第3章 第四节 基因控制蛋白质合成（课件）-【学而思·PPT课件分层练习】2025-2026学年高一生物必修2（浙科版）

该高中生物学课件聚焦遗传的分子基础，系统涵盖基因概念、转录、翻译及中心法则等核心内容，从基因是DNA功能片段切入，衔接DNA双重功能，通过转录翻译步骤解析，构建“基因-蛋白质-性状”的学习支架。 其亮点在于结合知识辨析（如转录是否需解旋酶）、对比表格（复制/转录/翻译比较）及计算（6:3:1碱基数关系），以科学思维（比较归纳）和生命观念（结构与功能观）为指导，帮助学生系统掌握遗传信息传递规律。学生能深化理解，教师可提升教学效率。

知识点 1 基因通常是DNA分子的功能片段 第三章 遗传的分子基础 第四节 基因控制蛋白质合成 必备知识 清单破 第三章　遗传的分子基础 高中同步 1.基因:基因是具有遗传效应的DNA片段(包括部分病毒的RNA片段),是遗传物质结构和功能 的基本单位,是DNA(部分生物是RNA)分子上含特定遗传信息的核苷酸序列的总称。 2.基因的功能 (1)基因中的核苷酸序列中含有遗传信息,这些信息要通过合成蛋白质才能发挥作用。 (2)基因通过控制蛋白质的合成来控制细胞的生命活动,即性状的表现。 3.DNA的双重功能 (1)携带遗传信息:以自身为模板,半保留地进行复制,保持遗传信息的稳定性。 (2)表达遗传信息:根据它所存储的遗传信息决定蛋白质的结构。 特别提醒 染色体是基因的“主要载体”,染色体主要由DNA和蛋白质组成,基因通常是DNA上的片段, 每个DNA分子上含有多个基因。 第三章　遗传的分子基础 高中同步 知识点 2 DNA分子上的遗传信息通过转录传递给RNA 1.概念:以DNA的一条链为模板,依据碱基互补配对原则,合成RNA的过程。 2.场所:主要是细胞核,在线粒体、叶绿体及原核细胞中也能进行。 3.条件 (1)模板:DNA的一条链。 (2)原料:4种游离的核糖核苷酸。 (3)酶:RNA聚合酶。 (4)能量:ATP。 第三章　遗传的分子基础 高中同步 4.过程   (1)解旋:在RNA聚合酶的作用下,DNA双链解开。 (2)配对:以DNA分子的一条链为模板,按照碱基互补配对原则,游离的核苷酸碱基与DNA模板 链上的碱基配对,两者以氢键结合。 第三章　遗传的分子基础 高中同步 (3)连接:通过磷酸二酯键聚合成与该片段DNA相对应的RNA分子。 (4)释放:合成的RNA从DNA链释放后,DNA双链恢复。 特别提醒 碱基配对方式 由于RNA的碱基中含U而不含T,因此,在以DNA为模板合成RNA时,以U代替T与A配对,即G- C、C-G、T-A、A-U。 第三章　遗传的分子基础 高中同步 5.产物(常见有3种) (1)信使RNA(mRNA):传达DNA上的遗传信息。 (2)转运RNA(tRNA):把氨基酸运送到核糖体上,使之按照mRNA的信息指令连接起来,形成蛋 白质。 (3)核糖体RNA(rRNA):核糖体的重要成分,是核糖体行使其功能所必需的。 6.意义:通过转录,遗传信息由DNA传递给RNA。 特别提醒 (1)RNA聚合酶的作用是断开氢键、催化形成磷酸二酯键;RNA的合成(转录)需要有RNA聚 合酶的催化。 (2)转录不是沿着整条DNA长链进行的,而是以基因为单位进行的,同一条双链DNA中,不同基 因转录的模板链可能不同。 (3)在真核生物中,细胞核内转录而来的RNA产物经过加工才能成为成熟的mRNA,然后转移 到细胞质中,用于蛋白质合成。 第三章　遗传的分子基础 高中同步 知识点 3 遗传信息通过翻译指导蛋白质的合成 1.遗传密码 (1)概念:mRNA上每3个相邻的核苷酸排列成的三联体,决定一种氨基酸,也称为密码子。 (2)种类:64种,其中61种能翻译出氨基酸。 ①起始密码子是翻译第一个氨基酸的密码子,一般是AUG;在原核生物中,GUG可以作为起始 密码子编码甲硫氨酸。 ②终止密码子有3种(UAA、UAG、UGA),终止密码子不编码氨基酸,是翻译终止的信号。 (3)特点 ①简并性:除少数氨基酸只有一种遗传密码子外,大多数氨基酸有两种以上的遗传密码子。 ②通用性:除少数密码子外,生物界的遗传密码是统一的,所有的生物都使用相同的遗传密码。 第三章　遗传的分子基础 高中同步 2.tRNA 结构 功能 一端有三个核苷酸序列,能与mRNA上的密 码子的核苷酸互补配对,以此来识别密码子, 称为反密码子 能识别mRNA上的密码子决定的是哪种氨基 酸 另一端有氨基酸的结合部位 将相应的氨基酸运至核糖体上 特别提醒    氨基酸与密码子、tRNA的关系 (1)真核生物中,除终止密码子外,1种密码子决定1种氨基酸;1种氨基酸可由1种或多种密码子 决定。 (2)真核生物中,1种tRNA识别并转运1种氨基酸,而1种氨基酸可由1种或多种tRNA转运。 第三章　遗传的分子基础 高中同步 3.遗传信息的翻译 (1)概念:以mRNA为模板,合成具有一定的氨基酸顺序的蛋白质的过程。 (2)场所:核糖体。 (3)条件 ①模板:mRNA。 ②原料:细胞中游离的氨基酸。 ③能量:ATP。 ④工具:tRNA。 ⑤酶:多种酶。 第三章　遗传的分子基础 高中同步 (4)过程 ①起始:核糖体结合到mRNA链上,tRNA携带第一个氨基酸靠近mRNA,tRNA上的反密码子 与mRNA上的起始密码子配对。 ②延伸:核糖体认读mRNA上决定氨基酸种类的密码,选择相应的氨基酸,由对应的tRNA转 运,加到延伸中的肽链上。 第三章　遗传的分子基础 高中同步 ③终止:当核糖体到达mRNA的终止密码子时,多肽合成结束,核糖体脱离mRNA并进入下一 个循环。 (5)特点:一个mRNA分子上有若干个核糖体同时进行翻译过程,翻译出多条肽链,大大提高了 翻译效率。 特别提醒    由于模板mRNA相同,所以一条mRNA翻译合成的多条多肽链相同。 4.基因表达:基因形成RNA产物以及mRNA被翻译为蛋白质的过程。 第三章　遗传的分子基础 高中同步 知识点 4 基因控制生物性状(基因—蛋白质—性状) 1.基因和性状的关系   (1)多数情况下,多个基因共同决定生物体的某种性状。如人的肥胖。 (2)生物的性状(或表型)是基因(或基因型)与环境共同作用的结果。 第三章　遗传的分子基础 高中同步 2.基因发生作用的途径 (1)基因通过控制酶的合成来控制生物体内的生物化学反应,从而控制生物的性状。如尿黑症。 (2)基因控制合成的蛋白质可以决定生物体特定的组织或器官的结构,进而影响其功能。如镰刀形细胞贫血症。 第三章　遗传的分子基础 高中同步 知识点 5 遗传信息流从DNA→RNA→蛋白质 1.中心法则   第三章　遗传的分子基础 高中同步 2.不同类型生物的遗传信息传递过程 (1)细胞生物及DNA病毒   (2)RNA复制病毒(如烟草花叶病毒)   第三章　遗传的分子基础 高中同步 (3)逆转录病毒(如HIV、劳氏肉瘤病毒) 特别提醒 一种RNA病毒只能进行逆转录、RNA复制中的一个过程,逆转录需要逆转录酶,RNA复制需 要RNA复制酶。 第三章　遗传的分子基础 高中同步 3.中心法则各过程的判断 “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 (多肽) 翻译 第三章　遗传的分子基础 高中同步 知识辨析 1.RNA的功能:细胞质中的遗传物质、某些病毒的遗传物质、具有生物催化作用和参与核糖 体的组成,这种说法正确吗? 不正确。真核生物、原核生物和DNA病毒的遗传物质都是DNA;RNA病毒的遗传物质为 RNA;少数酶的化学本质为RNA,具有催化作用;rRNA参与核糖体的组成。 提示 2.转录需要解旋酶解旋DNA双链,这种说法正确吗? 不正确。DNA双链只有解开螺旋才能为转录提供模板,RNA聚合酶本身就兼有解旋的作 用。因此转录需要解旋但是不需要解旋酶。 提示 3.转录时RNA子链的延伸方向和RNA聚合酶的移动方向不一致,这种说法正确吗? 不正确。转录时RNA子链的延伸方向和RNA聚合酶的移动方向是一致的。 提示 第三章　遗传的分子基础 高中同步 4.真核生物中一种转运RNA可以携带几种结构上相似的氨基酸,这种说法正确吗? 不正确。真核生物中,一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。 提示 5.所有生物的蛋白质都是由DNA指导合成的,可通过控制酶的合成间接控制生物的性状,当 基因中碱基对的排列顺序发生变化时性状改变,这种说法正确吗? 不正确。某些RNA病毒的蛋白质是由RNA指导合成的;由于密码子的简并性等,基因中碱 基对的排列顺序发生变化不一定导致性状改变。 提示 6.某些小分子RNA(简称miRNA),能与相关基因转录形成的mRNA互补,形成局部双链。推测 miRNA抑制基因表达的机制是干扰核糖体与mRNA结合,这种说法正确吗? 正确。miRNA与mRNA互补,则mRNA无法与核糖体结合,进而抑制基因表达中的翻译过程。 提示 第三章　遗传的分子基础 高中同步 关键能力 定点破 定点 1 DNA复制、转录、翻译的比较  项目 DNA复制 转录 翻译 场所 主要在细胞核 主要在细胞核 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 氨基酸 能量 需要 酶 解旋酶、DNA聚合酶 RNA聚合酶 多种酶 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 产物 2个双链DNA 一个单链RNA 多肽(或蛋白质) 主要特点 半保留复制;边解旋边复制 边解旋边转录 一个mRNA可相继结合多个核糖体,同时合成多条相同的肽链 信息传递 DNA→DNA DNA→RNA RNA→蛋白质 第三章　遗传的分子基础 高中同步 　　理论上,基因中碱基数∶mRNA中碱基数∶蛋白质中氨基酸数=6∶3∶1。 　　而实际基因中含有非编码序列,mRNA中的终止密码子不决定氨基酸,则基因中碱基数 比蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些,mRNA中碱基数比蛋白质中氨基酸数目的3倍还要 多一些,因此在分析时常常要加入“最少”或“最多”字样。 定点 2 基因控制蛋白质合成的相关计算 第三章　遗传的分子基础 高中同步 定点 3 基因表达模型的分析 1.多聚核糖体模型   第三章　遗传的分子基础 高中同步 2.真核生物与原核生物基因表达模型的辨析 (1)原理 ①原核细胞没有由核膜包被的细胞核,转录尚未结束,就已经有核糖体结合到正在形成的 mRNA上进行翻译,即“边转录边翻译”。 ②真核细胞的核基因转录生成mRNA的过程发生在细胞核中,但核糖体在细胞质中,核质之 间有核膜这道“屏障”,因而真核生物的核基因是“先转录后翻译”。 (2)判断方法——核膜的有无和是否“边转录边翻译” 第三章　遗传的分子基础 高中同步 $