翻译过程3. 基因表达过程在细胞器的协调配合中完成教学过程一、导入使用建议：不是将各个细胞器的结构和功能一一列举，而是把细胞器作为系统的组分，既谈它们的分工，也讲它们的合作。以基因指导蛋白质的合成过程为引导，帮助学生理解一个系统的正常运转，必须依靠各组分之

2、间的协调配合。侏罗纪公园等优秀电影上映，其中就是找到琥珀中含有恐龙的DNA，完成了恐龙复活的伟大工程，使人们又看到了活生生的恐龙。那么，恐龙复活的科学依据是什么呢？二、知识讲解考点1 基因指导蛋白质的合成使用建议：可以采用两种方式讲解，一种先是讲清楚tRNA、mRNA和核糖体的结构，在此基础上，集中讲解转录和翻译的步骤。另一种是在讲述转录和翻译的过程中，插入讲解相关知识。为必修二第四章的学习打下坚实的基础。 1相关概念：（1）基因：是具有遗传效应的DNA片段（2）tRNA：转运RNA，携带并运输氨基酸进入核糖体，与mRNA一一对应。（3）mRNA：信使RNA，将细胞核中基因的遗传信息携带出来，

3、在细胞质中合成蛋白质。 （4）rRNA：核糖体的组成成分，蛋白质的合成场所。2.mRNA、tRNA、rRNA图示rRNAtRNAmRNA 3.基因表达过程 基因表达 = 转录 + 翻译（1）转录：以DNA分子的一条链为模板，合成RNA单链结构的过程。（2）翻译：以RNA为模板，氨基酸为原料，合成蛋白质的过程。（3）基因表达过程：考点2 细胞器协调配合完成基因的表达过程使用建议：基因表达过程在细胞生物中非常重要，所有的细胞生物都有基因的表达过程。真核细胞的基因表达过程较复杂，细胞器之间的合作关系明显。建议教师自己将所有细胞器集中在一个细胞中手绘各细胞器，以基因的表达过程为引导，系统叙述细胞的生命

4、活动。考点3 生命系统的结构层次三 、例题精析使用建议：此处内容主要用于教师课堂的精讲，每个题目结合试题本身、答案和解析部分，覆盖基础、巩固和拔高三个例题。例题1真核生物细胞内存在着很多长度为2123个核苷酸的小分子RNA，它们能与相关基因转录出来的mRNA互补，形成局部双链。由此可以推断这些小分子RNA抑制基因表达的分子机制是（ ）A.阻断rRNA装配成核糖体B.妨碍双链DNA分子的解旋C.干扰tRNA识别密码子D.影响tRNA携带特定的氨基酸【答案】C【解析】翻译需要mRNA做为模板，该小分子RNA可以与mRNA互补，导致翻译时tRNA无法与mRNA上的密码子结合，故C正确。该RNA不是阻

5、断rRNA装配成核糖体，故A错误。mRNA已经转录出说明不会妨碍双链DNA分子的解旋，故B错误。tRNA携带特定的氨基酸是在细胞质中进行的与mRNA无关，故D错误。例题2在遗传信息的传递和表达过程中，一般不可能发生的是（ ）A. DNA的复制主要发生在细胞核中，以DNA的两条链为模板B. 转录主要发生在细胞核中，以DNA的一条链为模板C. 翻译发生在核糖体上，以mRNA为模板D. DNA复制和转录的过程中一定都需要解旋酶【答案】D【解析】DNA的复制主要发生在细胞核中，以DNA的两条链为模板，A正确；转录主要发生在细胞核中，以DNA的一条链为模板，合成RNA，B正确；翻译发生在核糖体上，以mR

6、NA为模板，合成肽链，C正确；DNA复制过程需要解旋酶，转录过程不一定需要解旋酶，D错误。例题3下图1为细胞合成与分泌淀粉酶的过程示意图，图2为细胞膜结构示意图，图中序号表示细胞结构或物质。请回答问题：（1）淀粉酶的化学本质是_，控制该酶合成的遗传物质存在于 4 _中。（2）图1中，淀粉酶先在核糖体合成，再经2 _运输到1 _加工，最后由小泡运到细胞膜外，整个过程均需3 _提供能量。（3）图2中，与细胞相互识别有关的是图中 5 _，帮助某些离子进入细胞的是_（填图中序号）。【答案】（1）蛋白质 细胞核（2）内质网 高尔基体 线粒体（3）糖蛋白 通道蛋白【解析】图示是唾液淀粉酶合成和分泌过程示意

7、图，其中结构1为细胞核，是遗传和代谢的控制中心；结构2为线粒体，是有氧呼吸的主要场所，能为细胞生命活动提供能量；结构3是内质网；结构4是高尔基体。（1）唾液淀粉酶的化学本质是蛋白质，其基本组成单位氨基酸。控制唾液淀粉酶合成的遗传物质存在于细胞核中。（2）唾液淀粉酶属于分泌蛋白，其合成与分泌过程为：核糖体合成蛋白质，内质网进行粗加工，高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质，整个过程还需要线粒体提供能量，因此该酶合成、运输和分泌过程依次经过的细胞器是核糖体、内质网、高尔基体。例题4在体外用14C 标记半胱氨酸-tRNA 复合物中的半胱氨酸（Cys），得到*Cys-tRNACys，再用无机催化剂镍将其中

8、的半胱氨酸还原成丙氨酸（Ala），得到*Ala-tRNACys（见下图，tRNA不变）。如果该*Ala-tRNACys参与翻译过程，那么下列说法正确的是（ ）A在一个mRNA 分子上可以同时合成多条被14C 标记的多肽链B反密码子与密码子的配对由tRNA上结合的氨基酸决定C新合成的肽链中，原来Cys的位置会被替换为14C标记的AlaD新合成的肽链中，原来Ala的位置会被替换为14C标记的Cys【答案】AC例题5【解析】多聚核糖体是指一条mRNA上同时结合多个核糖体，可同时合成多条被14C 标记的多肽链，A正确；反密码子与密码子按碱基互补原则进行配对，与tRNA携带的氨基酸无关，B错误；由于该t

9、RNA携带的氨基酸由Cys替换成Ala，则新合成的肽链中，原来Cys的位置会被替换成Ala，C正确；该tRNA本应运输Cys，则Ala的位置不会替换为Cys，D错误。下图为真核细胞中蛋白质合成的部分过程示意图，为正在合成中的四条多肽链。请回答问题：（1）图中所示过程在遗传学上称为 ，需要 作为原料。（2）图中是_分子，其合成的主要场所是 。（3）图中最终形成的蛋白质通常是_（相同、不同）的。【答案】（1）翻译；氨基酸 （2）mRNA；细胞核 （3）相同【解析】转录：在细胞核内，以DNA一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。翻译：在细胞质中，以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸

10、顺序的蛋白质的过程。最终形成的蛋白质是相同的，因为控制它们合成的模板相同。四 、课堂运用使用建议：在对课堂知识讲解完，把握了重点突破了难点以及练习精讲了之后，再用练习马上进行课堂检测，根据学生情况建议分3个难度层次：易，中，难。基础1. 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（ ）A. 转录尚未结束,翻译即已开始 B. 由该DNA模板产生了三条肽链C. 原核细胞转录和翻译在时空上完全分开 D. 多个核糖体完成不同mRNA的翻译【答案】A【解析】原核细胞因为没有核膜的阻断，所以可以边转录边翻译。图中附有核糖体的三条链是转录后的mRNA，而不是3条肽链，核糖体合成的才是肽

11、链；在蛋白质合成过程中，同一条mRNA分子能够同多个核糖体结合，同时合成若干条蛋白质多肽链，结合在同一条mRNA上的核糖体就称为多聚核糖体，这样一个基因在短时间内可表达出多条肽链。2.下图为真核细胞中遗传信息表达过程示意图。字母AD表示化学物质，数字、表示过程。请回答问题：（1）所示过程以_分子的一条链为模板，以四种_作为原料合成B，催化此过程的酶是_。（2）所示过程由C _识别B的序列，并按B携带的信息控制合成具有一定_序列的D。【答案】（1）DNA（A）；核糖核苷酸；RNA聚合酶（2）转移RNA（tRNA）；氨基酸【解析】据图示可以知道，所示过程为转录过程，所示过程为翻译过程，A为DNA，

12、B为mRNA，C为tRNA，D为蛋白质。转录：在细胞核内，以DNA一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。翻译：在细胞质中，以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。3.在下列的转录简式中有（ ）种核苷酸。DNA：ATGGRNA：UACCA.5种 B.6种 C.7种 D.8种【答案】B【解析】在图中DNA单链片段中有3种脱氧核苷酸，RNA中有3种核糖核苷酸，所以在整个转录简式中共有6种核苷酸，B项正确，A、C、D项错误。巩固1. 关于复制、转录和逆转录的叙述，下列说法错误的是（ ）A.逆转录和DNA 复制的产物都是DNAB.转录需要 RNA 聚合酶，逆转录需要逆转

13、录酶C.转录和逆转录所需要的反应物都是核糖核苷酸D.细胞核中的DNA 复制和转录都以DNA 为模板【答案】C【解析】考查中心法则，转录需要的反应物是脱氧核糖核苷酸。2.图表示发生在真核生物细胞中的某些生理过程，下列相关叙述错误的是（ ）A. a是核糖体，b是mRNA，过程是翻译B. r-蛋白含量过多时，过程可阻滞过程C. 过程是转录，需要RNA聚合酶参与D. 一个mRNA分子上可结合多个核糖体，同时进行多条不同肽链的合成【答案】D【解析】蛋白质的合成的过程称为翻译，场所是核糖体，以mRNA做模板。图中a代表的结构是核糖体，b代表mRNA，A项正确；据图分析可知，细胞中r-蛋白含量过多时，r-蛋

14、白就会与b信使RNA结合，阻碍信使RNA与核糖体结合，从而抑制翻译过程，这是一种反馈调节过程，B项正确；过程是以DNA为模板合成RNA的转录，需要RNA聚合酶参与，C项正确；以同一个mRNA为模板合成的多肽链都是相同的，D项错误。3.端粒酶由RNA和蛋白质组成，该酶能结合到端粒上，以自身的RNA为模板合成端粒DNA的一条链。下列叙述正确的是（ ）A.大肠杆菌拟核的DNA中含有端粒B.端粒酶中的蛋白质为RNA聚合酶C.正常人细胞的每条染色体两端都含有端粒DNAD.正常体细胞的端粒DNA随细胞分裂次数增加而变长【答案】C【解析】端粒存在于真核生物染色体的末端，是由DNA序列及其相关的蛋白质所组成的

15、复合体，A错误。由“端粒酶由RNA和蛋白质组成，该酶能结合到端粒上，以自身的RNA为模板合成端粒DNA的一条链”可知端粒酶中的蛋白质为逆转录酶；B错误。正常体细胞的端粒DNA随细胞分裂次数增加而变短；D错误。拔高1.长链非编码RNA（lncRNA）是长度大于200个碱基，具有多种调控功能的一类RNA分子。下图表示细胞中lncRNA的产生及发挥调控功能的几种方式，请回答下列问题：（1）细胞核内各种RNA的合成都以 为原料，催化该反应的酶是 。（2）转录产生的RNA中，提供信息指导氨基酸分子合成多肽链的是 ，此过程中还需要的RNA有 。（3）lncRNA前体加工成熟后，有的与核内 （图示）中的DN

16、A结合，有的能穿过 （图示）与细胞质中的蛋白质或RNA分子结合，发挥相应的调控作用。（4）研究发现，人体感染细菌时，造血干细胞核内产生的一种lncRNA，通过与相应DNA片段结合，调控造血干细胞的 ，增加血液中单核细胞、中性粒细胞等吞噬细胞的数量。该调控过程的主要生理意义是 。【答案】（1）四种核糖核苷酸 RNA聚合酶（2）mRNA（信使RNA） tRNA和rRNA（转运RNA和核糖体RNA）（3）染色质 核孔（4）分化 增强人体的免疫抵御能力【解析】据图分析，表示染色质，主要由蛋白质和DNA组成；表示核孔，是大分子进出细胞核的通道，具有选择性。DNA通过转录形成RNA，mRNA为模板通过翻译

17、形成蛋白质，图中的lncRNA是DNA通过转录形成的，其可以与染色质上的DNA分子结合，也可以通过核孔与细胞质中的蛋白质或RNA分子结合。2. 下列有关人胰岛素基因表达载体的叙述，正确的是（ ）A表达载体中的胰岛素基因可通过人肝细胞mRNA反转录获得B表达载体的复制和胰岛素基因的表达均启动于复制原（起）点C借助抗生素抗性基因可将含胰岛素基因的受体细胞筛选出来D启动子和终止密码子均在胰岛素基因的转录中起作用【答案】C【解析】人肝细胞的胰岛素基因没有表达，所以无法通过mRNA反转录获得胰岛素基因，A项错误；复制原点是基因表达载体复制的起点，启动子是基因的一个组成部分，控制基因表达（转录）的起始时间

18、和表达的程度，胰岛素基因的表达从启动子开始，启动子和复制原点是不同的序列，B项错误；用含抗生素抗性基因的质粒作为胰岛素基因表达载体，可以鉴定受体细胞中是否被导入质粒，从而将含有目的基因的细胞筛选出来，C项正确；启动子是基因的一个组成部分，控制基因表达（转录）的起始时间和表达的程度，启动子与RNA聚合酶结合，在转录过程中发挥作用，启动转录过程，而起始和终止密码子参与翻译过程，D项错误。3. Q噬菌体的遗传物质（QRNA）是一条单链RNA，当噬菌体侵染大肠杆菌后，QRNA立即作为模板翻译出成熟蛋白、外壳蛋白和RNA 复制酶（如图所示），然后利用该复制酶复制QRNA ,下列叙述正确的是（ ）A、QR

19、NA的复制需经历一个逆转录过程B、QRNA的复制需经历形成双链RNA的过程C、一条QRNA模板只能翻译出一条肽链D、QRNA复制后，复制酶基因才能进行表达【答案】B【解析】RNA复制酶是催化RNA复制过程的，说明该病毒能以RNA为模板，直接合成RNA，没有逆转录过程，A错误。RNA虽然为单链，但复制过程中，必然有合成的新链和原来的母链形成双链RNA的过程，B正确。从图中看出，不同蛋白肯定由不同的肽链组成，C错误。结合题意，先合成RNA复制酶，再才能催化RNA的合成，D错误。五 、课堂小结使用建议：教师对本节课应掌握的知识作一个小结，并熟悉细胞的结构和基因表达过程。1.细胞器之间的协调配合（1）

20、核糖体（蛋白质合成）内质网（蛋白质加工）高尔基体（蛋白质分类、包装）溶酶体（水解酶）（2）线粒体（有氧呼吸，消耗O2和有机物，提供能量）叶绿体（光合作用，合成O2和有机物）（3）液泡（维持细胞形态），中心体（细胞分裂有关）2.基因指导蛋白质的合成翻译转录DNA mRNA 蛋白质3.基因的表达过程需要通过细胞器之间的协调配合完成六 、课后练习六 、课后作业使用建议：讲解完本章的知识点，布置课后作业，让学生巩固知识，建议也分三个层次，每个层次3-5题基础1. 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

21、 细胞核 核糖体【答案】B【解析】DNA的复制主要发生在细胞核中，转录发生在细胞核（主要）、线粒体、叶绿体中，蛋白质的合成发生在核糖体中，B正确。2. 2019年诺贝尔生理学奖和化学奖都与RNA的研究有关，下列哪项不是RNA可能具有的功能（ ）A.信息传递 B.催化反应 C.物质转运 D.提供能量【答案】D【解析】mRNA携带遗传信息，完成信息传递；少数酶分子的化学本质是RNA；tRNA可携带转运氨基酸；RNA不能为生物体提供能量。3. 如图表示细胞内蛋白质合成部分示意图，下列有关说法错误的是（ ）A.图中f表示核糖体，含有蛋白质及RNAB. b、c、d、e合成的蛋白质氨基酸的种类、数目及排列

22、顺序是相同的C.图中所述过程越旺盛，核仁就越大D.图中所表示的翻译过程是从右向左进行的【答案】C【解析】据图中信息分析可知，f代表的是核糖体，其中含有蛋白质及RNA；由同一mRNA决定的蛋白质所含的氨基酸的种类、数目、排列顺序都是相同的；原核生物没有核仁，但细胞中也能发生上述过程；据肽链的长度可判断，翻译的方向是从图中右侧开始的。巩固（3-5题）巩固1. 下图是基因控制蛋白质合成的示意图。请回答下列问题：（1）图中所示的过程在遗传学上称为 ，该过程主要发生在_中。（2）mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基叫做 。（3）a表示 分子，它的作用是 。【答案】（1）转录；细胞核 （2）密码子 （

23、3）转移RNA（tRNA）；识别并运载氨基酸【解析】转录：在细胞核内，以DNA一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。翻译：在细胞质中，以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。图a是tRNA分子，具有识别并运载氨基酸的功能。密码子是mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基。携带氨基酸的tRNA分子上与mRNA上的密码子相对应的3个相邻的碱基叫做反密码子。2. 下列关于生物体内基因表达的叙述，正确的是（ ）A每种氨基酸都至少有两种相应的密码子BHIV的遗传物质可以作为合成DNA的模板C真核生物基因表达的过程即是蛋白质合成的过程D一个基因的两条DNA链可转录出两条相

24、同的RNA【答案】B【解析】一种氨基酸对应一种至多种密码子，A错误；HIV的遗传物质为单链的RNA，可以逆转录生成DNA，B正确；真核生物的基因表达过程包括转录生成RNA和翻译合成蛋白质，C错误；一个基因的两条DNA链可转录出两条互补的RNA链，但是转录过程是以DNA的一条链为模板的，D错误。3. 下列关于真核细胞中转录的叙述，错误的是（ ）AtRNA、rRNA和mRNA都从DNA转录而来B同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生C细胞中的RNA合成过程不会在细胞核外发生D转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补【答案】C【解析】根据中心法则，RNA都是以DNA一条链为模板转录而来的，tRNA、rRNA和mRNA都是RNA，都应该从DNA转录而来，A正确；根据转录过程的碱基配对原则，不同RNA的碱基序列不同，形成过程中所用的模板DNA也应该是不同的片段，所以两种RNA的合成有可能同时进行，互不干扰，B正确；真核细胞中的线粒体和叶绿体为半自主性细胞器，其中含有DNA，且其上的基因也要表达，也会发生RNA的合成，C错误；转录过程遵