第2章 第3节 第1课时 DNA分子通过RNA指导蛋白质的合成(课件PPT)-【精讲精练】2024-2025学年高中生物必修2（苏教版2019）

知识整合 新知探究 第二章　遗传的分子基础 生物·必修2 遗传与进化（配 SJ 版） 菜 单 综合检测 素养达标 情境探究 素养落实 知识整合 新知探究 功能片段 磷酸 核糖 A、U、G、C 核糖核苷酸 知识整合 新知探究 第二章　遗传的分子基础 生物·必修2 遗传与进化（配 SJ 版） 菜 单 综合检测 素养达标 情境探究 素养落实 信使RNA(mRNA) 核糖体RNA(rRNA) 转运RNA(tRNA) 知识整合 新知探究 第二章　遗传的分子基础 生物·必修2 遗传与进化（配 SJ 版） 菜 单 综合检测 素养达标 情境探究 素养落实 DNA分子的一条链 碱基互补配对原则 转录 mRNA 核孔 核糖核苷酸 细胞核 知识整合 新知探究 第二章　遗传的分子基础 生物·必修2 遗传与进化（配 SJ 版） 菜 单 综合检测 素养达标 情境探究 素养落实 双螺旋结构 U A 核糖核苷酸 RNA聚合酶 知识整合 新知探究 第二章　遗传的分子基础 生物·必修2 遗传与进化（配 SJ 版） 菜 单 综合检测 素养达标 情境探究 素养落实 RNA分子 RNA 知识整合 新知探究 第二章　遗传的分子基础 生物·必修2 遗传与进化（配 SJ 版） 菜 单 综合检测 素养达标 情境探究 素养落实 × √ × × × 知识整合 新知探究 第二章　遗传的分子基础 生物·必修2 遗传与进化（配 SJ 版） 菜 单 综合检测 素养达标 情境探究 素养落实 知识整合 新知探究 第二章　遗传的分子基础 生物·必修2 遗传与进化（配 SJ 版） 菜 单 综合检测 素养达标 情境探究 素养落实 知识整合 新知探究 第二章　遗传的分子基础 生物·必修2 遗传与进化（配 SJ 版） 菜 单 综合检测 素养达标 情境探究 素养落实 知识整合 新知探究 第二章　遗传的分子基础 生物·必修2 遗传与进化（配 SJ 版） 菜 单 综合检测 素养达标 情境探究 素养落实 答案　C 知识整合 新知探究 第二章　遗传的分子基础 生物·必修2 遗传与进化（配 SJ 版） 菜 单 综合检测 素养达标 情境探究 素养落实 知识整合 新知探究 第二章　遗传的分子基础 生物·必修2 遗传与进化（配 SJ 版） 菜 单 综合检测 素养达标 情境探究 素养落实 答案　B 知识整合 新知探究 第二章　遗传的分子基础 生物·必修2 遗传与进化（配 SJ 版） 菜 单 综合检测 素养达标 情境探究 素养落实 mRNA 氨基酸顺序 克里克 知识整合 新知探究 第二章　遗传的分子基础 生物·必修2 遗传与进化（配 SJ 版） 菜 单 综合检测 素养达标 情境探究 素养落实 尼伦伯格 体外 UUU mRNA 三个相邻的核苷酸 碱基 知识整合 新知探究 第二章　遗传的分子基础 生物·必修2 遗传与进化（配 SJ 版） 菜 单 综合检测 素养达标 情境探究 素养落实 64 61 20 甲硫氨酸 起始密码子 终止密码子 细菌 GUG 起始密码子 知识整合 新知探究 第二章　遗传的分子基础 生物·必修2 遗传与进化（配 SJ 版） 菜 单 综合检测 素养达标 情境探究 素养落实 一种氨基酸 核糖体 密码子 反密码子 碱基互补配对原则 知识整合 新知探究 第二章　遗传的分子基础 生物·必修2 遗传与进化（配 SJ 版） 菜 单 综合检测 素养达标 情境探究 素养落实 游离的氨基酸 tRNA 核糖体 mRNA 多肽 知识整合 新知探究 第二章　遗传的分子基础 生物·必修2 遗传与进化（配 SJ 版） 菜 单 综合检测 素养达标 情境探究 素养落实 核糖体 tRNA mRNA 终止密码子 知识整合 新知探究 第二章　遗传的分子基础 生物·必修2 遗传与进化（配 SJ 版） 菜 单 综合检测 素养达标 情境探究 素养落实 √ × × × × 知识整合 新知探究 第二章　遗传的分子基础 生物·必修2 遗传与进化（配 SJ 版） 菜 单 综合检测 素养达标 情境探究 素养落实 知识整合 新知探究 第二章　遗传的分子基础 生物·必修2 遗传与进化（配 SJ 版） 菜 单 综合检测 素养达标 情境探究 素养落实 知识整合 新知探究 第二章　遗传的分子基础 生物·必修2 遗传与进化（配 SJ 版） 菜 单 综合检测 素养达标 情境探究 素养落实 知识整合 新知探究 第二章　遗传的分子基础 生物·必修2 遗传与进化（配 SJ 版） 菜 单 综合检测 素养达标 情境探究 素养落实 知识整合 新知探究 第二章　遗传的分子基础 生物·必修2 遗传与进化（配 SJ 版） 菜 单 综合检测 素养达标 情境探究 素养落实 知识整合 新知探究 第二章　遗传的分子基础 生物·必修2 遗传与进化（配 SJ 版） 菜 单 综合检测 素养达标 情境探究 素养落实 知识整合 新知探究 第二章　遗传的分子基础 生物·必修2 遗传与进化（配 SJ 版） 菜 单 综合检测 素养达标 情境探究 素养落实 项目 转录 翻译 场所 主要是细胞核 细胞质 原料 核糖核苷酸 氨基酸 碱基配对原则 DNA Mrna A—U T—A C—G G—C mRNA tRNA A—U U—A C—G G—C 信息传递 DNA→mRNA mRNA→蛋白质 时间 生物生长发育的过程中 产物 RNA 有一定氨基酸排列顺序的蛋白质 知识整合 新知探究 第二章　遗传的分子基础 生物·必修2 遗传与进化（配 SJ 版） 菜 单 综合检测 素养达标 情境探究 素养落实 知识整合 新知探究 第二章　遗传的分子基础 生物·必修2 遗传与进化（配 SJ 版） 菜 单 综合检测 素养达标 情境探究 素养落实 知识整合 新知探究 第二章　遗传的分子基础 生物·必修2 遗传与进化（配 SJ 版） 菜 单 综合检测 素养达标 情境探究 素养落实 答案　C 知识整合 新知探究 第二章　遗传的分子基础 生物·必修2 遗传与进化（配 SJ 版） 菜 单 综合检测 素养达标 情境探究 素养落实 知识整合 新知探究 第二章　遗传的分子基础 生物·必修2 遗传与进化（配 SJ 版） 菜 单 综合检测 素养达标 情境探究 素养落实 知识整合 新知探究 第二章　遗传的分子基础 生物·必修2 遗传与进化（配 SJ 版） 菜 单 综合检测 素养达标 情境探究 素养落实 答案　B 知识整合 新知探究 第二章　遗传的分子基础 生物·必修2 遗传与进化（配 SJ 版） 菜 单 综合检测 素养达标 情境探究 素养落实 情境探究 素养落实 知识整合 新知探究 第二章　遗传的分子基础 生物·必修2 遗传与进化（配 SJ 版） 菜 单 综合检测 素养达标 情境探究 素养落实 知识整合 新知探究 第二章　遗传的分子基础 生物·必修2 遗传与进化（配 SJ 版） 菜 单 综合检测 素养达标 情境探究 素养落实 知识整合 新知探究 第二章　遗传的分子基础 生物·必修2 遗传与进化（配 SJ 版） 菜 单 综合检测 素养达标 情境探究 素养落实 知识整合 新知探究 第二章　遗传的分子基础 生物·必修2 遗传与进化（配 SJ 版） 菜 单 综合检测 素养达标 情境探究 素养落实 知识整合 新知探究 第二章　遗传的分子基础 生物·必修2 遗传与进化（配 SJ 版） 菜 单 综合检测 素养达标 情境探究 素养落实 本讲结束 请按ESC键返回 综合检测 素养达标 知识整合 新知探究 第二章　遗传的分子基础 生物·必修2 遗传与进化（配 SJ 版） 菜 单 综合检测 素养达标 情境探究 素养落实 第三节　遗传信息控制生物的性状 第1课时　DNA分子通过RNA指导蛋白质的合成 [学习目标] 1．通过对转录和翻译过程的分析，概述蛋白质合成过程中遗传信息流动情况，阐明生命是物质，能量和信息的统一体。 2．运用归纳与概括的科学思维方法，比较DNA复制，转录和翻译过程。 知识点一　遗传信息的转录 新知梳理　素养奠基 1．基因：DNA分子上的____________。DNA分子上的遗传信息(基因)通过RNA指导蛋白质的合成。 2．RNA (1)RNA的基本单位及组成 ①_______　②________　③碱基：______________　④________________ (2)与蛋白质合成有关的RNA种类有三种：_____________________、_________________________、_______________________。 3．转录(如图) (1)概念：RNA主要是在细胞核中以________________为模板，按照__________________合成的，这一合成过程称为________。 (2)结果：通过转录，DNA分子上的遗传信息传递到___________上，然后mRNA通过______进入细胞质。 (3)碱基互补配对关系：G－C、C－G、T－A、A－U。 (4)过程 ①原料：4种游离的________________。 ②场所：主要在_________中。 ③步骤 第1步(解旋)：DNA的__________________被打开，双链的碱基得以暴露。 第2步(配对)：以解开的DNA的一条链作为模板，按照A－____、G－C、T－____、C－G的碱基互补配对原则，将对应的_________________与模板链上的碱基配对，两者以氢键连接。 第3步(连接)：在______________的作用下，将新结合的核糖核苷酸依次连接到正在合成的RNA分子上。 第4步(释放)：合成的_____________从模板链上释放，DNA恢复双螺旋结构。 ④产物：三种________。 (5)实质与意义 ①实质：转录是以DNA的一条链为模板，按碱基互补配对原则合成RNA分子的过程。 ②意义：通过转录，遗传信息从DNA分子上传递到了信使RNA上。 【判断正误】 1．DNA是蛋白质合成的直接模板。( ) 2．RNA有三种，都是以DNA为模板合成的。( ) 3．转录是以DNA的两条链作为模板。( ) 4．转录过程只发生在细胞核中。( ) 5．转录以4种脱氧核糖核苷酸为原料。( ) 探究学习　素养形成 1．生物体中除了mRNA、tRNA、rRNA外，还有没有具备其他功能的RNA? 提示：有。有的RNA具有催化功能(如少数酶的本质是RNA)；有的RNA可作遗传物质(如RNA病毒)。 2．下图是一小段DNA片段，甲链是模板链，请写出其转录生成的RNA的碱基序列，分析并写出转录时，RNA子链的延伸方向，与RNA聚合酶的移动方向一致吗？ 提示： 3．转录过程中的模板链与mRNA链暂时以氢键结合，最终这两条核苷酸链的去向如何？ 提示：mRNA被释放出去后，模板链又与DNA的另一条脱氧核苷酸链结合恢复双链。 题组通关　素养案例 1．下列关于RNA的叙述，错误的是(　　) A．RNA可作为核糖体的组成成分 B．mRNA是翻译的直接模板 C．mRNA是转运氨基酸的工具 D．RNA分子中不含碱基T 解析　在合成蛋白质时，需要tRNA作为转运氨基酸的工具，每个tRNA每次只能转运一个特定的氨基酸。 2．下列有关真核生物转录过程的叙述，正确的是(　　) A．转录的场所只有细胞核 B．DNA双链解开需要RNA聚合酶 C．a为DNA，b为RNA，c为RNA聚合酶，转录方向为3′端到5′端，即从左到右 D．游离的脱氧核糖核苷酸在RNA聚合酶的作用下合成RNA 解析　真核生物转录的主要场所是细胞核，少量在线粒体和叶绿体，A错误；转录方向为从5′端到3′端，C错误；核糖核苷酸在RNA聚合酶的作用下合成RNA，D错误。 知识点二　遗传信息的翻译 新知梳理　素养奠基 1．翻译：在细胞中，以_________为模板，从一个特定的起始位点开始，按照每三个相邻的核糖核苷酸代表一个氨基酸的原则，依次合成具有一定____________的多肽链的过程。 2．遗传密码的破译 (1)_______引领遗传密码的破译工作。 (2)____________和一些青年科学家用人工合成的1条只含尿嘧啶核苷酸的RNA，在______没有细胞的体系中，合成了1条多肽链，经过测序发现该多肽链的氨基酸全部为苯丙氨酸，从而确定______编码苯丙氨酸。 3．密码子 (1)概念：是指__________上决定一个氨基酸的______________________。通常以密码子中的_______表示遗传密码。 (2)解读：①在全部____个密码子中，有____个密码子负责_____种氨基酸的编码，其中碱基序列为AUG的密码子不仅编码_________，而且是真核细胞唯一的_________ (翻译开始时的第一个密码子)；另外三个(碱基序列为UAA、UAG、UGA)不编码任何氨基酸，是____________。(翻译结束时的最后一个密码子)。 ②在_____体内，除了AUG外，碱基序列为_______的密码子，有时也可作为_______________，但编码的却是甲硫氨酸。 4．tRNA、mRNA的功能 (1)每种tRNA分子只能携带______________。在合成多肽链时，tRNA负责将游离在细胞质基质中的20种不同的氨基酸运向_________。 (2)mRNA携带的信息之所以能正确指导多肽链的合成，要依赖mRNA上每个_________与相应的tRNA分子上___________ (也用三个碱基表示)的结合，而这种结合要遵循___________________。 5．翻译过程(如图) 【判断正误】 1．密码子位于mRNA上，ATC－定不是密码子。( ) 2．mRNA上相邻的三个碱基就是一个密码子。( ) 3．遗传密码在mRNA上是连续排列的，但没有方向性。( ) 4．每种转运RNA能识别并转运一种或多种氨基酸。( ) 5．mRNA在核糖体上移动，翻译出蛋白质。( ) 探究学习　素养形成 1．用多聚尿嘧啶核苷酸的RNA链和氨基酸等作为原料，合成氨基酸均为苯丙氨酸的多肽链，氨基酸直接与RNA的碱基序列相对应，说明了什么？ 提示：说明RNA的碱基序列决定了蛋白质的氨基酸序列，mRNA把DNA的遗传信息传递到了蛋白质。 2．图中甲、乙、丙的含义分别是什么？密码子和反密码子的种类是否相同？如果不同，请阐述原因。 提示：①甲是结合氨基酸的部位，乙是碱基对，丙是反密码子；②不相同，因为三种终止密码子不决定氨基酸，所以也就没有与这三种密码子对应的反密码子。 3．地球上几乎所有的生物体都共用密码子表。根据这一事实，你能想到什么？ 提示：地球上的生物有或近或远的亲缘关系(或有共同的祖先)；体现了生物界的统一性等。 4．翻译过程中，核糖体是如何使肽链延伸的？ 提示：翻译过程中，核糖体在mRNA上移动并依次读取密码子，进行肽链的合成，直到读取到mRNA上的终止密码子，合成才能终止。 5．如何在短时间内由一条mRNA合成多个相同的蛋白质分子？ 提示：一条mRNA上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成。 【归纳总结】 1．遗传信息、密码子、反密码子的比较 项目 遗传信息 密码子 反密码子 作用 控制生物的性状 直接决定蛋白质中的氨基酸序列 识别密码子，转运氨基酸 图解 2.转录与翻译的不同点比较 题组通关　素养案例 1．如图是蛋白质合成时tRNA分子上的反密码子与mRNA上的密码子配对情形，以下有关叙述错误的是(　　) A．tRNA上结合氨基酸分子的部位为甲端 B．图中戊处上下链中间的化学键表示氢键 C．与此tRNA反密码子配对之密码子为UCG D．蛋白质的合成是在细胞内的核糖体上进行的，核糖体沿着mRNA由丙到丁移动 解析　tRNA上的甲端是结合氨基酸分子的部位，A正确；图中戊处为局部双链结构，该处上下链中间的化学键表示氢键，B正确；tRNA中反密码子的读取方向为3′端→5′端，即从甲到乙，因此反密码子为CGA，与此tRNA反密码子配对的密码子为GCU，C错误；蛋白质的合成场所是核糖体，其沿着mRNA由丙到丁移动，D正确。 2．如图代表真核细胞中发生的某一过程，下列叙述正确的是(　　) A．该过程表示翻译，模板是核糖体 B．该图所示过程也可以发生在原核细胞中 C．启动和终止此过程的是起始密码子和终止密码子，都不对应氨基酸 D．图中没有酶，因为该过程不需要酶的参与 解析　该过程表示翻译，模板是mRNA，场所是核糖体，原料是游离的氨基酸，同时需要酶、tRNA和ATP的参与。启动和终止此过程的是起始密码子和终止密码子，起始密码子对应氨基酸，终止密码子不对应氨基酸。原核生物中也含核糖体，也可进行翻译过程。 [生活情境] 随着抗生素的广泛使用甚至滥用，目前细菌对抗生素的耐药性问题已十分严重，抗生素耐药性正在对全球健康构成威胁。因此，发展新型抗生素势在必行，基于不同机制的新型抗生素正处于研发的不同阶段。红霉素、环丙沙星、利福平等抗菌药物能抑制细菌的生长，抗菌机制如下表： 抗菌药物 抗菌机制 红霉素 能与核糖体结合，抑制肽链的延伸 环丙沙星 抑制细菌DNA的复制 利福平 抑制细菌RNA聚合酶的活性 青霉素 抑制细菌细胞壁的合成 探究： (1)结合遗传信息传递途径和上表，分析这几种药物在遗传信息传递途径中的作用。 (2)根据生活常识和题干，如何使用抗生素？ 提示：(1)红霉素能与核糖体结合，抑制肽链的延伸，故抑制细菌的翻译过程。环丙沙星抑制细菌DNA的复制。利福平抑制细菌RNA聚合酶的活性，故抑制细菌的转录过程。青霉素抑制细菌细胞壁的合成，影响遗传信息的传递和表达。 (2)轻微感冒不必使用抗生素治疗，可选用一般感冒药即可，用抗生素治疗，不仅“大材小用”，还会干扰体内正常菌群，或造成耐药菌株增多。许多人误认为最新的药就是最好的药，如果一开始就用最新的抗生素药物，会加快病菌出现对新药的抗药性，使得病菌在与人类研制新药的斗争中处于领先位置。针对病症选用合理的抗生素。 [课堂小结] 1．生命观念：蛋白质是生命活动的主要承担者，基因通过转录和翻译过程指导蛋白质的合成，生命活动不但需要物质和能量，也需要信息，生命是物质、能量和信息的统一体。地球上几乎所有生物都共用一套密码子，表明当今生物可能有着共同的起源，体现了生物界的统一性。 2．科学思维：通过转录和翻译的图解分析，概括出转录过程是以DNA分子的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，在细胞核内合成mRNA的过程；翻译是以mRNA为模板，按照密码子和氨基酸之间的对应关系，在核糖体上合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。 3．社会责任：中心法则阐明了细胞内遗传信息的流动情况，是在克里克首先提出中心法则的基础上不断完善发展起来的，科学的发展是一个不断继承、修正和拓展的过程。 $$