基因指导蛋白质的合成（第二课时）【高效备课精研+知识精讲提升】 高一生物 课件（人教版2019必修2）

第1节基因指导蛋白质的合成（第二课时）第四章基因的表达目标010203概述遗传信息的转录和翻译过程，阐明中心法则的具体内容。（生命观念）由中心法则的提出到完善，认同科学是不断发展的；基于地球上几乎所有的生物都共用一套遗传密码的事实，认同当今生物可能有着共同的起源。（科学探究）计算DNA碱基数目、RNA碱基数目与氨基酸数目之间的对应关系。（科学思维）学习目标

温故知新：遗传信息的转录过程（视频）在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成RNA过程。模板：DNA的一条链原料：4种核糖核苷酸能量：由细胞呼吸提供酶：RNA聚合酶等场所：真核：细胞核、线粒体、叶绿体

原核：细胞质中定义条件温故知新：遗传信息的转录过程个体生长发育的整个过程时间

碱基互补配对A－U、T－A、G－C、C－GRNA（mRNA、tRNA、rRNA）边解旋边转录DNA→RNA遗传信息从DNA传递到RNA（mRNA）上，为翻译做准备从5’-端到3’-端产物原则特点遗传信息传递的方向转录的意义mRNA的延伸方向温故知新：遗传信息的转录过程问题1:转录得到的mRNA仍是碱基序列，而不是蛋白质，那么，mRNA上的遗传信息如何传递到蛋白质上呢？合作探究一：请同学们自主阅读教材P66-68，小组合作思考讨论完成问题。

一、翻译1.mRNA的4种碱基如何对应蛋白质的21种氨基酸？2.根据遗传密码的阅读方式，图中mRNA上共有几个密码子？分为几类？有何特性？3.mRNA上的什么信息决定翻译的起始和终止？4.游离氨基酸是怎样被运送到合成蛋白质的“生产线”上？5.什么是翻译？场所？模板？原料？条件？6.请简述翻译的过程？7.翻译合成的肽链的氨基酸序列是怎样的？一、遗传信息的翻译问题1:转录得到的mRNA仍是碱基序列，而不是蛋白质，那么，mRNA上的遗传信息如何传递到蛋白质上呢？碱基4种：A、U、C、G组成蛋白质氨基酸：21种mRNA蛋白质如何决定决定一个氨基酸的碱基个数决定氨基酸种类图示1个2个

3个氨基酸AUCG

4氨基酸AUCG

4AUCG

4氨基酸AUCG

4AUCG

4AUCG

4442＝1643＝64问题2:4种碱基如何决定21种氨基酸?

一、遗传信息的翻译(1)定义：mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基(2)识别：mRNA5'3'GUGGAACCU密码子密码子密码子密码子认读是从mRNA的5'→3',相邻的密码子无间隔、不重叠决定缬氨酸决定组氨酸决定精氨酸怎么判断？

后来科学家又通过一步步的推测和实验，证明了确实是mRNA上三个相邻的碱基决定一个氨基酸，最终破解了64个遗传密码子。一、遗传信息的翻译1.密码子(2)位置：mRNA上第一个碱基第二个碱基第三个碱基UCAGU苯丙氨酸苯丙氨酸亮氨酸亮氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸酪氨酸酪氨酸终止终止半胱氨酸半胱氨酸终止、硒代半胱氨酸色氨酸UCAGC亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸组氨酸组氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸UCAGA异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸甲硫氨酸(起始)苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸天冬酰胺天冬酰胺赖氨酸赖氨酸丝氨酸丝氨酸精氨酸精氨酸UCAGG缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸、甲硫氨酸(起始)丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酸谷氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸UCAG一、遗传信息的翻译21种氨基酸的密码子表(4)密码子的个数：(5)密码子的种类：共64种密码子一般情况下3个终止密码子（UAA、UAG、UGA）不决定氨基酸，特殊情况下UGA可以编码硒代半胱氨酸。一般情况下，决定氨基酸的密码子61种。特殊情况下62种。②3个终止密码子(6)密码子的特性：①专一性第一个碱基第二个碱基第三个碱基UCAGU苯丙氨酸苯丙氨酸亮氨酸亮氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸酪氨酸酪氨酸终止终止半胱氨酸半胱氨酸终止、硒代半胱氨酸色氨酸UCAGC亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸组氨酸组氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸UCAGA异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸甲硫氨酸(起始)苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸天冬酰胺天冬酰胺赖氨酸赖氨酸丝氨酸丝氨酸精氨酸精氨酸UCAGG缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸、甲硫氨酸(起始)丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酸谷氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸UCAG一、遗传信息的翻译21种氨基酸的密码子表(6)密码子的特性：①专一性

一种密码子只决定一种氨基酸②简并性

一种氨基酸可由一种或多种密码子决定，可以减少有害突变。简并性使得那些由于基因突变造成的使密码子中碱基被改变，仍然能编码原来氨基酸的可能性大为提高。第一个碱基第二个碱基第三个碱基UCAGU苯丙氨酸苯丙氨酸亮氨酸亮氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸酪氨酸酪氨酸终止终止半胱氨酸半胱氨酸终止、硒代半胱氨酸色氨酸UCAGC亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸组氨酸组氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸UCAGA异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸甲硫氨酸(起始)苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸天冬酰胺天冬酰胺赖氨酸赖氨酸丝氨酸丝氨酸精氨酸精氨酸UCAGG缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸、甲硫氨酸(起始)丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酸谷氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸UCAG一、遗传信息的翻译21种氨基酸的密码子表(6)密码子的特性：

地球上几乎所有生物都共用一套密码子。③通用性问题3:根据密码子的通用性这一事实，你能想到什么？

说明当今生物可能有着共同的起源。实战训练

1．密码子决定了蛋白质的氨基酸种类以及翻译的起始和终止。密码子是指（

）

A．基因上3个相邻的碱基

B．DNA上3个相邻的碱基

C．tRNA上3个相邻的碱基

D．mRNA上3个相邻的碱基实战训练

2.“密码子”是指()

A.核酸上特定排列顺序的碱基

B.

DNA特定排列顺序的碱基

C.mRNA上决定1个氨基酸的三个相邻的碱基

D.tRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基问题4:mRNA进入细胞质后与核糖体结合，合成生产蛋白质的“生产线”，那么游离在细胞之中的氨基酸是如何运到合成蛋白质的“生产线”上的呢？

ACGUGAUUA异亮氨酸甲硫氨酸谷氨酸亮氨酸一、遗传信息的翻译问题5:mRNA进入细胞质后与核糖体结合，合成生产蛋白质的“生产线”，那么游离在细胞之中的氨基酸是如何运到合成蛋白质的“生产线”上的呢？

核糖体一、遗传信息的翻译2.运输氨基酸的工具——tRNA3'5'结合氨基酸的部位碱基配对mRNA5'3'ACU密码子UGA反密码子比mRNA小，RNA单链经过折叠形成4环4臂，环的部分没有碱基互补配对，臂的部分由于碱基互补配对形成氢键。(1)形态：RNA链经过折叠，形成三叶草形(2)功能：①识别氨基酸

②转运氨基酸①一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸②一种氨基酸可以由多种tRNA转运(3)功能特点：问题4:氨基酸与tRNA是否是一一对应的关系呢？

一、遗传信息的翻译2.运输氨基酸的工具——tRNA3'5'结合氨基酸的部位碱基配对mRNA5'3'ACU密码子UGA反密码子(1)形态：RNA链经过折叠，形成三叶草形(2)功能：①识别氨基酸

②转运氨基酸①一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸②一种氨基酸可以由多种tRNA转运(3)功能特点：(4)反密码子:位于tRNA上，其实质是与密码子发生碱基互补配对的3个相邻的碱基，有61或62种。一、遗传信息的翻译3.翻译的过程PEA甲AUGCACUGGCGUUGCUGUCCUUAA3’5’起始密码子CAU5’3’第1步：mRNA进入细胞质，与核糖体结合；携带甲硫氨酸的tRNA通过与mRNA上的碱基互补配对进入P位点。核糖体移动方向一、遗传信息的翻译3.翻译的过程PEA甲第2步：携带组氨酸的tRNA以同样的方法进入A位点。CAU5’3’组GUG5’3’AUGCACUGGCGUUGCUGUCCUUAA3’5’起始密码子第3步：通过脱水缩合形成肽键，甲硫氨酸被转移到占据A位点的tRNA上。核糖体移动方向一、遗传信息的翻译3.翻译的过程PEA甲CAU5’3’色CCA5’3’AUGCACUGGCGUUGCUGUCCUUAA3’5’起始密码子组GUG5’3’精ACG5’3’半GCA5’3’半ACA5’3’脯AGG5’3’第4步：核糖体沿着mRNA移动，读取下一个密码子，合成肽链。核糖体移动方向一、遗传信息的翻译3.翻译的过程PEAAUGCACUGGCGUUGCUGUCCUUAA3’5’起始密码子ACA5’3’甲色组精半半脯AGG5’3’释放因子直至核糖体读取到mRNA上的终止密码子，合成才告终止。肽链释放后，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子。核糖体移动方向一、遗传信息的翻译3.翻译的过程1.起始2.运输3.延伸4.终止5.脱离位点1位点2一、遗传信息的翻译3.翻译的过程真核生物先转录，后翻译DNAmRNARNA聚合酶边转录边翻译原核生物一、遗传信息的翻译实战训练

3.如图表示真核细胞中某基因表达过程的一部分，下列分析正确的是()A．图示mRNA中起始密码子位于RNA链上的左侧B．mRNA上决定甘氨酸的密码子都是GGUC．图中碱基的配对方式有A－U、C－G、A－TD．图示过程的正常进行需要ATP和RNA聚合酶实战训练

4.下图为基因表达过程的示意图，下列叙述正确的是()。

实战训练

5.下列关于DNA和RNA的叙述，错误的是（）A.一个DNA可转录出多种mRNAB.同一个体的不同细胞中可合成出相同的mRNAC.一个tRNA中只含有一个反密码子D.RNA病毒的遗传信息传递途径都相同如何快速高效地进行翻译呢？意义是什么？翻译的方向如何？234

1合作探究二：请同学们自主阅读教材P69，小组合作思考讨论完成问题。

翻译能够精确进行的原因是什么？翻译合成的肽链就具有相应的生物学功能吗？多条肽链的氨基酸序列是否相同？

一、遗传信息的翻译二、多聚核糖体问题6:如何快速高效地进行翻译呢？

多聚核糖体现象一个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。问题7:多条肽链的氨基酸序列是否相同？

相同，因为其模板相同。问题8:翻译能够精确进行的原因是什么？

①mRNA为翻译提供了精确的模板；②通过mRNA上的密码子和tRNA上的反密码子的碱基互补配对，保证了翻译能够准确地进行。二、多聚核糖体问题9:翻译合成的肽链就具有相应的生物学功能吗？

多聚核糖体现象不具有，还需要加工。问题10:意义是什么？

少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质问题11:翻译的方向？

由肽链_____→肽链_____的方向进行短长（从右到左）6.下图为真核细胞中多聚核糖体合成蛋白质的示意图，下列说法不正确的是（

）A.核糖体相对于①的移动方向是右→左B.最终合成的肽链②③④⑤的结构相同C.合成①的场所主要在细胞核，合成②的场所在细胞质D.①上相继结合多个核糖体导致合成一条多肽链的时间变短①⑤④③②⑥实战训练

A—C—U—G—G—A—U—C—UmRNA反密码子UGA

CCU

AGA苏氨酸——甘氨酸——丝氨酸转录翻译蛋白质密码子ACU

GGA

UCUDNAA—C—T—G—G—A—T—C—TT—G—A—C—C—T—A—G—A肽键

肽键136三、基因控制蛋白质合成的相关计算问题12:基因控制蛋白质合成的过程中，DNA的碱基数、mRNA的碱基数、蛋白质中氨基酸数三者之间有何数量关系？

GCACGTGCA模板链丙氨酸DNA（基因片段）mRNA氨基酸DNA碱基数目mRNA碱基数目氨基酸数目：：：：631DNA的碱基数：mRNA的碱基数：蛋白质中氨基酸数＝6n:3n:n=6:3:1说明：因为DNA中有的片段无遗传效应，不能转录出mRNA;转录出的mRNA中有终止密码子，终止密码子不对应氨基酸，所以实际上基因（DNA）上所含有的碱基数要大于6n,或氨基酸数目小于n。因此一般题目中带有“至少”或“最多”字样。三、基因控制蛋白质合成的相关计算实战训练

7.某基因中含有1200个碱基，则由它控制合成的一条肽链的最多含有肽键的个数是(

)A．198个B．199个

C．200个D．201个8.一条多肽链中有氨基酸1000个，则作为合成该多肽的模板信使RNA和用来转录信使RNA的DNA分子分别至少要有碱基多少个？（

）A．3000个和3000个

B．1000个和2000个

C．3000个和6000个

D．2000个和4000个DNA复制转录翻译时间场所模板原料酶能量原则特点产物方向信息传递细胞分裂间期生长发育过程主要是细胞核主要是细胞核细胞质DNA的两条链基因特定的一条链mRNA四种脱氧核苷酸四种核糖核苷酸21种氨基酸解旋酶，DNA聚合酶RNA聚合酶肽酰转移酶ATPATPATP子代DNA分子mRNA、tRNA、rRNA特定氨基酸顺序的肽链A-T,T-A,C-G,G-CA-U,T-A,G-C,C-GA-U,U-A,G-C,C-G半保留复制边解旋边复制边解旋边转录一个mRNA可结合多个核糖体同时翻译多条肽链DNA→DNADNA→mRNAmRNA→蛋白质从起始密码子到终止密码子新链从5’端-3’端延伸新链从5’端-3’端延伸四、真核细胞中复制、转录、翻译的比较实战训练

9．研究发现，去除大鼠肝癌细胞系培养液的氨基酸后，大量tRNA由细胞质逆行运回细胞核，重新供给氨基酸后，细胞核中的tRNA重新进入细胞质中。下列分析合理的是（

）A．tRNA从细胞质逆行运回细胞核会穿过4层磷脂分子B．tRNA在细胞核和细胞质间穿梭会直接影响转录过程C．tRNA逆行运回细胞核能降低细胞内蛋白质合成速率D．细胞内tRNA与其搬运的氨基酸的种类是一一对应的实战训练

10．下列关于真核生物中遗传信息的传递和表达的叙述，正确的是（

）A．解旋酶和DNA聚合酶不属于基因表达产物B．RNA是在细胞质基质中以DNA为模板合成的C．遗传信息的转录和翻译均需RNA聚合酶的参与D．一个mRNA上可以结合多个核糖体同时进行翻译实战训练

11．2022年2月10日，我国科学家建立蛋白质设计新方法的相关成果发表于国际权威学术期刊《自然》。基因指导蛋白质的合成过程包括转录和翻译，下列叙述正确的是（

）A．多个核糖体可结合在一个mRNA分子上共同合成一条多肽链B．携带氨基酸的tRNA都与核糖体的同一个tRNA结合位点结合C．染色体DNA分子中的一条单链可以转录出不同的RNA分子D．所有生物基因表达过程中用到的RNA和蛋白质均由DNA编码实战训练

12．许多抗肿瘤药物是通过干扰肿瘤细胞DNA功能或代谢过程而发挥疗效的，如丹参酮能抑制DNA聚合酶活性、羟基脲能阻止脱氧核糖核苷酸的合成、放线菌素D能抑制DNA的模板功能等。据此信息分析，下列叙述错误的是（

）A．丹参酮处理后，肿瘤细胞DNA复制过程中子链无法正常延伸B．羟基脲处理后，肿瘤细胞DNA复制和转录过程都出现原料匮乏C．放线菌素D处理后，肿瘤细胞中DNA复制和转录过程都受到抑制D．将三种药物精准导入肿瘤细胞的技术可减弱它们对正常细胞的不利影响实战训练

13．如图为真核细胞中发生的某些生理和生化反应过程，图中a为核糖体，由r-蛋白和rRNA组成。下列相关叙述错误的是（）A．过程①为翻译，形成的r-蛋白可通过核孔进入细胞核B．过程②为转录，形成的rRNA参与核糖体的构成C．核糖体的大、小亚基在细胞质中形成并参与翻译过程D．过量的r-蛋白可与b结合，使r-蛋白的合成减少实战训练

14．图1和图2表示某些生物体内的物质合成过程示意图，下列对此分析正确的是（

）A．图中甲和丙表示RN