第4章 第1节 基因指导蛋白质的合成-【精讲精练】2025-2026学年高中生物必修2 遗传与进化配套课件（人教版 多选）

该高中生物学课件聚焦“基因指导蛋白质的合成”核心内容，涵盖转录、翻译过程及中心法则，通过课前新知导学对比细胞核与细胞质中核苷酸差异、列出RNA种类，搭建DNA与RNA的知识联系，形成学习支架。 其亮点在于以结构与功能观呈现tRNA三叶草结构及功能，通过中心法则分子转化过程培养科学思维，结合课堂互动探究与随堂演练提升探究实践能力。实例如转录翻译的场所、模板等细节总结，帮助学生系统掌握知识，教师可高效开展教学。

第4章　基因的表达 第1节　基因指导蛋白质的合成 返回目录 第4章　基因的表达 生物学•必修2　遗传与进化(配RJ版) 1 返回目录 第4章　基因的表达 生物学•必修2　遗传与进化(配RJ版) 1 目 录 课前新知导学 01 02 CONTENTS 04 课堂互动探究 知能达标训练 03 随堂巩固演练 返回目录 第4章　基因的表达 生物学•必修2　遗传与进化(配RJ版) 1 课前新知导学 01 返回目录 第4章　基因的表达 生物学•必修2　遗传与进化(配RJ版) 1 返回目录 第4章　基因的表达 生物学•必修2　遗传与进化(配RJ版) 1 信使RNA 核糖体RNA 返回目录 第4章　基因的表达 生物学•必修2　遗传与进化(配RJ版) 1 细胞核 细胞质 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 脱氧核糖 核糖 T U 双螺旋结构 单链 返回目录 第4章　基因的表达 生物学•必修2　遗传与进化(配RJ版) 1 返回目录 第4章　基因的表达 生物学•必修2　遗传与进化(配RJ版) 1 返回目录 第4章　基因的表达 生物学•必修2　遗传与进化(配RJ版) 1 返回目录 第4章　基因的表达 生物学•必修2　遗传与进化(配RJ版) 1 返回目录 第4章　基因的表达 生物学•必修2　遗传与进化(配RJ版) 1 返回目录 第4章　基因的表达 生物学•必修2　遗传与进化(配RJ版) 1 返回目录 第4章　基因的表达 生物学•必修2　遗传与进化(配RJ版) 1 克里克 返回目录 第4章　基因的表达 生物学•必修2　遗传与进化(配RJ版) 1 DNA复制 DNA DNA 转录 DNA RNA 翻译 RNA 蛋白质 RNA复制 RNA RNA 逆转录 RNA DNA DNA RNA 蛋白质 返回目录 第4章　基因的表达 生物学•必修2　遗传与进化(配RJ版) 1 √ × √ 返回目录 第4章　基因的表达 生物学•必修2　遗传与进化(配RJ版) 1 课堂互动探究 02 返回目录 第4章　基因的表达 生物学•必修2　遗传与进化(配RJ版) 1 返回目录 第4章　基因的表达 生物学•必修2　遗传与进化(配RJ版) 1 返回目录 第4章　基因的表达 生物学•必修2　遗传与进化(配RJ版) 1 返回目录 第4章　基因的表达 生物学•必修2　遗传与进化(配RJ版) 1 27%、23% 返回目录 第4章　基因的表达 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名称 转运RNA 核糖体RNA 英文 mRNA tRNA rRNA 二、DNA和RNA的比较(以真核细胞为例) 比较项目 DNA RNA 分布 主要在_________ 主要在_________ 基本单位 _______________ _______________ 化学组成 磷酸 一分子磷酸 一分子磷酸 五碳糖 ____________ ______ 碱基 A、___、G、C A、___、G、C 结构 _______________ 一般为______ 三、遗传信息的转录 1．概念 2．过程(以mRNA为例) 四、遗传信息的翻译 1．概念的理解 2．密码子与反密码子 (1)密码子 (2)密码子与反密码子的比较 3．翻译过程 4．翻译能高效进行的原因 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。 五、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： 项目 序号 生理过程 遗传信息传递过程 最初 提出 ① _____________ ________流向________ ② _____ ________流向________ ③ _____ ________流向________ 发展 补充 ④ _____________ ________流向________ ⑤ ________ ________流向________ 3.生命是物质、能量和信息的统一体 在遗传信息的流动过程中，________、________是信息的载体，________是信息的表达产物，而ATP为信息的流动提供能量。 mRNA在DNA与蛋白质之间充当信使，可将遗传信息从细胞核传递到细胞质中。请对以下相关叙述进行判断： (1)真核细胞的RNA主要分布在细胞质中，细胞核中也有少量分布。( ) (2)DNA解旋后的每条链都可以作为转录的模板。( ) (3)碱基互补配对原则保证了转录的准确进行。( ) 探究点一　遗传信息的转录 1．若DNA分子的核苷酸序列为： α 3′－TACGTGACCGCAACGACAATT－5′ β 5′－ATGCACTGGCGTTGCTGTTAA－3′ (1)用α链为模板转录出mRNA的碱基序列是怎样的？β链呢？ 提示：5′－AUGCACUGGCGUUGCUGUUAA－3′ 3′－UACGUGACCGCAACGACAAUU－5′ (2)转录出的RNA的碱基序列与DNA的非模板链的碱基序列相比有哪些异同？ 提示：相同点：碱基数目相等；都含有A、G、C3种碱基。不同点：RNA中含有U碱基，DNA中含有T碱基。 2．阅读教材P65，分析真核细胞DNA转录过程，结合下图思考并回答问题。 (1)请思考图中DNA的转录方向(用“→”或“←”表示)。 提示：← (4)转录产物d一定是mRNA吗？ 提示：不一定，tRNA、rRNA等也都是转录而来的。 (5)若d中A占35%，U占19%，则d对应的DNA分子片段中T和C分别占_____________。 (2)a、b和c的名称分别是什么？ 提示：RNA聚合酶、胞嘧啶脱氧核苷酸、胞嘧啶核糖核苷酸。 (3)对比DNA复制过程，转录过程中碱基配对方式是怎样的？ 提示：碱基配对方式是A—U、C—G、T—A、G—C。 1．遗传信息的转录 场所 真核细胞 主要在细胞核，还有叶绿体、线粒体 原核细胞 主要是拟核 病毒 在宿主细胞内 模板 DNA分子中某基因的一条链，对于同一个DNA分子上不同的基因来说，模板链可能不同 原料 四种核糖核苷酸 条件 能量、RNA聚合酶 方向 5′端到3′端 特点 边解旋边转录 产物 RNA 2.RNA聚合酶的作用：催化DNA双链解旋，同时催化新结合的核糖核苷酸与正在合成的mRNA之间形成磷酸二酯键。 3．转录过程以基因作为单位，而不是以一条完整的DNA链为单位，一个DNA分子上有多个基因，可能只有其中的一个或几个基因进行转录，而不是全部基因进行转录，体现了基因的选择性表达。 4．细胞核中转录形成的RNA通过核孔进入细胞质，穿过0层膜，需要能量。 1．(2025·湖南长沙月考)下图表示真核细胞某基因的转录过程。有关叙述错误的是(　　) A．转录结束后①和②重新形成双螺旋结构 B．图中③的左端为5′端 C．④是游离的脱氧核苷酸 D．该过程中存在T与A的碱基配对方式 解析　转录开始时双螺旋解开，结束后①和②重新形成双螺旋结构，A正确；图中③链为RNA链，其延伸方向为5′→3′，所以其左端为5′端，B正确；④是形成RNA的原料，是游离的核糖核苷酸，C错误；该过程中DNA中的T可以与RNA中的A配对，D正确。 答案　C 2．(2025·河北卷)M和N是同一染色体上两个基因的部分序列，其转录方向如图所示。表中对M和N转录产物的碱基序列分析正确的是(　　) 编号 M的转录产物 编号 N的转录产物 ① 5′－UCUACA－3′ ③ 5′－AGCUGU－3′ ② 5′－UGUAGA－3′ ④ 5′－ACAGCU－3′ A.①③　　　　　　　　 B．①④ C．②③ D．②④ 解析　基因转录是以DNA的一条链为模板，合成RNA的过程，其中模板链的方向为3′→5′，分析题图基因的转录方向可知，M基因以上面的链为模板，N基因以下面的链为模板，故M基因转录产物为5′－UGUAGA－3′，N基因转录产物为5′－AGCUGU－3′，②③正确，C正确。 答案　C 探究点二　遗传信息的翻译 1．如图为tRNA的结构示意图，据图回答有关问题： (3)tRNA与氨基酸之间是一一对应的吗？ 提示：每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸，每种氨基酸可能由一种或几种tRNA转运。 (1)图中的tRNA携带哪种氨基酸？判断依据是什么？ 提示：甲硫氨酸。图中的tRNA的反密码子是UAC，其对应的密码子是AUG，根据密码子表可以确定AUG是甲硫氨酸的密码子。 (2)在tRNA是不是只有反密码子的这3个碱基？在tRNA中是否存在氢键？ 提示：不是。是。 (4)为什么说tRNA是真正起“翻译”作用的结构？ 提示：运输氨基酸的工具是tRNA，它一端有反密码子，能和mRNA上的密码子相识别，一端能携带氨基酸，是真正起“翻译”作用的结构。 2．下图是翻译过程的示意图，请据图分析： (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。 (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。 (3)图乙中①⑥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②③④⑤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。 1．遗传信息、密码子及反密码子的比较 项目 遗传信息 密码子 反密码子 作用 控制生物的性状 决定蛋白质中的氨基酸序列 识别密码子 位置 DNA或RNA(某些病毒) mRNA tRNA 图解 2.真核生物和原核生物转录、翻译的区别 真核生物：先转录，后翻译；原核生物：边转录边翻译。 3．基因表达过程中的相关数量计算 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＝1/3mRNA中碱基数目＝1/6DNA(或基因)中碱基数目。 说明：①翻译过程中，mRNA上每3个碱基决定一个氨基酸，所以不考虑终止密码时，经翻译合成的蛋白质分子中的氨基酸数目是mRNA中碱基数目的1/3，是DNA(基因)中碱基数目的1/6。 ②计算中“最多”和“最少”的分析。 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。 3．(2025·烟台调研)如图表示某真核生物细胞内发生的一系列生理变化，Y表示具有某种功能的酶，请据图分析下面有关叙述错误的是(　　) 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 解析　分析题图可知，过程Ⅰ和过程Ⅱ分别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。 答案　C 4．(2025·江西宜春模拟)在试管内离体合成蛋白质时，若加入碱基序列为…ACACACACACACAC…的mRNA，合成的蛋白质中有苏氨酸及组氨酸两种氨基酸。若加入碱基序列为…CAACAACAACAACAA…的mRNA，合成的蛋白质含有苏氨酸、谷氨酰胺或天冬酰胺。则组氨酸的密码子是(　　) A．CAC　　　　　　 B．AAC C．CAA D．ACA 解析　序列…ACACACACACACAC…包含密码子ACA和CAC，编码苏氨酸和组氨酸；序列…CAACAACAACAACAA…包含密码子CAA、AAC或ACA，编码苏氨酸、谷氨酰胺或天冬酰胺。二者共有的密码子是ACA，二者编码的氨基酸中都有苏氨酸，说明苏氨酸密码子是ACA，则编码组氨酸的密码子是CAC，故选A。 答案　A 探究点三　中心法则 在蛋白质的合成过程完全弄清楚之前，科学家克里克首先预见了遗传信息传递的一般规律，并于1957年提出了中心法则。随着研究的不断深入，科学家对中心法则又作出了补充。以下图解是经过补充完善的中心法则，请结合图解回答下列问题： (3)图中的过程都是遗传信息流动的过程，为什么每个过程都能准确地将遗传信息传递？ 提示：原因有二：一是每个过程都有精确的模板；二是严格遵循碱基互补配对原则。 (1)结合中心法则，思考DNA、RNA产生的途径有哪些？ 提示：DNA产生途径有DNA的复制及逆转录；RNA的产生途径有RNA的复制及转录。 (2)线粒体和叶绿体中的DNA是否遵循中心法则？ 提示：遵循，在线粒体和叶绿体中也有DNA的复制及基因的表达过程。 (4)下图为一组模拟实验，假设实验能正常进行且五支试管中都有产物生成。 ①请分析此图解中A～E试管所模拟的过程分别是什么？ ②A、B、C、D试管模拟的过程分别需要什么酶？ 提示：①A模拟DNA复制；B模拟转录；C模拟RNA复制；D模拟逆转录；E模拟翻译。 ②A需要解旋酶和DNA聚合酶；B需要RNA聚合酶；C需要RNA复制酶；D需要逆转录酶。 1．各类生物遗传信息的传递过程 生物种类 举例 遗传信息的传递过程 细胞生物以及 DNA病毒 动物、植物、细菌、真菌、T2噬菌体等 RNA 病毒 烟草花叶病毒 HIV 2.中心法则与基因表达的关系 (1)并不是所有的生物均能发生中心法则的所有过程。 (2)DNA的复制体现了遗传信息的传递功能，发生在体细胞增殖或生殖细胞的形成过程中。 (3)DNA的转录和翻译是实现遗传信息表达不可或缺的两个“步骤”，发生在个体发育的过程中。RNA自我复制过程和逆转录过程分别只在少数病毒寄生到宿主细胞中以后才发生，是对中心法则的补充。 (4)DNA的合成并不只发生在DNA复制过程中，也可发生在逆转录过程中，逆转录过程需要逆转录酶，该酶在基因工程中常用来催化合成目的基因。 (5)中心法则的全部过程都遵循碱基互补配对原则。 5．(2025·珠海高一期末)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 解析　①～⑤过程中均会发生碱基互补配对行为，A正确；①～⑤过程只有①、②、③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。 答案　B 6．(2025·南阳月考)正常情况下，下列有关遗传信息传递过程的叙述，正确的是(　　) A．烟草叶片细胞中，遗传信息存在RNA→RNA的传递 B．高等植物根尖成熟区细胞的细胞核中，遗传信息存在DNA→DNA的传递 C．进行DNA复制的细胞中，遗传信息不一定存在DNA→RNA的传递 D．哺乳动物成熟红细胞中，遗传信息不存在DNA→RNA→蛋白质的传递 解析　烟草叶片细胞中的遗传物质是DNA，不存在RNA复制过程，即遗传信息不能从RNA流向RNA，A错误；高等植物根尖成熟区的细胞不能分裂，没有核DNA的复制过程，即细胞核中，遗传信息不能从DNA流向DNA，B错误；进行DNA复制的细胞一定能发生基因表达，存在DNA→RNA的遗传信息传递过程，C错误；哺乳动物成熟红细胞中无细胞核和众多细胞器，不存在DNA→RNA→蛋白质的遗传信息传递过程，D正确。 答案　D [构建课堂要点] [检测学习效果] 1．(2025·四川眉山模拟)细胞内的RNA具有多种功能。下列有关RNA的叙述，错误的是(　　) A．DNA转录形成的RNA有三种类型 B．每个tRNA都是转录形成的，只有3个碱基含有氢键 C．细胞内某些RNA具有降低化学反应活化能的作用 D．细菌细胞内的rRNA可与蛋白质结合构成核糖体 解析　DNA转录形成的RNA有tRNA、mRNA和rRNA三种类型，A正确；每个tRNA有多个碱基，其部分区段有碱基互补配对，故含有氢键，B错误；有些酶的本质是RNA，酶具有降低化学反应活化能的作用，C正确；rRNA可与蛋白质结合构成核糖体，细菌细胞内含有核糖体，D正确。 答案　B 2．(2025·福州一中高一月考)下图为真核细胞内的转录过程示意图，①②表示两条多聚核苷酸链，下列叙述错误的是(　　) A．①为DNA上的模板链，②链的左侧为5′端 B．RNA聚合酶可以催化①②之间氢键的断裂 C．图中甲、乙两处圆圈内均代表腺嘌呤核糖核苷酸 D．RNA聚合酶与DNA上的启动部位结合后开始转录 解析　①为DNA上的模板链，RNA聚合酶只能在3′端进行RNA链的延伸，故②链的右侧为3′端，左侧为5′端，A正确；RNA聚合酶可以催化碱基对之间氢键的断裂，B正确；图中甲处圆圈内为腺嘌呤脱氧核苷酸，乙处为腺嘌呤核糖核苷酸，C错误；RNA聚合酶与DNA上的启动部位结合后开始转录，D正确。 答案　C 3．中心法则揭示了生物遗传信息传递的一般规律。下列叙述错误的是(　　) A．①②③三个过程可在根尖分生区细胞中发生 B．①②③分别表示DNA的复制、转录和翻译过程 C．④表示逆转录，某些病毒增殖时可发生该过程 D．④⑤是虚线，表示其在生物界可能不存在 解析　根尖分生区细胞能进行有丝分裂，细胞分裂前的间期发生DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，基因的表达通过转录和翻译过程合成蛋白质，A正确；据分析可知，①表示DNA分子的复制过程，②表示转录过程，③表示翻译过程，B正确；④表示逆转录，某些RNA病毒(如HIV病毒)增殖时可发生该过程，C正确；④逆转录过程和⑤RNA分子复制过程可发生在被某些病毒侵染的细胞中，D错误。 答案　D 4．(2025·廊坊月考)核糖体是蛋白质合成的场所。某细菌进行蛋白质合成时，多个核糖体串联在一条mRNA上形成念珠状结构——多聚核糖体(如图所示)。多聚核糖体上合成同种肽链的每个核糖体都从mRNA同一位置开始翻译，移动至相同的位置结束翻译。多聚核糖体所包含的核糖体数量由mRNA的长度决定。下列叙述正确的是(　　) A．图示翻译过程中，各核糖体从mRNA的3′端向5′端移动 B．该过程中，mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子互补配对 C．图中5个核糖体同时结合到mRNA上开始翻译，同时结束翻译 D．若将细菌的某基因截短，相应的多聚核糖体上所串联的核糖体数目不会发生变化 解析　核糖体在mRNA上的移动方向是从5′端向3′端移动，A错误；图中5个核糖体相继结合到mRNA上开始翻译，从识别到起始密码子开始进行翻译，识别到终止密码子结束翻译，并非同时开始翻译和同时结束翻译，C错误；由题干信息“多聚核糖体所包含的核糖体数量由mRNA的长度决定”可知，若将细菌的某基因截短，则相应mRNA的长度可能会变短，多聚核糖体上所串联的核糖体数目可能会减少，D错误。 答案　B 5．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： (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。 (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。 (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)。 (4)图中的氨基酸共对应________个密码子。核糖体的移动方向是________。 解析　(1)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)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)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。 答案　(1)翻译　核糖体　酶和能量 (2)mRNA　细胞核　核孔　0　需要 (3)UUU　赖氨酸　(4)7　从左到右 $