第4章 第1节 基因指导蛋白质的合成（课件PPT）-【金榜题名】2025-2026学年高一生物必修2 遗传与进化同步学案（人教版）

该高中生物学课件聚焦“基因的表达”核心内容，系统梳理转录（DNA→RNA）和翻译（RNA→蛋白质）过程，涵盖场所、酶、碱基配对及密码子等知识点。课前预习通过基础填空（如DNA模板链、核糖核苷酸）搭建学习支架，课堂探究衔接DNA复制与转录，明确真核细胞中转录翻译场所（细胞核、核糖体等），形成完整知识脉络。 其亮点在于采用“预习-探究-达标-作业”四段式结构，结合生命观念（如tRNA反密码子与密码子配对的结构与功能观）和科学思维（对比转录翻译场所差异），通过实例分析帮助学生构建知识体系。学生能系统掌握基因表达过程，教师可借助结构化资源高效实施分层教学，提升教学效果。

　　第4章　基因的表达 第1节　基因指导蛋白质的合成 第3章　基因的表达 返回导航 1 第3章　基因的表达 返回导航 1 目录 contents Part 01 一、课前预习 打基础 Part 02 二、课堂探究 陪素养 Part 03 三、随堂达标 勤演练 Part 04 课时作业（十二） 第3章　基因的表达 返回导航 1 课前预习 打基础 返回导航 第3章　基因的表达 返回导航 1 ①③④ 第3章　基因的表达 返回导航 1 DNA的一条链 细胞核 核糖核苷酸 RNA聚合酶 A—U、T—A、G—C、C—G ATP RNA 第3章　基因的表达 返回导航 1 第3章　基因的表达 返回导航 1 DNA的一条链 RNA聚合酶 碱基互补配对 核糖核苷酸 双螺旋结构 DNA 细胞质的核糖体上 mRNA 氨基酸 第3章　基因的表达 返回导航 1 第3章　基因的表达 返回导航 1 mRNA ② 3 ① tRNA 密码子 3 64 61 核糖体 第3章　基因的表达 返回导航 1 mRNA tRNA tRNA 终止密码子 空间结构 功能 第3章　基因的表达 返回导航 1 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 第3章　基因的表达 返回导航 1 DNA复制 转录 RNA复制 RNA逆转录 DNA、RNA 翻译 蛋白质 第3章　基因的表达 返回导航 1 课堂探究 陪素养 返回导航 第3章　基因的表达 返回导航 1 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 第3章　基因的表达 返回导航 1 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 第3章　基因的表达 返回导航 1 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 第3章　基因的表达 返回导航 1 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 第3章　基因的表达 返回导航 1 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 第3章　基因的表达 返回导航 1 第3章　基因的表达 返回导航 1 第3章　基因的表达 返回导航 1 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 第3章　基因的表达 返回导航 1 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 第3章　基因的表达 返回导航 1 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 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返回导航 1 第3章　基因的表达 返回导航 1 第3章　基因的表达 返回导航 1 第3章　基因的表达 返回导航 1 第3章　基因的表达 返回导航 1 第3章　基因的表达 返回导航 1 第3章　基因的表达 返回导航 1 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 第3章　基因的表达 返回导航 1 第3章　基因的表达 返回导航 1 谢谢观看 第3章　基因的表达 返回导航 1 课标要求 素养目标 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，细胞分化的本质是基因选择性表达的结果，生物的性状主要通过蛋白质表现 1.结合DNA双螺旋结构模型，阐明DNA分子转录、翻译的过程。(生命观念　科学思维) 2．运用数学方法，分析转录和翻译过程中碱基和氨基酸的对应关系。(科学思维) 3．通过分析遗传信息的传递途径，理解生命的延续和发展规律。(生命观念) 一、遗传信息如何从DNA传递给RNA? 1．下列关于RNA的说法正确的是： 。(填序号) ①RNA初步水解产物是4种核糖核苷酸 ②RNA彻底水解产物有6种，分别是磷酸、核糖、A、G、C、T ③RNA有3种，分别是信使RNA、转运RNA、核糖体RNA ④RNA一般是单链，可以通过核孔从细胞核转移到细胞质 2．遗传信息的转录： (1)转录的概念： ①主要场所： 。 ②条件模板： 原料：四种游离的 酶： 等 能量： ③碱基互补配对原则： 。 ④产物： 。 (2)转录的过程： ①解旋：DNA双链在 的作用下解开双链，使碱基暴露。 ②合成子链：以 为模板，按照 原则，利用细胞内游离的 合成RNA。 ③释放：合成的RNA从 链上释放，而后，DNA恢复 。 二、遗传信息如何从RNA传递给蛋白质？ 1．遗传信息的翻译： (1)场所： 。 (2)模板： 。 (3)原料： 。 (4)碱基互补配对原则：A—U、U—A、G—C、C—G。 2．密码子和反密码子： (1)属于密码子的是 (填序号)，位于[④] 上，其实质是决定一个氨基酸的 个相邻的碱基。 (2)属于反密码子的是 (填序号)，位于[③] 上，其实质是与 发生碱基互补配对的 个相邻的碱基。 (3)密码子的种类为 种，反密码子的种类为 种。 3．翻译的过程： 起始：mRNA与 结合 运输： 携带氨基酸进入特定位置 延伸：核糖体沿 移动，读取下一个密码子，由对应 运输相应的氨基酸加到延伸中的肽链上 终止：当核糖体读取到mRNA上的 时，合成终止 脱离：肽链合成后从核糖体与mRNA的复合物上脱离，盘曲折叠成具有特定 和 的蛋白质分子 【思考】　原核生物翻译的场所是哪里？病毒呢？ 提示　原核生物翻译的场所在核糖体，病毒翻译的场所在宿主细胞的核糖体。 三、如何描述遗传信息的传递规律？ 遗传信息传递规律： 1．写出图中标号代表的含义：① ，② ，③ ，④ ，⑤ 2．从图中可以看出： (1)遗传信息的载体： 。 (2)遗传信息表达的产物： 。 　 遗传信息的转录和翻译 结合下列有关图解，回答有关问题。 1．甲、乙两过程有何相同之处？这对保证遗传信息的准确转录有什么意义？ 提示　甲表示DNA复制，乙表示转录。转录与复制都需要模板，都遵循碱基互补配对原则，在真核细胞中主要发生在细胞核。碱基互补配对原则能够保证遗传信息传递的准确性。 2．甲、乙两过程有何不同之处？ 提示　　①DNA复制中A与T配对，转录中会有A与U配对。②DNA复制时一个DNA分子完整复制，形成两个DNA分子，转录是以基因为单位进行的，在DNA分子中，只有处于表达状态的片段(基因)才会被转录，转录形成一条单链RNA。 3．图丙中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别表示什么？ Ⅰ中只有三个碱基吗？Ⅰ中末端的三个碱基起什么作用？ 提示　　Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别表示tRNA、核糖体、mRNA、多肽链(蛋白质)。 Ⅰ表示tRNA，由许多核糖核苷酸构成，因此包含多个碱基。Ⅰ中一端的三个碱基是反密码子，与mRNA上相应密码子的碱基互补配对。 4．能否判断出图丙中核糖体沿着mRNA移动的方向？根据教材中的密码子表，写出丙图中翻译出的氨基酸序列(图中密码子对应部分)。 提示　　题图丙中左侧一个tRNA刚从mRNA上脱落下来，说明核糖体是沿着mRNA从左向右移动的。题图中对应的氨基酸序列是甲硫氨酸—丙氨酸—丝氨酸。UAA是终止密码子，不代表氨基酸。 1．DNA复制、转录、翻译的区别与联系 比较项目 复制 转录 翻译 时间 细胞分裂的间期 个体生长发育的整个过程 场所 主要在细胞核中 主要在细胞核中 核糖体 模板 DNA的两条单链 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(绝大多数生物) 能量 都需要 酶 解旋酶、DNA聚合酶等 RNA聚合酶 多种酶 产物 2个双链DNA 单链RNA 多肽链(或蛋白质) 产物 去向 传递到2个子细胞或子代 主要通过核孔进入细胞质 组成细胞结构蛋白或功能蛋白 特点 边解旋边复制，半保留复制 边解旋边转录，转录后DNA恢复原状 翻译结束后，mRNA被降解成单体 碱基 配对 A—T，T—A，C—G，G—C A—U，T—A，C—G，G—C A—U，U—A，C—G，G—C 意义 传递遗传信息 表达遗传信息，使生物表现出各种性状 比较项目 复制 转录 翻译 酶 解旋酶、DNA聚合酶等 RNA聚合酶 多种酶 产物 2个双链DNA 单链RNA 多肽链(或蛋白质) 产物 去向 传递到2个子细胞或子代 主要通过核孔进入细胞质 组成细胞结构蛋白或功能蛋白 特点 边解旋边复制，半保留复制 边解旋边转录，转录后DNA恢复原状 翻译结束后，mRNA被降解成单体 碱基配对 A—T，T—A，C—G，G—C A—U，T—A，C—G，G—C A—U，U—A，C—G，G—C 意义 传递遗传信息 表达遗传信息，使生物表现出各种性状 2.遗传信息、密码子(遗传密码)、反密码子的区分与联系 3．DNA上遗传信息、密码子、反密码子的对应关系 易错提示　转录、翻译过程中的五个易错点 (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，其中终止密码子不决定氨基酸。 　(多选)下图表示真核细胞中某基因表达过程的一部分，下列分析不正确的是(　　) A.图示mRNA中起始密码子位于RNA链上的左侧 B.mRNA上决定甘氨酸的密码子都是GGU C.图中碱基的配对方式有A—U、C—G、A—T D.图示过程的正常进行需要ATP和RNA聚合酶 【解析】　根据肽链的长度判断，核糖体移动的方向是从左向右，A项正确；一种氨基酸可由一种或一种以上密码子决定，B项错误；题图表示翻译过程，碱基的配对方式有A—U、C—G，C项错误；RNA聚合酶在转录过程中起作用，D项错误。 【答案】　　BCD 【练1】　下列关于下图所示生理过程的描述中，最合理的是(　　) A.该生理过程可能发生于硝化细菌细胞内 B.表示噬菌体体内的转录和翻译过程 C.图中现象也可能出现在人体细胞核基因的表达过程中 D.图中两核糖体合成的肽链不同 【解析】　由题中图示可以看出，转录和翻译同时进行，一般出现于细菌细胞中。人体细胞核基因转录出mRNA后，mRNA通过核孔进入细胞质，与核糖体结合后指导肽链的合成，该过程与题中图示不符。噬菌体是非细胞结构的生物，不能独立进行代谢过程。题图中两核糖体以同一mRNA为模板，合成的肽链相同。 【答案】　A 【练2】　据下图分析有关叙述错误的是(　　) A.C在A上，A与C有两种比例关系 B.D在C上，1个C上有多个D C.D在A上呈线性排列 D.F是含氮碱基，G的种类不唯一 【解析】　题图中B、F、G分别是蛋白质、含氮碱基和脱氧核糖，染色体是遗传物质DNA的主要载体。一条染色体上通常含有一个DNA分子，在DNA复制后，每条染色体上含有两个DNA分子，一个DNA分子上有许多个基因。 【答案】　D 　遗传信息转录、翻译过程中数量关系的相关计算 据下图完成后面的问题。 (1)转录时，组成基因的两条链中只有一条链能转录，另一条链不能转录。基因为________链结构而RNA为________链结构，因此转录形成的mRNA分子中碱基数目最多是基因中碱基数目的________。 (2)mRNA中碱基数与氨基酸的关系：翻译过程中，mRNA中每________个相邻碱基决定一个氨基酸，每个氨基酸需要一个tRNA转运，所以经翻译合成的蛋白质分子中的氨基酸数目最多是mRNA中碱基数目的________(不考虑终止密码子)。 (3)综上可知，基因中碱基数目∶mRNA碱基数目∶蛋白质中氨基酸数目＝________________。(不考虑基因中的内含子及终止密码子) 答案　(1)双　单　1/2　(2)三　1/3　(3)6∶3∶1 遗传信息转录、翻译过程中相关的数量关系 比较(不考虑基因中的内含子及 终止密码子) 数目/个 基因中的碱基数(脱氧核苷酸数) 6n RNA中的碱基数(核糖核苷酸数) 3n 蛋白质中的氨基酸数 n 蛋白质中的肽链数 m 蛋白质中的肽键数(脱水数) n－m 　已知一个蛋白质分子由2条肽链组成，共含有198个肽键，翻译形成该蛋白质分子的mRNA中有A和G共200个，则转录形成该mRNA的基因最少应含有C和T的个数是(　　) A.200　　　　　　B．400 C.600 D．800 【解析】　 【答案】　C 易错误区　碱基计算中“最多”和“最少”的分析 (1)翻译时，mRNA上的终止密码不决定氨基酸，因此mRNA上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些，但如果题目没有提示终止密码子问题，计算时一般无需考虑。 (2)基因或DNA上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些。 (3)解题时应看清是DNA上(或基因中)的碱基对数还是个数；是mRNA上密码子的个数还是碱基的个数。 【练2】　下图所示为某生物的基因表达过程。下列相关叙述不正确的是(　　) A.该过程发生在真核细胞内，在RNA聚合酶的作用下DNA双螺旋解开 B.若合成一条肽链时脱去了100个水分子，则该条肽链中至少含有102个氧原子 C.RNA与DNA的杂交区域中既有A—T又有U—A之间的配对 D.该基因翻译时所需tRNA与氨基酸的种类数不一定相等 【答案】　　A 【解析】　题图中转录和翻译过程同时进行，发生在原核细胞中，A项错误；若合成一条肽链时脱去了100个水分子，则形成了100个肽键，每个肽键中含有1个氧原子，同时每条肽链至少含有1个游离的羧基，因此该条肽链中至少含有氧原子100＋2＝102(个)，B项正确；RNA与DNA的杂交区域中碱基配对方式为A—T、U—A、C—G，C项正确；一种氨基酸可以由一种或几种tRNA来转运，因此该基因翻译时所需tRNA与氨基酸的种类数不一定相等，D项正确。 　中心法则 下图是生物体内遗传信息的传递和表达过程，请分析并回答下列问题。 (1)在人体健康细胞中发生的过程是________。遵循碱基互补配对的过程是________________。 答案　①②③　①②③④⑤⑥ (2)①和②过程，碱基配对方式完全相同吗？任意一个人体细胞均能发生①和②过程吗？ 提示　　不完全相同。①中是G—C，C—G，A—T，T—A；②中是G—C，C—G，A—U，T—A。 高度分化的人体细胞不再进行细胞分裂，因此不能发生①过程(DNA复制)。 (3)请写出HIV的遗传信息传递与表达的途径。 提示　 　 (4)为什么说生命是物质、能量和信息的统一体？ 提示　在遗传信息的流动过程中，DNA、RNA是信息的载体，蛋白质是信息的表达产物，而ATP为信息的流动提供能量，因此生命是物质、能量和信息的统一体。 1．中心法则体现DNA的功能 (1)对遗传信息的传递功能：通过DNA的复制完成，发生在亲代产生生殖细胞或细胞增殖的过程中。 (2)对遗传信息的表达功能：通过转录和翻译完成，发生在个体生长发育过程中。 2．中心法则各过程的适用范围 3．构建遗传信息流的思维网 　下图为模拟中心法则信息传递过程的实验研究装置，据图回答下列问题。 (1)如果图示为模拟某种病毒的信息流动过程，装置加入的模板A为单链，其部分碱基序列为—GAACACGUC—，加入的原料B为脱氧核苷酸，则该过程所需的酶B为________________，模拟的过程为________________。 (2)如果图示为模拟人体淋巴细胞的信息流动过程，装置加入的模板A为双链，其部分碱基序列为—GAACATGTT—，加入的原料B为________________，若该过程所需的酶B为RNA聚合酶，模拟的过程为________，该生理过程主要发生在该细胞的________中。 【答案】　(1)逆转录酶　逆转录　(2)(A、U、G、C)四种核糖核苷酸　转录　细胞核 【解析】　(1)由模板的部分碱基序列“—GAACACGUC—”中含有U且为单链可知，该病毒为RNA病毒，题中过程以RNA为模板，以脱氧核苷酸为原料合成DNA，所以可确定该过程需要逆转录酶的参与，模拟的过程为逆转录过程。(2)由“模板A为双链”和“碱基序列为—GAACATGTT—”中含T等信息可知，模板A为双链DNA分子，在RNA聚合酶的催化作用下可以合成RNA，利用的原料为四种核糖核苷酸，模拟的过程为转录，主要发生在该细胞的细胞核中。 方法技巧　“三看法”判断中心法则各过程 “一看”模板 “二看”原料 “三看”产物 生理过程 DNA 脱氧核苷酸 DNA DNA复制 核糖核苷酸 RNA 转录 RNA 脱氧核苷酸 DNA 逆转录 核糖核苷酸 RNA RNA复制 氨基酸 蛋白质(或多肽) 翻译 【练3】　(多选)下图中甲、乙、丙表示细胞内正在进行的新陈代谢过程。据图分析下列叙述，合理的是(　　) 甲 乙 丙 A.正常人体细胞内不会进行④⑥⑦过程 B.①④⑥⑧⑩过程均需要核糖核苷酸作为原料 C.①过程需要DNA聚合酶参与，③过程需要RNA聚合酶参与 D.病毒体内不能单独进行题图中甲、乙或丙所代表的过程 【答案】AD 【解析】　正常人体细胞内不会进行④⑥RNA复制以及⑦逆转录过程，A项正确；①和⑧均为转录，④和⑥均为RNA复制，⑩为DNA复制，转录与RNA复制的产物均为RNA，均需要核糖核苷酸作为原料，DNA复制的产物是DNA，需要脱氧核苷酸作为原料，B项错误；①转录过程需要RNA聚合酶参与，③DNA复制过程需要DNA聚合酶参与，C项错误；病毒营胞内寄生生活，不能独立进行新陈代谢，所以其体内不能单独进行图甲、乙或丙所代表的过程，D项正确。 1．如图表示某细胞中的转录过程，相关叙述不正确的是(　　) A.a表示DNA　　　　　B．b表示RNA C.c表示解旋酶 D．图中有5种碱基 【答案】　C 【解析】　本题考查基因表达中的转录过程。由题图可知，a表示双链DNA，A项正确。b表示转录形成的单链RNA，B项正确。RNA在c的作用下合成，c表示RNA聚合酶，C项错误。题图中DNA含有A、T、C、G 4种碱基，RNA含有A、U、C、G 4种碱基，共5种碱基，D项正确。 2．下列有关图示生理过程的叙述中，正确的是(　　) A.能发生图示生理过程的细胞有真正的细胞核 B.该图表示的是转录和翻译 C.该图表示的生理过程所需要的能量都是由线粒体提供 D.mRNA上所含有的密码子均能在tRNA上找到与其相对应的反密码子 【解析】　题图所示的转录和翻译同时进行，发生在原核生物中，原核细胞没有真正的细胞核，A错误；题图表示的是转录和翻译两个生理过程，B正确；原核生物没有线粒体，该题图表示的生理过程所需要的能量都是由细胞质提供，C错误；mRNA上的终止密码子没有与之对应的反密码子，D错误。 【答案】　B 3．下面甲、乙两图为真核细胞中发生的代谢过程的示意图，有关说法正确的是(　　) A.图甲所示的过程叫做翻译，多个核糖体共同完成一条多肽链的合成 B.图乙所示过程叫做转录，转录产物的作用一定是作为图甲中的模板 C.图甲所示翻译过程的方向是从右到左 D.图甲和图乙中都发生了碱基互补配对且碱基互补配对方式完全相同 【答案】　C 【解析】　由题图甲可知，翻译过程中一个mRNA分子上结合多个核糖体，同时合成多条肽链；转录产物有信使RNA、转运RNA和核糖体RNA三种，而翻泽的模板只是信使RNA；题图甲中多肽链②最长，说明合成该多肽链的核糖体是最早与mRNA结合的，因此核糖体在mRNA上的移动方向是从右到左的；转录和翻译过程中都发生了碱基互补配对，但碱基互补配对方式不完全相同。 4．新型冠状病毒(SARSCoV2)为有包膜病毒，其遗传物质是一种单股正链RNA，以ss(＋)RNA表示。ss(＋)RNA可直接作为mRNA翻译成蛋白质，下图是病毒的增殖过程示意图。有关该病毒说法正确的是(　　) A.该病毒的遗传物质彻底水解会得到四种核糖核苷酸 B.高温使SARSCoV2的蛋白质变性，无法被双缩脲试剂检测 C.RNA复制酶在宿主细胞内可催化磷酸二酯键的形成 D.由于没有核糖体，所以病毒包膜上不存在蛋白质 【答案】C 【解析】　该病毒的遗传物质是RNA，若初步水解会得到四种核糖核苷酸，A错误；高温使蛋白质变性后还保留有肽键，所以可以被双缩脲试剂检测，B错误；RNA复制酶在宿主细胞内可催化RNA的合成，显然RNA复制酶能催化核糖核苷酸之间磷酸二酯键的形成，C正确；病毒是非细胞生物没有核糖体，但病毒包膜上依然存在宿主细胞中合成的蛋白质，D错误。 5．如图①②③分别表示细胞中3种生物大分子的合成过程。请回答下列问题： (1)在人体内，图①过程发生的主要场所是________，图②过程是在________酶的作用下，将核糖核苷酸连接在一起形成α链。 (2)细胞内酶的合成________(填“一定”或“不一定”)需要经过图③过程。若要过程③中合成的肽链中亮氨酸(密码子为UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG)转变成色氨酸(密码子为UGG)，可以通过改变DNA模板链上的一个碱基来实现，即________。 (3)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对的替换导致_____________________________ (4)在整个生物界中，遗传信息的传递途径除了①②③外，还包括_____________________________两条途径。 【解析】　(1)①表示DNA复制，在人体细胞中主要发生在细胞核中。②表示转录，需要RNA聚合酶的参与。(2)绝大多数酶的本质是蛋白质，少数酶的本质为RNA，③表示翻译过程，故细胞内酶的合成不一定需要经过图③过程。当亮氨酸的密码子为UUG时，对应模板链碱基序列为AAC，当第二个碱基A变为C时，此序列对应的密码子变为UGG，编码色氨酸。(3)基因中一个碱基对的替换可能会导致终止密码子提前出现，翻译提前终止，这会使该基因编码的肽链中氨基酸数目减少。(4)根据中心法则，在整个生物界中，遗传信息的传递途径除了①②③外，还包括RNA的逆转录和RNA的复制两条途径。 【答案】　(1)细胞核　RNA聚合　(2)不一定　A变为C (3)终止密码子提前出现，翻译提前终止　(4)RNA的逆转录和RNA的复制 $