高中生物新教材同步必修第二册课件+讲义 第4章　第1节　第2课时　遗传信息的翻译、中心法则

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最新人教版高中生物（必修二）同步课件遗传信息的翻译、中心法则第2课时学习目标1.概述遗传信息翻译的过程。2.概述中心法则的内容和实质。内容索引一、遗传信息的翻译二、中心法则网络构建课时对点练一、遗传信息的翻译1.翻译的概念：游离在 中的各种氨基酸，以 为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质，这一过程叫作翻译。教材梳理细胞质mRNAmRNA核糖体氨基酸2.密码子64mRNA密码子硒代半胱氨酸终止密码子起始密码子甲硫氨酸3.tRNA的结构和功能特点(1)结构和功能氨基酸反密码子氢密码子(2)功能特点：每种tRNA只能识别并转运 氨基酸。一种4.翻译过程核糖体甲硫氨酸3′－端5′－端5.翻译能高效进行的原因一个mRNA分子上可以相继结合 个核糖体，同时进行多条肽链的合成。多1.基因表达的计算(1)关系图教材拓展(2)说明：因为基因中存在不编码蛋白质的片段，实际上基因(DNA)上所含有的碱基数要大于6n，而mRNA中也存在终止密码子等片段，所以实际上mRNA中所含有的碱基数也要大于3n。因此一般题目中带有“至少”或“最多”字样才能使用这个比例关系。2.注意基因表达相关计算中的三个“看清楚”(1)看清楚DNA上的碱基单位，是“对”数还是“个”数。(2)看清楚是mRNA上“密码子”的个数，还是“碱基”的个数。(3)看清楚是合成蛋白质所需的氨基酸的“个数”，还是“种类数”。(1)tRNA由三个碱基构成(　　)(2)密码子位于mRNA上，ATC一定不是密码子(　　)(3)mRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质(　　)(4)每种转运RNA能识别并转运一种或多种氨基酸(　　)(5)每种氨基酸仅由一种密码子编码(　　)(6)tRNA由单链构成，因此不含氢键(　　)×判断正误√××××(1)1种氨基酸可由1种或多种密码子编码。(2)1种氨基酸可由1种或多种tRNA转运。(3)一种tRNA只能转运一种氨基酸。(4)核糖体在mRNA上移动。易错警示一、遗传密码的破译1.克里克实验证据1961年，克里克以T4噬菌体为实验材料：核心探讨某段碱基序列增删1～2个碱基→蛋白质功能异常(氨基酸种类和排列顺序 大幅改变)增删3个碱基→蛋白质只增添或缺少一个氨基酸实验说明mRNA上几个碱基编码1个氨基酸？提示　mRNA上3个碱基编码1个氨基酸。2.遗传密码对应规则的发现实验思路：尼伦伯格和马太利用蛋白质的体外合成技术，以人工合成的RNA作为模板合成多肽，确定氨基酸与密码子的对应关系。实验操作：在每个试管中分别加入1种氨基酸；再加入除去了DNA和mRNA的细胞提取液，以及人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸(U)。实验结果：只有加入苯丙氨酸的试管中出现了多聚苯丙氨酸的肽链。实验结论：结合克里克得出的3个碱基决定1个氨基酸的实验结论，与苯丙氨酸对应的密码子应该是UUU，这是破译的第一个遗传密码。请思考并回答下列问题：(1)加入细胞提取液的目的是什么？提示　为肽链的合成提供场所、能量和酶等必要条件。(2)为什么要将细胞提取液中的DNA和mRNA除去？提示　防止细胞提取液中原有的DNA和mRNA中的遗传信息起作用，干扰实验结果。二、翻译的过程1.下图是翻译过程的示意图，请据图分析回答下列问题：(1)图甲中Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ分别是哪种分子或结构？该过程发生的碱基互补配对与DNA复制和转录相比完全一样吗？提示　Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ分别是tRNA、核糖体、多肽链；不完全一样，复制：A—T、T—A、G—C、C—G，转录：A—U、T—A、C—G、G—C，翻译：A—U、U—A、C—G、G—C。(2)判断图甲中核糖体沿着mRNA移动的方向，根据教材中的密码子表，写出图甲中翻译出的氨基酸序列。提示　核糖体沿着mRNA从左向右移动；图甲中对应的氨基酸序列为甲硫氨酸—丙氨酸—丝氨酸。(3)图乙中①、⑥分别是什么分子或结构？核糖体移动的方向是怎样的？提示　①、⑥分别是mRNA、核糖体。核糖体移动的方向是由右向左。(4)最终合成的多肽链②、③、④、⑤的氨基酸序列相同吗？为什么？提示　相同。因为它们的模板是同一条mRNA。(5)图乙所示的翻译特点，其意义是什么？提示　少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质。2.请据图概括真核细胞和原核细胞转录、翻译的区别。提示　真核生物：先转录，后翻译；原核生物：边转录边翻译。1.遗传信息、密码子、反密码子的比较核心归纳2.DNA复制、转录与翻译的比较1.如图表示某真核生物基因表达的部分过程，请回答下列问题：典题应用(1)图中表示遗传信息的______过程，发生的场所是________，此过程除图中所示条件外，还需要___________等。翻译核糖体酶和能量图中核糖体上进行的是翻译过程，此过程需要的条件是模板、原料、能量、酶等。(2)图中③表示________，合成的主要场所是________，通过______运输到细胞质中，穿过____层膜，_______(填“需要”或“不需要”)能量。mRNA细胞核核孔0需要③为mRNA，主要在细胞核中合成，通过核孔转移到细胞质中，此过程穿过0层膜，需要能量。(3)图中方框内的碱基应为_______，对应的aa5应为________(赖氨酸的密码子为AAA，苯丙氨酸的密码子为UUU)。UUU赖氨酸密码子存在于mRNA分子上，与tRNA上的反密码子进行碱基互补配对，故图中方框内的碱基为UUU，对应的密码子为AAA，相应氨基酸是赖氨酸。(4)图中的氨基酸共对应___个密码子。核糖体的移动方向是_________。7从左到右图中共有7个氨基酸，对应7个密码子。根据图中最后一个氨基酸的加入位置可知，核糖体的移动方向为从左到右。二、中心法则1.提出者： 。2.完善后的内容教材梳理克里克①DNA的复制：遗传信息从 流向 。② ：遗传信息从 流向 。③翻译：遗传信息从 流向 。④ ：遗传信息从 流向 。⑤ ：遗传信息从 流向 。DNADNA转录DNARNARNA蛋白质RNA的复制RNARNA逆转录RNADNA3.生命是物质、能量和信息的统一体(1)DNA、RNA是 的载体。(2)蛋白质是信息的 。(3) 为信息的流动提供能量。信息表达产物ATP(1)中心法则表示的是遗传信息的流动过程(　　)(2)遗传信息只能从DNA流向RNA，进而流向蛋白质(　　)(3)线粒体中遗传信息的传递也遵循中心法则(　　)(4)DNA病毒中没有RNA，其遗传信息的传递不遵循中心法则(　　)√判断正误××√中心法则的内容中心法则揭示了生物遗传信息传递的规律，据图回答下列问题：核心探讨(1)②表示 过程，需要 酶；④表示 过程，需要________酶的参与。(2)正常情况下，在人体细胞内能进行的过程是 。(3)图中遵循碱基互补配对原则的过程是 。转录RNA聚合逆转录逆转录①②③①②③④⑤(4)任意一个人体细胞均能发生①②③过程吗？提示　高度分化的细胞不再进行细胞分裂，因而不能发生①过程。(5)请写出新型冠状病毒(一种RNA复制病毒)遗传信息传递表达的过程及发生场所。提示　 ，但要注意病毒遗传信息的传递过程发生于宿主活细胞内。中心法则各过程的适用范围核心归纳2.中心法则概括了自然界生物的遗传信息的流动途径，如图为中心法则的图解。下列相关说法正确的是典题应用A.1957年克里克提出的中心法则内容只包括图中的①②③B.图中③④过程均有碱基互补配对，且配对方式不完全相同C.图中①⑤过程的酶是DNA聚合酶，②过程是RNA聚合酶D.在人体胚胎干细胞和心肌细胞中均存在图中①②③过程√1957年克里克提出的中心法则内容只包括图中的①DNA复制过程、②转录过程和③翻译过程，A正确；图中③过程是翻译，④过程是RNA复制，碱基配对方式都是A—U、U—A、G—C、C—G，B错误；图中①过程是DNA复制，需要DNA聚合酶和解旋酶；⑤过程是逆转录，需要逆转录酶；②过程是转录，需要RNA聚合酶，C错误；由于①DNA复制过程只能在具有分裂能力的细胞中才发生，而人体心肌细胞已高度分化，不能再分裂增殖，D错误。3.(2022·福建泉州高一月考)下列关于中心法则的叙述，正确的是A.肽链的合成一定以rRNA为模板，以氨基酸为原料B.RNA的合成一定以RNA为模板，以核糖核苷酸为原料C.DNA的合成一定以DNA为模板，以脱氧核苷酸为原料D.中心法则揭示了遗传信息在生物大分子之间的传递过程肽链的合成是以mRNA为模板的，A错误；RNA的合成可能以DNA或RNA为模板，B错误；DNA的合成可能以DNA或RNA为模板，C错误。√网络构建课时对点练题组一　遗传信息的翻译1.下列关于通过翻译形成蛋白质的说法，错误的是A.以细胞质中游离的氨基酸为原料B.以核糖体RNA作为遗传信息的模板C.以转运RNA为氨基酸运输的工具D.合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质12345678910111213√141234567891011121314翻译的原料是细胞质中游离的氨基酸，A正确；翻译的模板是信使RNA，B错误；翻译过程中需要tRNA转运氨基酸，C正确；翻译过程能合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质，D正确。2.如图为真核细胞中某生理过程示意图，下列与该过程有关的说法正确的是A.图示过程在内质网、线粒体和叶绿体中都能 够进行B.转运肽链起始端氨基酸的tRNA中含有起始密 码子C.转运肽链最末端氨基酸的tRNA能识别终止密 码子D.一条mRNA可以结合多个核糖体同时合成多条肽链12345678910111213√141234567891011121314终止密码子只表示翻译的终止，一般不决定氨基酸，因此一般没有反密码子与之对应，C错误；一条mRNA可以结合多个核糖体同时合成多条肽链，这样可以使少量的mRNA短时间内合成大量相同的蛋白质，D正确。题图所示过程为翻译过程，场所为核糖体，在线粒体和叶绿体中含有少量核糖体，而在内质网中不含有核糖体，A错误；密码子是指mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基，而在转运肽链起始端氨基酸的tRNA中含有的是识别起始密码子的反密码子，B错误；3.(2022·山西太原高一期中)决定氨基酸的60多种密码子在1965年全部被破译，这些密码子组成了一部“遗传密码字典”。下列相关叙述正确的是A.基因模板链上决定一个氨基酸的3个相邻碱基称为密码子B.除少数氨基酸只有1种密码子外，大多数氨基酸有两种或两种以上的密 码子C.mRNA上有多少个密码子就有多少个tRNA与之对应D.原核生物与真核生物的密码子完全不同12345678910111213√1412345678910111213密码子是指mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基，A错误；正常情况下，终止密码子不编码氨基酸，没有与之对应的tRNA，C错误；原核生物与真核生物共用一套密码子，D错误。144.(2022·江苏南通高一期中)四环素、链霉素、红霉素等抗生素能抑制细菌的生长，它们有的能干扰细菌核糖体的形成，有的能阻止tRNA和mRNA结合，这些抗生素阻断了A.翻译过程 B.DNA复制过程C.转录过程 D.染色体活动12345678910111213√145.(2019·海南，20)下列关于蛋白质合成的叙述，错误的是A.蛋白质合成通常从起始密码子开始到终止密码子结束B.携带肽链的tRNA会先后占据核糖体的2个tRNA结合位点C.携带氨基酸的tRNA都与核糖体的同一个tRNA结合位点结合D.最先进入核糖体的携带氨基酸的tRNA在肽键形成时脱掉氨基酸12345678910111213√141234567891011121314tRNA是通过其上的反密码子与mRNA上的密码子通过碱基互补配对原则将氨基酸运输到核糖体的特定部位的，所以携带不同氨基酸的tRNA会与核糖体的不同tRNA结合位点结合。题组二　中心法则6.下列关于DNA复制、转录和逆转录的叙述，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，逆转录需要逆转录酶C.细胞中的DNA复制和逆转录都以DNA为模板D.DNA复制和逆转录所需要的原料都是脱氧核苷酸12345678910111213√14DNA复制以DNA的两条链为模板；逆转录以RNA为模板。7.(2022·陕西西安高一期末)如图表示“中心法则”的内容，图中①、②、③、④、⑤分别表示相关过程。下列相关说法正确的是1234567891011121314A.人体造血干细胞中可以进行①、②和③B.人体口腔上皮细胞内只能进行①、②C.乳酸菌可以发生①、④过程D.④和⑤需要的原料相同√1234567891011121314人体造血干细胞可以进行①DNA复制、②转录和③翻译，A正确；口腔上皮细胞是高度分化的细胞，不能进行①DNA复制，B错误；乳酸菌的遗传物质是DNA，在乳酸菌中可以发生①、②、③过程，但不能进行④RNA复制过程，C错误；④RNA复制需要的原料是核糖核苷酸，⑤逆转录需要的原料是脱氧核苷酸，二者需要的原料不同，D错误。8.某种RNA病毒在增殖过程中，其遗传物质需要经过某种转变后整合到真核宿主细胞的基因组中。物质Y与脱氧核苷酸结构相似，可抑制该病毒的增殖，但不抑制宿主细胞的增殖，那么物质Y抑制该病毒增殖的机制是A.抑制该病毒RNA的转录过程B.抑制该病毒蛋白质的翻译过程C.抑制该RNA病毒的逆转录过程D.抑制该病毒RNA的自我复制过程12345678910111213√141234567891011121314该RNA病毒的遗传物质需要经过逆转录过程才能整合到真核宿主细胞的基因组中，又知物质Y与脱氧核苷酸结构相似，可抑制该病毒的增殖，但不抑制宿主细胞的增殖，因此物质Y不抑制DNA复制过程，而抑制逆转录过程，C正确。9.如图为原核细胞中转录、翻译的示意图。据图判断，下列描述正确的是A.原核细胞转录和翻译在时空上完全分开B.转录方向为从左到右C.转录尚未结束，翻译即已开始D.一个DNA只能转录一条RNA，但可表达 出多条多肽链12345678910111213√141234567891011121314原核细胞由于没有核膜的阻断，所以可以边转录边翻译，没有时空的阻隔，A错误、C正确；根据mRNA的长度可判断转录方向为从右到左，B错误；一个DNA能转录产生多条RNA，也可表达出多条多肽链，D错误。10.新冠病毒是正链RNA病毒，其RNA既是遗传物质，也可以直接作为翻译的模板。新冠病毒RNA进入细胞后，首先作为模板翻译出RNA聚合酶，然后在该酶的作用下合成负链RNA，再以负链RNA为模板合成大量的正链RNA。负链RNA不能与核糖体结合。下列相关表述正确的是A.新冠病毒的RNA聚合酶的合成场所为其核糖体B.新冠病毒的RNA聚合酶与人体细胞中RNA聚合酶的作用模板相同C.合成正链RNA的过程需要逆转录酶D.新冠病毒的正链RNA上有密码子，而负链RNA上没有1234567891011121314√12345678910111213新冠病毒没有细胞结构，没有核糖体，新冠病毒的RNA聚合酶的合成场所为宿主细胞的核糖体，A错误；人体细胞中RNA聚合酶催化转录过程，以DNA一条链为模板，新冠病毒的RNA聚合酶以新冠病毒的RNA为模板，B错误；以负链RNA为模板合成正链RNA的过程称为RNA的自我复制，需要RNA聚合酶，C错误；新冠病毒的正链RNA可以作为翻译的模板，因此正链RNA上有密码子，而负链RNA上没有密码子，不能与核糖体结合，不能作为翻译的模板，D正确。1411.生物体内的核酸常与蛋白质结合，以核酸—蛋白质复合物的形式存在。下列相关叙述错误的是A.真核细胞染色体和染色质中都存在核酸—蛋白质复合物B.原核细胞的拟核中没有核酸—蛋白质复合物C.若复合物中的某蛋白质参与DNA复制，则该蛋白质可能是DNA聚合酶D.若复合物中正在进行蛋白质的合成，则该复合物中含有核糖体12345678910111213√1412345678910111213真核细胞的细胞核中有DNA—蛋白质复合物，原核细胞的拟核中也有，但不形成染色质结构，B错误。1412.当细胞中缺乏氨基酸时，负载tRNA(携带氨基酸的tRNA)会转化为空载tRNA参与基因表达的调控，过程如图所示。下列相关叙述正确的是A.①过程需解旋酶和RNA聚合酶共同 参与B.②过程中一种负载tRNA只能转运一 种氨基酸C.空载tRNA可抑制蛋白激酶从而抑制 ②过程D.核糖体d距离模板mRNA上的终止密码子最近12345678910111213√1412345678910111213①过程为转录过程，不需要解旋酶，A错误；当细胞缺乏氨基酸时，空载tRNA通过激活蛋白激酶抑制②翻译过程，也可以抑制①转录过程，C错误；14根据核糖体上肽链的长短可知，核糖体的移动方向是由右向左，即核糖体a距离模板mRNA上的终止密码子最近，D错误。13.(2022·上海徐汇区高一期中)请据图回答下列问题：12345678910111213(1)图A所示的遗传信息的传递规律，被命名为____________，它体现了生命是__________________的统一体。(2)图B所示过程对应图A中的________(用图A中的数字序号表示)。14中心法则物质、能量和信息①③⑤12345678910111213(3)图B中核糖体沿mRNA移动的方向是________(填“从a到b”或“从b到a”)。(4)人体不同组织细胞的相同DNA进行图A过程③时，启动的起始点______________(填“都相同”“都14从b到a不完全相同不同”或“不完全相同”)，其原因是______________________________________。不同组织细胞中的基因进行选择性表达12345678910111214.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。请回答下列有关问题：1314(1)①过程发生的时期是__________________。可发生在细胞核中的过程有______(填序号)。①②细胞分裂前的间期1234567891011121314图中①过程表示人体细胞中的DNA分子的复制，发生时期为细胞分裂前的间期。②表示转录过程，③表示翻译过程，可发生在细胞核中的过程有①②。123456789101112(2)若②过程的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30%、20%，则与α链对应的DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为_______。131425%1234567891011121314α链中G＋U＝54%，G＝30%，则U＝24%，即α链的模板链对应区段中A＝24%。同时可推得其模板链对应区段中A＋C＝54%，又知模板链对应区段中G＝20%，则T＝1－54%－20%＝26%，即DNA的另一条链对应区段中A＝26%，则整个DNA区段中A＝(24%＋26%)/2＝25%。123456789101112(3)③过程中Y是某种tRNA，它是由_______(填“三个”或“多个”)核糖核苷酸组成的，其上的CAA称为__________，一般情况下，一种Y可以转运_____种氨基酸。若合成该蛋白质的基因含有600个碱基对，则该蛋白质最多由______个氨基酸组成(不考虑终止密码子)。1314多个反密码子一2001234567891011121314tRNA由多个核糖核苷酸组成，其上的CAA称为反密码子，一种Y只能转运一种特定的氨基酸。由于mRNA上三个相邻的碱基编码一个氨基酸，不考虑终止密码子，则该蛋白质最多由600/3＝200(个)氨基酸组成。123456789101112(4)人体内成熟红细胞、胚胎干细胞、口腔上皮细胞中，能同时发生上述三个过程的细胞是____________。1314胚胎干细胞人体内成熟红细胞无细胞核，①、②、③过程均不可进行，口腔上皮细胞为高度分化的细胞，不能进行①过程，胚胎干细胞为能够增殖的细胞，可同时发生上述三个过程。123456789101112(5)假若转录形成α链的基因中有一个碱基对发生了替换，导致该基因编码的肽链中氨基酸数目减少，其原因可能是基因中碱基的替换导致__________________________________。1314终止密码子提前出现，翻译提前终止1234567891011121314若转录形成α链的基因中有一个碱基对发生了替换，可能会使对应的mRNA中密码子变为一个终止密码子，进而导致翻译终止，最终使肽链中氨基酸数目减少。本课结束更多精彩内容请登录：www.xinjiaoyu.com