第6单元 第3课时 基因指导蛋白质的合成（课件）-【创新方案】2026年高考生物一轮复习（单选版）

基因指导蛋白质的合成 第3课时 3.1.4　概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成 课标要求 目录 再认再现——教材基础落实 课时跟踪检测 互动课堂——核心深化学习 再认再现——教材基础落实 一、遗传信息的转录 1.连线串知——了解RNA的种类和功能 2.识图作答——理清转录的过程 (1)图中④代表RNA聚合酶，兼有______和_____________的作用。 (2)图中②的左端是_____(填“3'端”或“5'端”)，合成后经_____进入细胞质与核糖体结合，②代表__________________。合成②的模板是___链，原料是_____________________，该过程遵循_____________原则。 解旋 催化合成RNA 5'端 核孔 信使RNA(或mRNA) 甲 4种游离的核糖核苷酸 碱基互补配对 (3)图中①和⑤区域中的甲链恰好有一段重复序列：5'⁃AATGGC⁃3'，请写出该区域中乙链和②链中的对应序列。乙链：5'⁃__________⁃3'；②链：5'⁃__________⁃3'。 GCCATT GCCAUU 二、遗传信息的翻译 1.判断正误——辨清教材微点 (1)所有的RNA都是由DNA的一条链转录形成的。 ( ) (2)真核生物中，细胞核基因转录出的mRNA不能直接作为翻译的模板。 ( ) (3)tRNA分子中的部分碱基两两配对形成氢键。 ( ) (4)多肽链的合成过程中，tRNA读取mRNA上全部的碱基序列信息。 ( ) √ × √ × (5)密码子的简并性可以增强生物的容错性，保证转录速度。 ( ) (6)转录和翻译过程都存在T—A、A—U、G—C碱基配对方式。 ( ) × × 2.识图作答——掌握翻译的过程 人体内的胰岛素是一种由51个氨基酸分子组成的蛋白质，下图为人体内的胰岛素基因控制合成胰岛素的过程示意图，①~⑥表示物质或结构，a、b表示生理过程。[可能用到的密码子：AUG—甲硫氨酸(起始)、GCU—丙氨酸、AAG—赖氨酸、UUC—苯丙氨酸、 CGA—精氨酸、UCU、UCG—丝氨酸、UAC—酪氨酸] (1)a过程发生的场所是________，需要的酶有 ___________，②代表的物质是________，⑥代表的物质是______，它携带的氨基酸是_______。  (2)b过程是_____，所需的原料是________。由②指导合成的多肽链片段中氨基酸序列是_____________________________________。完整胰岛素分子中氨基酸对应①的碱基数至少是_____个。 (3)一个②通常可以结合多个核糖体，这种现象的意义是_______ ________________________________。 细胞核 RNA聚合酶 mRNA 精氨酸 tRNA 翻译 氨基酸 甲硫氨酸—丙氨酸—丝氨酸—苯丙氨酸 306 多条多肽链同时合成，大大提高翻译效率 三、中心法则 识图作答——辨析中心法则的基本内容 下图中①~⑤代表生理过程，→、 代表遗传信息的流向。 (1)此图表示遗传信息的传递规律，在遗传学上称为_________，克里克于1957年提出时只包含图中________ (填序号)过程。 中心法则 ①②③ (2)人体细胞中①过程发生的主要场所是________。 (3)②过程的原料是____________，③表示的过程是______。④表示的过程是__________，⑤过程需要________酶参与。 (4)所需原料相同的过程有________、________ (填序号)，需要消耗能量的过程有____________ (填序号)，此图解也表明生命是__________________的统一体。 细胞核 核糖核苷酸 翻译 RNA复制 逆转录 ①和⑤ ①②③④⑤ 物质、能量和信息 ②和④ 融通大概念——建构知识体系 [盘点总结] (1)转录：以DNA的一条链为模板，在RNA聚合酶的作用下合成RNA的过程，通常在细胞核中进行。 (2)翻译：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。 (3)密码子：mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻碱基。密码子具有简并性。 (4)反密码子：tRNA的一端可以与mRNA上密码子互补配对的3个碱基。终止密码子没有对应的反密码子。 互动课堂——核心深化学习 [系统知能] 1.辨析比较遗传信息、密码子、反密码子 核心点(一)　遗传信息的转录和翻译的综合分析 图甲分析 (1)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别为tRNA、核糖体、mRNA、多肽链。(2)一个核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA结合位点。(3)起点：起始密码子决定的是甲硫氨酸或缬氨酸。(4)终点：识别到终止密码子翻译停止。(5)进程：核糖体沿着mRNA移动，mRNA不移动 2.分析翻译过程的三种模型图 续表 图乙分析 该图表示真核细胞的翻译过程，其中①是mRNA，⑥是核糖体，②③④⑤表示正在合成的4条多肽链，具体分析如下：(1)数量关系：一个mRNA可同时结合多个核糖体，形成多聚核糖体。(2)意义：少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质。(3)方向：核糖体的移动方向为从右向左，判断依据是多肽链的长短，长的翻译在前。(4)结果：合成的仅是多肽链，要形成蛋白质往往还需要运送至内质网、高尔基体等结构中进一步加工。(5)形成的多条肽链氨基酸序列相同的原因：有相同的模板mRNA 续表 图丙分析 该图表示原核细胞的转录和翻译过程，图中①是DNA模板链，②③④⑤表示正在合成的4条mRNA，多个核糖体正在其上面同时进行翻译过程 3.归纳DNA复制、转录、翻译的异同(以真核生物为例) 项目 DNA复制 转录 翻译 场所 主要在 细胞核中 主要在 细胞核中 细胞质中 的核糖体 模板 亲代DNA 的两条链 DNA的 一条链 mRNA 原料 4种脱氧 核苷酸 4种核糖 核苷酸 21种氨基酸 条件 解旋酶、 DNA聚合酶、ATP等 RNA聚合酶、 ATP等 酶、ATP、 tRNA等 产物 2个双链 DNA分子 一条单链 RNA 多肽 续表 续表 特点 半保留复制； 边解旋边复制 边解旋边 转录；DNA 双链全保留 一个mRNA分子 上可结合多个核 糖体，同时合成 多条肽链 遗传信 息传递 DNA→DNA DNA→RNA mRNA→ 蛋白质 [典例]　(2025·合肥期末)硒代半胱氨酸(Sec)的分子式为C3H7NO2Se，参与硒蛋白合成。控制硒蛋白合成的mRNA中存在一个呈折叠环状的硒代半胱氨酸引导插入序列(S序列)，该序列对Sec参与多肽链的合成至关重要。下图表示真核细胞硒蛋白的翻译机制，已知AUG(起始密码子)编码甲硫氨酸，UAA、UAG为终止密码子，UGA在正常情况下是终止密码子，在特殊情况下可编码Sec。下列相关叙述错误的是 (　 ) A.Sec的R基为—CH2SeH，携带Sec的tRNA上含有密码子 B.在特殊情况下，真核细胞可编码氨基酸的密码子为62种 C.核糖体在硒蛋白mRNA上的移动方向为5'→3' D.该mRNA中碱基数量与其指导合成的肽链中氨基酸数量的比值大于3 √ [解析]　硒代半胱氨酸的分子式为C3H7NO2Se，而氨基酸分子的结构通式为C2H4O2NR，故硒代半胱氨酸的R基为—CH2SeH(或—CH3Se)，但tRNA上不存在密码子，密码子在mRNA上，A错误；密码子表中共有64种密码子，由题意可知，UAA、UAG、UGA在正常情况下是终止密码子，在特殊情况下，UGA可编码Sec，则在特殊情况下，真核细胞可编码氨基酸的密码子为62种，B正确；翻译过程中核糖体沿着mRNA移动，移动方向为5'→3'，C正确；mRNA上3个相邻碱基构成一个密码子编码一个氨基酸，但mRNA上存在不翻译的序列，如终止密码子不编码氨基酸，所以mRNA中碱基数量与其指导合成的肽链中氨基酸数量的比值大于3，D正确。 [题点全练] 题点1　遗传信息、密码子和反密码子的关系 1.(2024·湖北高考)编码某蛋白质的基因有两条链，一条是模板链(指导mRNA合成)，其互补链是编码链。若编码链的一段序列为5'⁃ATG⁃3'，则该序列所对应的反密码子是(　 ) A.5'⁃CAU⁃3' B.5'⁃UAC⁃3' C.5'⁃TAC⁃3' D.5'⁃AUG⁃3' √ 解析：若编码链的一段序列为5'⁃ATG⁃3'，其与模板链序列碱基互补配对，又因为mRNA上的密码子序列也与模板链序列碱基互补配对，故将编码链序列上的T改为U即可得mRNA序列，则mRNA序列为5'⁃AUG⁃3'；又因为tRNA上的反密码子序列与mRNA上的密码子序列碱基互补配对，所以tRNA上的反密码子序列为5'⁃CAU⁃3'，A符合题意。 [微点拨] 注意密码子和反密码子的阅读方向 核糖体在mRNA上是沿着5'端→3'端读取密码子的，反密码子与之相反。如甲硫氨酸的密码子是AUG，其对应的反密码子则是UAC，如果标明二者的方向，则分别是5'⁃AUG⁃3'和3'⁃UAC⁃5'。 2.遗传信息的翻译过程中需要密码子与反密码子的相互识别，从而完成氨基酸的正确连接。下列关于密码子以及反密码子的叙述，错误的是 (　 ) A.mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基称为密码子 B.不同生物细胞中，遗传信息翻译时一种密码子只能决定一种氨基酸 C.反密码子是tRNA上的三个可以与mRNA上的密码子互补配对的碱基 D.一种氨基酸可有几种密码子，密码子和反密码子不一定都是一一对应的 √ 解析：密码子是mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基，A正确；在原核细胞中，密码子GUG可编码甲硫氨酸，在真核细胞中，该密码子则编码缬氨酸，B错误；反密码子是tRNA上的三个可以与mRNA上的密码子互补配对的碱基，C正确；一种氨基酸可有几种密码子，这是密码子的简并性，密码子和反密码子不一定都是一一对应的，比如终止密码子就没有对应的反密码子，D正确。 题点2　转录和翻译的过程 3.(2024·河北高考)下列关于DNA复制和转录的叙述，正确的是(　 ) A.DNA复制时，脱氧核苷酸通过氢键连接成子链 B.复制时，解旋酶使DNA双链由5'端向3'端解旋 C.复制和转录时，在能量的驱动下解旋酶将DNA双链解开 D.DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5'端向3'端 √ 解析：DNA复制时，脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接成子链，A错误；复制时，在细胞提供的能量驱动下，解旋酶将DNA双链解开，其中一条由5'端向3'端解旋，另一条由3'端向5'端解旋，B错误；转录时，RNA聚合酶将DNA双链解开，而不是解旋酶，C错误；DNA复制合成的子链和转录合成的RNA均由5'端向3'端延伸，D正确。 4.(2024·安徽高考)真核生物细胞中主要有3类RNA聚合酶，它们在细胞内定位和转录产物见下表。此外，在线粒体和叶绿体中也发现了分子量小的RNA聚合酶。下列叙述错误的是 (　 ) 注：各类rRNA均为核糖体的组成成分。 种类 细胞内定位 转录产物 RNA聚合酶Ⅰ 核仁 5.8SrRNA、18SrRNA、28SrRNA RNA聚合酶Ⅱ 核质 mRNA RNA聚合酶Ⅲ 核质 tRNA、5SrRNA A.线粒体和叶绿体中都有DNA，两者的基因转录时使用各自的RNA聚合酶 B.基因的DNA发生甲基化修饰，抑制RNA聚合酶的结合，可影响基因表达 C.RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的转录产物都有rRNA，两种酶识别的启动子序列相同 D.编码RNA聚合酶Ⅰ的基因在核内转录、细胞质中翻译，产物最终定位在核仁 √ 解析：线粒体和叶绿体中都有DNA，二者均是半自主细胞器，且由题意可知，在线粒体和叶绿体中也发现了分子量小的RNA聚合酶，则其基因转录时使用各自的RNA聚合酶，A正确；基因的DNA发生甲基化修饰，抑制RNA聚合酶的结合，从而影响基因的转录，可影响基因表达，B正确；由题表可知，RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的转录产物都有rRNA，但种类和在细胞内的定位不同，说明两种酶识别的启动子序列不同，C错误；RNA聚合酶的本质是蛋白质，RNA聚合酶Ⅰ定位在核仁中，该基因在核内转录、细胞质(核糖体)中翻译，产物最终在核仁发挥作用，D正确。 题点3　基因表达中的相关计算 5.(2025·贵阳期末)假设有一段mRNA上有90个碱基，其中U有25个，C有35个，那么转录该mRNA的DNA分子区段中，A+G的个数以及该mRNA翻译成的蛋白质所含氨基酸的个数分别是(不考虑终止密码子)(　 ) A.90、30 B.90、20 C.60、20 D.60、30 √ 解析： RNA是以DNA的一条链为模板转录而来的，若mRNA有 90个碱基，则转录该mRNA的DNA含有碱基数为90×2=180(个)。根据碱基互补配对原则，DNA双链中不配对碱基之和占碱基总数的一半，所以A+G共有90个。翻译过程中，mRNA中每3个碱基决定一个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中氨基酸的数目是mRNA碱基数目的1/3，该mRNA上有90个碱基，则该mRNA翻译成的蛋白质所含氨基酸的个数为90÷3=30(个)。 6.(2025·遂宁模拟)噬菌体ΦX174的遗传物质为单链环状DNA分子，部分序列如图。下列有关叙述错误的是 (　 ) A.D基因包含459个碱基，编码152个氨基酸 B.噬菌体ΦX174的DNA复制需要DNA聚合酶和4种脱氧核糖核苷酸 C.E基因中编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列，其互补DNA序列是5'⁃GCGTAC⁃3' D.E基因和D基因的编码区序列存在部分重叠，且重叠序列编码的氨基酸序列相同 √ 解析：根据图示信息，D基因能编码152个氨基酸，但D基因上还应包含终止密码子对应的序列，且噬菌体ΦX174的遗传物质为单链环状DNA分子，故D基因应包含152×3+3=459(个)碱基，A正确；DNA的基本单位是脱氧核糖核苷酸，噬菌体ΦX174的DNA复制需要DNA聚合酶和4种脱氧核糖核苷酸，B正确；E基因中编码第2个和第3个氨基酸的碱基序列5'⁃GTACGC⁃3'，根据DNA分子两条链反向平行，其互补DNA序列是5'⁃GCGTAC⁃3'，C正确；E基因和D基因的编码区序列存在部分重叠，但重叠序列编码的氨基酸序列不相同，D错误。 [系统知能] 归纳总结不同生物中心法则表达式 核心点(二)　中心法则与生物类型的关系 生物种类 举例 遗传信息的传递过程 DNA 病毒 T2噬菌体 RNA 病毒 烟草花 叶病毒 续表 逆转录 病毒 艾滋病病毒 细胞 生物 动物、植物、 细菌、真菌等 总途径 [题点全练] 1.(2025·淮安模拟)艾滋病病毒是逆转录病毒，其增殖过程如图。治疗艾滋病的药物“拉夫咪啶”能使逆转录酶的活性丧失。下列描述错误的是(　 ) A.①过程产生的双链用DNA水解酶处理后，剩下的单链可作为合成DNA的模板 B.①过程形成的双链与②过程形成的双链，碱基互补配对方式不完全相同 C.拉夫咪啶阻断信息流动的方向与③过程信息流动的方向相反 D.②和④过程合成的方向都是按5'→3'延长的规律进行的 √ 解析：①过程为逆转录过程，产生的双链(病毒RNA和DNA单链形成的杂化双链)用RNA水解酶处理后，剩下的DNA单链可作为合成DNA的模板，A错误；①过程形成的双链是RNA/DNA杂化双链，其碱基互补配对方式与②过程形成的双链(DNA/DNA链)不完全相同，B正确；拉夫咪啶阻断的是逆转录过程，而逆转录过程的信息流动方向(RNA→DNA)与③转录过程(DNA→RNA)相反，C正确；②过程为DNA的复制，④过程为翻译，②和④过程都是按照5'→3'延长的规律进行的，D正确。 2.(2025·沈阳模拟)狂犬病毒(RV)外形呈弹状，核衣壳呈螺旋对称，表面具有包膜，内含单链-RNA。RV与宿主细胞结合后，将其核酸—蛋白复合体释放至细胞质，并通过如图途径进行增殖。下列相关推断错误的是 (　 ) A.过程②发生在宿主细胞的核糖体上 B.图中-RNA可作为病毒RNA复制和翻译外壳蛋白的模板 C.狂犬病毒RNA的复制过程由①和③组成 D.过程①和③所需的原料、能量和酶均来自宿主细胞 解析：过程②表示翻译，发生在宿主细胞的核糖体上，A正确；图中-RNA可作为病毒RNA复制的模板，+RNA作为翻译外壳蛋白的模板，B错误；过程①和③组成狂犬病毒RNA的复制过程，所需的原料、能量和酶均来自宿主细胞，C、D正确。 √ [微技法] 判断中心法则各生理过程的三大依据 研究发现，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(没有携带氨基酸的tRNA)参与基因表达的调控。下图是缺乏氨基酸时，tRNA调控基因表达的相关过程，图中的①~④表示过程，a~d表示合成的多肽链。 破译新情境——负载tRNA和空载tRNA (1)过程①是_____，人体不同组织细胞的相同DNA分子，进行转录过程时启用的起始点____________ (填“都相同”“都不同”或“不完全相同”)，其原因是________________________________________________。 (2)过程②中核糖体的移动方向是__________ (填“从右向左”或“从左向右”)，图中核糖体可以在较短的时间合成较多的肽链的主要原因是 ________________________________________。  |问|题|串|知| 转录 不完全相同 不同的细胞表达的基因不完全相同(基因的选择性表达) 从左向右 一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体 (3)最终形成的多肽链a~d上的氨基酸种类和序列_____ (填“相同”或“不相同”)，原因是________________。 (4)若________的碱基序列发生改变，但其形成的肽链中氨基酸序列并没有发生改变，原因是________________。 (5)据图分析，当细胞中缺乏氨基酸时，负载tRNA会转化为空载tRNA，空载tRNA抑制蛋白质合成的机制是______________________ __________________________。 相同 翻译的模板相同 mRNA 通过激活蛋白激酶抑制翻译过程和抑制基因的转录 密码子的简并性 课时跟踪检测 (单击进入电子文档) $$