人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第1节 基因指导蛋白质的合成评课课件ppt

这是一份人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第1节 基因指导蛋白质的合成评课课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了课前·新知导学，氨基酸，核糖体，转录过程，RNA，mRNA，个相邻，tRNA，密码子，简并性等内容，欢迎下载使用。

①了解RNA的种类和作用。②结合相关图解理解转录的过程。③结合有关图解理解翻译的过程。④掌握密码子和反密码子等概念。⑤结合中心法则比较DNA的复制、转录、翻译、逆转录、RNA的自我复制等过程。⑥结合具体实例理解基因控制生物性状的方式。
3个重点：①从模板、原料、产物、碱基互补配对方式和过程等角度掌握转录过程；②结合图解并从模板、原料、产物、碱基互补配对方式和过程等角度掌握翻译过程；③中心法则中的遗传信息流动过程。
2个难点：①结合图解掌握翻译的过程；②中心法则中几种遗传信息流动过程的比较和判断。4个考点：①RNA的种类和作用；②转录和翻译的过程；③转录和翻译过程中碱基数量的计算；④中心法则中的遗传信息流动过程。
1　基因指导蛋白质的合成
　　　　　遗传信息的转录1．RNA的结构和种类
真核细胞中的RNA主要分布于什么部位？RNA和DNA相比较，特有的成分是什么？_________________________________________________。提示：主要分布于细胞质中。RNA特有的成分是核糖和尿嘧啶(U)
　　　　　判断下列叙述的正误。(1)一个tRNA分子中只有三个碱基，可以携带多种氨基酸。(　　)(2)rRNA是核糖体的组成成分，原核细胞中可由核仁参与合成。(　　)(3)tRNA分子中的部分碱基两两配对形成氢键。(　　)(4)有些RNA可通过降低化学反应的活化能来提高反应速率。(　　)(5)若某核酸中，嘌呤占58%，嘧啶占42%，则该核酸一定不是双链DNA。(　　)【答案】(1)×　(2)×　(3)√　(4)√　(5)√
【答案】RNA聚合酶　碱基　碱基互补配对　一条链　核糖核苷酸　RNA聚合酶　mRNA　DNA链　双螺旋
3．遗传信息的传递方向：DNA→________。
转录的产物是否只有mRNA？_________________________________________________。提示：不是，mRNA、tRNA、rRNA都是转录的产物
　　　　　判断下列叙述的正误。(1)真核细胞中的转录过程主要发生于细胞质中。(　　)(2)转录的模板是DNA的每一条链。(　　)(3)转录的原料和产物分别是核糖核苷酸和RNA。(　　)(4)转录过程中会发生A－T的碱基配对方式。(　　)【答案】(1)×　(2)×　(3)√　(4)×
　　　　　遗传信息的翻译1．密码子和反密码子(1)属于密码子的是_____(填序号)，位于[④]________ (填名称)上，其实质是决定一个氨基酸的__________的碱基(一般情况下终止密码子不决定氨基酸)。(2)属于反密码子的是________(填序号)，位于[③]________(填名称)上，其实质是与________发生碱基互补配对的3个相邻的碱基。
(3)密码子有______种，决定21种氨基酸的密码子有______种。(4)密码子两种特性。①________：绝大多数氨基酸都有几个________的现象。如亮氨酸可由6种密码子决定。②________：地球上几乎所有的生物都共用________________。
2．翻译的概念    【答案】核糖体　mRNA　氨基酸　蛋白质
【答案】mRNA　核糖体　tRNA　mRNA　终止密码子　核糖体与mRNA的复合物
已知一段氨基酸序列为“甲硫氨酸－谷氨酸－丙氨酸－半胱氨酸”，控制该段氨基酸序列的mRNA的碱基序列是否唯一？________________________________________________。提示：不唯一，因为密码子具有简并性，即一种氨基酸可以对应多种密码子
　　　　　判断下列叙述的正误。(1)每种氨基酸仅由一种密码子编码。(　　)(2)一个tRNA上的反密码子只能与mRNA上的一种密码子配对。(　　)(3)mRNA上所含有的密码子均能在tRNA上找到相对应的反密码子。(　　)
(4)下图表示蓝细菌DNA上遗传信息、密码子、反密码子间的对应关系，则①是β链，完成此过程的场所是细胞核。(　　)【答案】(1)×　(2)√　(3)×　(4)×
　　　　　中心法则1．提出者：____________。2．中心法则的提出及其发展(1)图示：
(2)根据图示，完成下表：
中心法则中的五种遗传信息流动过程中的碱基互补配对方式完全相同吗？______________________________________________。提示：不完全相同
　　　　　依据中心法则(如下图)，判断下列相关叙述的正误。(1)生物的遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中。(　　)(2)核苷酸序列不同的基因可能表达出相同的蛋白质。(　　)
(3)新型冠状病毒(无逆转录酶)合成子代病毒蛋白质外壳的完整过程至少要经过d、b、c环节。(　　)(4)HIV通过d形成的DNA可以整合到宿主细胞的染色体DNA上。(　　)【答案】(1)√　(2)√　(3)×　(4)√
1．相关图解及分析(1)图解：
2．DNA复制、转录和翻译的比较
仔细观察下面两图，分析回答下列问题。
(1)大肠杆菌为原核生物，只进行图______过程。(2)两图中a～f依次为________、_________、________、________、________、________(酶)。(3)解读图甲、图乙的过程。①数量关系：一个mRNA可同时结合__________，形成多聚核糖体。②意义：少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。
③方向：图甲从左向右，图乙________，判断依据是多肽链的长短，肽链________的翻译在前。④结果：合成________________________的多肽，因为模板mRNA相同。提示：(1)乙　(2)mRNA　核糖体　多肽链　DNA　mRNA　RNA聚合酶　(3)①多个核糖体　③从右向左　长　④多个氨基酸序列完全相同
1．下图表示某真核生物细胞内发生的一系列生理变化，Y表示某种功能的酶，下面有关叙述不正确的是(　　)
A．Y为RNA聚合酶B．该图中最多含5种碱基、8种核苷酸C．过程Ⅰ在细胞核内进行，过程Ⅱ在细胞质内进行D．b部位发生的碱基配对方式可能有T－A、A－U、C－G、G－C【答案】C
【解析】分析题图可知，该图表示真核生物转录和翻译过程，故Y为RNA聚合酶，A正确；图中有DNA和RNA分子，因此最多含有5种碱基和8种核苷酸，B正确；过程Ⅰ为转录过程，主要在细胞核内进行，此外在线粒体和叶绿体内也可进行，Ⅱ为翻译过程，在细胞质中的核糖体上进行，C错误；b部位发生DNA的转录，因此b部位发生的碱基配对方式可能有T—A、A—U、C—G、G—C，D正确。
2．(2023·广东珠海期末)下图为原核细胞与真核细胞内基因表达的过程示意图，下列叙述错误的是(　　)
 A．一个mRNA上结合多个核糖体便于迅速合成大量蛋白质B．真核细胞的初级转录产物不能直接作为合成蛋白质的模板C．两类细胞的基因表达过程有所不同与两者结构存在差异有关D．上图真核细胞中核糖体沿着mRNA从右向左移动合成蛋白质【答案】D
【解析】图中多个核糖体在一条mRNA上移动可以保证翻译的快速高效，提高蛋白质合成的效率，A正确；由图可知，原核细胞的mRNA不需要加工，真核细胞的初级转录产物不是合成蛋白质的模板，初级转录产物被加工后形成的mRNA才是合成蛋白质的模板，B正确；由图可知，原核细胞的转录和翻译可以同时进行，而真核细胞的核基因的转录和表达分开进行(转录主要发生在细胞核中，表达主要发生在细胞质基质中)，显然两类细胞的基因表达过程有所不同，这与细胞的结构密切相关，C正确；根据图中多肽链的长度可推测，真核细胞中的核糖体是沿着mRNA从左向右移动合成蛋白质的 ，D错误。
【方法技巧】　“三步”判断真核、原核细胞的基因表达过程
1．遗传信息、密码子、反密码子的比较
转录、翻译过程中的有关计算
2．密码子、反密码子、氨基酸的对应关系
(1)每种氨基酸对应一种或几种密码子，可由一种或几种tRNA转运。(2)一种密码子只能决定一种氨基酸，一种tRNA只能转运一种氨基酸。
3．基因表达过程中相关数量计算(1)DNA(基因)、mRNA上碱基数目与氨基酸数目之间的关系。①图示：
②规律：蛋白质中氨基酸数目＝1/3 mRNA中碱基数目＝1/6 DNA(或基因)中碱基数目。③计算公式：蛋白质中肽链数＋肽键数＝氨基酸数＝1/3 mRNA中碱基数＝1/6DNA(或基因)中碱基数。
(2)计算中“最多”和“最少”的分析。①正常情况下，mRNA上的终止密码子不决定氨基酸，则mRNA上的碱基数目是蛋白质中氨基酸数目的3倍或多于3倍。②基因或DNA中存在不编码氨基酸的碱基序列，因此其中的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多。③在回答问题时应加上“最多”或“最少”等字，如mRNA上有n个碱基，转录产生它的基因(DNA)中最少有2n个碱基，该mRNA指导合成的蛋白质中最多有n/3个氨基酸。
1．一条肽链有氨基酸500个，则作为合成该多肽链模板的mRNA和用来转录mRNA的DNA的碱基分别至少有(　　)A．500个和1 000个B．1 000个和2 000个C．1 500个和1 500个D．1 500个和3 000个【答案】D
【解析】若不考虑终止密码子等因素，DNA(或基因)中碱基数∶mRNA上碱基数∶氨基酸个数＝6∶3∶1，已知一条多肽链中有500个氨基酸，则作为合成该多肽链的mRNA分子至少含有碱基数目为500 ×3＝1 500个，用来转录mRNA的DNA分子至少要有碱基500×6＝3 000个，D符合题意。
2．(2023·吉林长春期中)下列关于DNA 和RNA 分子的计算不正确的是(　　)A．若DNA的碱基总数为m，A有n个，则转录形成的 mRNA 中A＋U的数量小于nB．若DNA的碱基总数为m，A 有n个，DNA经三次复制，需G 的数量为(7m－14n)/2C．若DNA的碱基总数为m，则指导合成的蛋白质最多含有m/6个氨基酸D．若DNA的碱基总数为m，则一次转录形成的 mRNA含有m/2个密码子
【答案】D【解析】若DNA的碱基总数为m，A 有n个，A＝T＝n，则DNA中的一条链A＋T＝n个，因为基因是有遗传效应的DNA片段，转录时以基因的一条链为模板，故转录形成的 mRNA 中A＋U的数量一般小于n，A正确；若DNA的碱基总数为m，A 有n个，则DNA分子有G＝(m－2n)/2个，DNA经三次复制，一共是8个DNA分子，除去模板DNA分子，相当于新合成了7个DNA分子，需要G的数量为(23－1) (m－2n)/2，即(7m－14n)/2，B正确；若DNA的碱基总数为m，则一次转录形成的mRNA中，含有m/6个密码子，指导合成的蛋白质最多含有m/6个氨基酸，C正确，D错误。
1．不同生物中心法则的体现
注：含逆转录酶的RNA病毒逆转录得到的病毒DNA不能直接复制，只能通过整合到宿主DNA中，随着宿主DNA的复制而被复制。
2．中心法则与基因表达的关系
3．中心法则五个过程的比较
甲、乙、丙三种类型的病毒，它们的遗传信息的遗传方式分别如下图所示。请据图回答下列问题：
(1)HIV、噬菌体、流感病毒分别对应图中的哪个类型？(2)说出甲、乙、丙中的数字分别表示什么过程。(3)不管哪种病毒，其增殖都要合成自身的蛋白质外壳和核酸，该过程需要的原料都来自哪里？提示：(1)HIV：丙；噬菌体：甲；流感病毒：乙。(2)甲：1为转录，2为翻译，3为DNA的复制；乙：4为RNA的复制，5为翻译，6为RNA的复制；丙：7为逆转录，8为转录，9为翻译，10为DNA的复制。(3)病毒合成蛋白质和核酸所需要的原料由宿主细胞提供。
1．中心法则揭示了生物遗传信息的流动过程(如下图)，相关叙述不正确的是(　　)A．细胞分裂间期发生的过程有a、b、cB．需要tRNA和核糖体同时参与的过程是cC．a和b两个过程发生的主要场所分别是细胞核和细胞质D．健康的人体细胞内不会发生d和e过程
【答案】C【解析】a～e过程分别为DNA复制、转录、翻译、逆转录和RNA复制过程。细胞分裂间期，主要进行DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，即发生a、b、c过程，A正确；翻译的场所是核糖体，原料氨基酸需要tRNA运输，B正确；DNA复制和转录发生的主要场所都是细胞核，C错误；只有被某些病毒侵染的细胞才会发生逆转录或RNA复制过程，D正确。
2．(2021·广东卷)金霉素(一种抗生素)可抑制tRNA与mRNA的结合，该作用直接影响的过程是(　　)A．DNA复制B．转录C．翻译D．逆转录【答案】C【解析】分析题意可知，金霉素可抑制tRNA与mRNA的结合，使tRNA不能携带氨基酸进入核糖体，从而直接影响翻译的过程，C正确。
【方法技巧】　“三看法”判断中心法则各过程
易错易混1：转录、翻译过程中的四个易错点(1)转录的产物不只是mRNA，还有tRNA、rRNA，但只有mRNA携带遗传信息，3种RNA都参与翻译过程，只是作用不同。(2)翻译过程中mRNA并不移动，而是核糖体沿着mRNA移动，进而读取下一个密码子。(3)转录和翻译过程中的碱基配对不是A－T，而是A－U。(4)并不是所有的密码子都决定氨基酸。一般情况下，终止密码子不决定氨基酸(在正常情况下，UGA是终止密码子，不编码氨基酸，但在特殊情况下，UGA可以编码硒代半胱氨酸)。
易错易混2：氨基酸与密码子、反密码子的数量关系(1)每种氨基酸对应一种或几种密码子(密码子的简并性)，可由一种或几种tRNA转运。(2)一种密码子只能决定一种氨基酸，一种tRNA只能转运一种氨基酸。(3)密码子有64种，终止密码子有3种，编码21种氨基酸的密码子有62种，反密码子理论上有62种。
例1　下图表示蓝细菌DNA上遗传信息、密码子、反密码子间的对应关系。下列说法中正确的是(　　)A．分析题图可知①是β链，完成此过程的场所是细胞核B．除图中所示的两种RNA之外，RNA还包括tRNAC．图中②到③的过程需要在核糖体上进行D．能够决定21种氨基酸的是③，其种类有61种
【答案】C【解析】根据碱基互补配对原则，从图中②的碱基组成可以确定β链是转录模板，蓝细菌是原核生物，没有细胞核，A错误；RNA包括mRNA(图中②)、tRNA(图中③)和rRNA(核糖体RNA，图中未画出)，B错误；图中②到③的过程是翻译过程，在核糖体上进行，C正确；能够决定21种氨基酸的是②mRNA上的62种密码子，③是tRNA，D错误。
易错易混3：区分真核细胞和原核细胞的转录和翻译过程的模式图
(1)图1表示真核细胞的转录和翻译过程，特点是DNA主要在细胞核中转录出mRNA，mRNA通过核孔进入细胞质进行翻译(在线粒体、叶绿体中也可边转录边翻译)。图中①是双链DNA分子，②是mRNA，③是核糖体，④是tRNA。(2)图2表示原核细胞的转录和翻译过程，特点是原核生物没有核膜，转录和翻译在同一空间进行，两个过程常紧密偶联，边转录边翻译。图中①是DNA模板链，②③④⑤表示正在合成的4条mRNA，核糖体结合到mRNA上同时进行翻译过程。
例2　下图为核糖体沿着mRNA链合成多肽链的示意图，与之相关的叙述不正确的是(　　)
A．核糖体移动的方向是从mRNA的5′－端→3′－端B．在原核细胞内，该过程与mRNA的合成可同时进行C．mRNA上密码子并不都能决定氨基酸D．亲子代遗传信息的表达均是通过翻译过程实现的
【答案】D【解析】从题图可以看出核糖体合成的多肽链，右端的最长，说明合成是从左往右进行的；在原核细胞内，转录和翻译过程可同时进行；mRNA上含有的终止密码子通常不决定氨基酸；遗传信息的表达是通过转录和翻译过程实现的。
1．(2023·广东深圳期末)下图是真核细胞中三种生命活动的示意图，关于下图的叙述正确的是(　　)   A．①②③过程都有碱基互补配对B．①②③过程均可由同种酶催化C．只有②过程能发生在细胞质中D．①②③过程都伴随ATP的生成
【答案】A【解析】①②③过程分别表示DNA复制、翻译、转录，都有碱基互补配对，A正确；①②③过程需要的酶不同，DNA复制需要解旋酶和DNA聚合酶，转录需要RNA聚合酶，翻译需要催化蛋白质合成的酶，B错误；②过程发生在细胞质中的核糖体上，①③过程主要发生在细胞核中，也可发生在细胞质的线粒体和叶绿体中，C错误；①②③过程都需要消耗ATP，都伴随着ATP的水解，D错误。
2．(2023·广东珠海期末)下图表示遗传信息的传递和表达过程，下列有关叙述错误的是(　　)  A．①～⑤过程均会发生碱基互补配对行为B．①～⑤过程均可发生在人体健康细胞中C．染色体上基因的表达包括②③两个先后进行的过程D．RNA病毒的遗传信息可通过④或⑤过程进行传递【答案】B
【解析】①～⑤过程中均会发生碱基互补配对行为，且均发生在核酸的碱基之间，A正确；①～⑤过程只有①②③可发生在人体健康细胞中，B错误； 染色体上基因的表达，即基因控制蛋白质合成的过程，包括②转录和③翻译两个先后进行的过程，C正确；RNA病毒的遗传信息可通过④RNA复制或⑤逆转录过程进行传递，且这两个过程均发生在病毒侵染的宿主细胞中，D正确。
3．右图是真核生物细胞核中某物质的合成过程图，据图判断，下列说法正确的是(　　)A．图示过程为转录B．图中②是以4种脱氧核苷酸为原料合成的
C．如果图中③表示酶分子，则它的名称是DNA聚合酶D．图中的②只能是mRNA【答案】A
【解析】分析题图，根据产物为单链可判断此过程为转录，A正确；图中②代表RNA，是以4种核糖核苷酸为原料合成的，B错误；图中③是RNA聚合酶，C错误；转录的产物包括mRNA、tRNA、rRNA三种，D错误。
4．(2023·广东名校期中)下列叙述错误的是(　　)A．遗传密码位于基因上，核糖体中的RNA是rRNAB．一个tRNA分子中只有一个反密码子，而且含有碱基对C．逆转录酶催化的是RNA→DNA的过程D．细菌的遗传物质一定是DNA【答案】A【解析】密码子位于mRNA上，A错误；一个tRNA中只含有一个反密码子，而且也有双链的部分，即存在碱基对，B正确；逆转录酶催化的是中心法则中RNA→DNA的过程，C正确；细菌具有细胞结构，细胞生物的遗传物质均是DNA，D正确。
5．下图表示某DNA片段遗传信息的传递过程：①～⑤表示物质或结构，a、b、c表示生理过程。请据图回答下列问题。(可能用到的密码子：AUG－甲硫氨酸，GCU－丙氨酸，AAG－赖氨酸，UUC－苯丙氨酸，UCU－丝氨酸，UAC－酪氨酸)
(1)完成遗传信息表达的是________(填字母)过程，a过程所需的酶有________________________。(2)图中含有核糖的是________(填数字)；由②指导合成的多肽链中的氨基酸序列是_______________________________________。(3)若①DNA片段上的某个基因片段含有600个碱基对，那么由它控制合成的蛋白质分子的氨基酸数最多为________个。(4)若在AUG后插入三个核苷酸，合成的多肽链中除在甲硫氨酸后多一个氨基酸外，其余氨基酸序列没有变化。由此证明_____________ ____________________________________。
【答案】(1)b、c　解旋酶和DNA聚合酶　(2)②③⑤　甲硫氨酸－丙氨酸－丝氨酸－苯丙氨酸　(3)200　(4)一个密码子由3个碱基(核糖核苷酸)组成【解析】(1)遗传信息的表达是指转录、翻译形成蛋白质的过程，即图中的b、c；a表示DNA的复制，需要解旋酶和DNA聚合酶。(2)只有RNA中含有核糖，则含核糖的有mRNA、核糖体、tRNA。mRNA上相邻的三个碱基组成一个密码子，密码子决定氨基酸，所以由②指导合成的多肽链中氨基酸序列是甲硫氨酸－丙氨酸－丝氨酸－苯丙氨酸。