第4章 第1节 第2课时 遗传信息的翻译和中心法则(学用Word)-【优学精讲】2025-2026学年高中生物必修2 遗传与进化（人教版 多选版）

本高中生物学讲义聚焦遗传信息的翻译和中心法则两大核心知识点，系统梳理翻译的概念、密码子与tRNA的特点、翻译过程及高效性机制，进而延伸至中心法则的提出与发展，构建从遗传信息传递具体过程到整体规律的知识支架。 该资料以科学思维和探究实践为特色，通过密码子简并性意义分析、翻译过程模型构建等探究活动，培养学生演绎推理与模型分析能力。课中借助判断题和探究题引导主动思考，课后通过规律总结（如碱基与氨基酸数目关系）及练习题帮助查漏补缺，有效提升教学效果与学生知识掌握度。

第2课时　遗传信息的翻译和中心法则 知识点一 1.􀀁核糖体　􀀂mRNA　􀀃氨基酸　􀀄ATP　􀀅tRNA 2.（1）3个相邻　（2）①64　②AUG　GUG　甲硫氨酸 ③硒代半胱氨酸 微思考　提示：一个密码子只能决定一种氨基酸，一种氨基酸可对应一个或多个密码子。 3.（1）氨基酸　氢　反密码子　（2）一种 4.􀀁mRNA　􀀂tRNA　􀀃tRNA　􀀄肽键　􀀅mRNA 􀀆终止密码子 5.多个 微思考　提示：不能。 教材挖掘 提示：mRNA、tRNA和rRNA 概念辨析 （1）×　提示：tRNA的3'端可结合氨基酸。 （2）√ （3）×　提示：核糖体在mRNA上移动。 （4）×　提示：一种氨基酸可由一个或多个密码子编码。 知识点二 1.克里克 2.（2）DNA复制　DNA　转录　RNA　翻译　蛋白质　RNA复制　逆转录　RNA　DNA 微思考　提示：④、⑤发生在病毒侵染的宿主细胞内。 3.（1）信息　（2）信息　（3）ATP 概念辨析 （1）√ （2）×　提示：遗传信息可以从DNA流向DNA，也可以从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA。 （3）√ （4）×　提示：DNA病毒中虽然没有RNA，但其遗传信息的传递遵循中心法则。 第2课时　遗传信息的翻译和中心法则 知识点一 重难探究 1.（1）提示：不是，正常情况下，三个终止密码子不编码氨基酸，分别是UAG、UAA、UGA。 （2）提示：当密码子中有一个碱基改变时，可能并不会改变其对应的氨基酸；当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码同一种氨基酸，可以保证遗传信息的翻译速度。 （3）提示：说明所有生物可能有共同的起源或生命在本质上是统一的。 2.（1）提示：Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ分别是tRNA、核糖体、多肽链。该过程发生的碱基互补配对方式与DNA复制和转录相比不完全一样，DNA复制时碱基的互补配对方式为：A—T、T—A、G—C、C—G，转录时碱基的互补配对方式为：A—U、T—A、G—C、C—G，翻译时碱基的互补配对方式为：U—A、A—U、C—G、G—C。 （2）提示：核糖体沿着mRNA从左向右移动；图甲中翻译出的氨基酸序列为甲硫氨酸—丙氨酸—丝氨酸。 （3）提示：①⑥分别是mRNA、核糖体。核糖体移动的方向是从右向左。 （4）提示：最终合成的多肽链②③④⑤的氨基酸序列相同。因为它们的模板是同一条mRNA。 （5）提示：少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质。 即学即练 1.A　序列5'-…ACACACACACACAC…-3'包含密码子5'-ACA-3'和5'-CAC-3'，编码苏氨酸和组氨酸；序列5'-…CAACAACAACAACAA…-3'包含密码子5'-CAA-3'、5'-AAC-3'或5'-ACA-3'，编码苏氨酸、谷氨酰胺或天冬酰胺。二者共有的密码子是5'-ACA-3'，二者编码的氨基酸中都有苏氨酸，说明苏氨酸密码子是5'-ACA-3'，则编码组氨酸的密码子是5'-CAC-3'，故选A。 2.D　若mRNA中含有3 000碱基，则控制合成的多肽链中最多有1 000个氨基酸，A错误。根据图中肽链的长短可知，翻译的方向是由右向左；核糖体是由rRNA和蛋白质构成的，它能识别mRNA的碱基序列，B错误；图中每个核糖体合成的肽链相同，因为都是以同一条mRNA为模板进行翻译的，C错误；真核生物的线粒体、叶绿体中也含有少量DNA和核糖体，在这些部位可以同时进行转录和翻译，D正确。 知识点二 重难探究 1.（1）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）提示：DNA复制、转录和翻译　转录和翻译 （3）提示： 2.（1）提示：a：DNA的复制；b：转录；c：RNA的复制；d：逆转录。 （2）提示：a：解旋酶和DNA聚合酶；b：RNA聚合酶；c：RNA聚合酶（RNA复制酶）；d：逆转录酶。 即学即练 1.D　肽链的合成是以mRNA为模板的，A错误；RNA的合成可能以DNA或RNA为模板，B错误；DNA的合成可能以DNA或RNA为模板，C错误。 2.D　红霉素能与核糖体结合，抑制肽链的延伸，主要是影响翻译过程，对应图中的⑤，A正确；RNA聚合酶能够催化转录过程，利福平抑制细菌RNA聚合酶的活性，对应图中的②，B正确；环丙沙星抑制细菌DNA的复制，对应图中的①，C正确；细菌细胞属于原核细胞，原核细胞无细胞核，D错误。 【随堂热练】 1.A　mRNA上的一个密码子决定一个氨基酸，所以在翻译过程中mRNA中的碱基序列决定了蛋白质中的氨基酸序列，A正确；密码子具有简并性，一种氨基酸可以由一个或多个密码子决定，B错误；真核生物生物体内组成蛋白质的氨基酸有21种，tRNA有61种，C错误；正常情况下终止密码子不能决定氨基酸，D错误。 2.B　tRNA是由许多个核糖核苷酸连接成的单链分子，A错误；tRNA是搬运氨基酸的工具，一种tRNA只能转运一种氨基酸，B正确；图中b处上下链中间的结构表示氢键，C错误；图中c处表示反密码子，可与mRNA上的密码子发生碱基互补配对，D错误。 3.A　①过程表示DNA复制，②过程表示转录，③过程表示翻译，④过程表示RNA复制，⑤过程表示逆转录，人体造血干细胞中可以进行①②③过程，A正确；心肌细胞内不能进行①过程，B错误；在乳酸菌中可以进行①②③过程，但不能进行④过程，C错误；④过程表示RNA复制，需要的原料是核糖核苷酸，⑤过程表示逆转录，需要的原料是脱氧核糖核苷酸，二者需要的原料不同，D错误。 4.（1）RNA聚合酶　使DNA双链解旋，并催化mRNA的形成　（2）32％　（3）在短时间内可以合成大量蛋白质 解析：（1）图1中①为转录过程，需要RNA聚合酶的催化；RNA聚合酶可以使DNA双链解旋，并催化mRNA的形成。（2）mRNA是以DNA的一条链为模板经转录合成的，若mRNA链中A和U分别占15％和21％，则对应的DNA模板链分子片段中T和A分别占15％和21％，双链DNA分子片段中A＋T＝36％，则G＋C＝1－36％＝64％，又因为G＝C，则C占64％÷2＝32％。（3）翻译过程中一个mRNA可以与多个核糖体结合的意义是在短时间内可以合成大量蛋白质。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2课时　遗传信息的翻译和中心法则 1.通过学习遗传信息翻译的过程，培养模型构建与分析能力。 2.归纳总结DNA碱基数目、RNA碱基数目与氨基酸数目之间的关系，培养演绎推理的科学思维。 3.阐明中心法则的内容，认同科学是不断发展的。 知识点一　遗传信息的翻译 1.翻译概念的理解 2.密码子 （1）概念 mRNA上决定1个氨基酸的　　　　　的碱基叫作1个密码子。密码子的碱基是连续的，没有间隔，图中表示的mRNA上含有3个密码子。 （2）种类 ①共有　　　　个密码子。 ②有2个起始密码子：在真核生物中　　　　作为起始密码子；在原核生物中，　　　　也可以作起始密码子，此时它编码　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ③有3个终止密码子：UAA、UAG、UGA。正常情况下，终止密码子不编码氨基酸，仅作为翻译终止的信号，但在特殊情况下，UGA可以编码　　　　　　。 【微思考】　阅读教材P67密码子表，归纳总结密码子与氨基酸的对应关系。 3.tRNA的结构和功能特点 （1）结构和功能 ①名称：　　　　　　； 作用：与mRNA上的密码子互补配对。 （2）功能特点：每种tRNA只能转运　　　　氨基酸。 4.翻译的过程 5.翻译能高效进行的原因 一个mRNA分子上可相继结合　　　　核糖体，同时进行多条肽链的合成。 【微思考】　一个mRNA分子上结合多个核糖体能提高一条肽链的合成速率吗？ （教材P66“相关信息”）参与翻译过程合成蛋白质的RNA有　　　　　　　。 　（1）tRNA的5'端可结合氨基酸。（　　） （2）密码子位于mRNA上，ATC一定不是密码子。（　　） （3）mRNA在核糖体上移动，翻译出蛋白质。（　　） （4）每种氨基酸仅由一个密码子编码。（　　） 探究一｜分析密码子的特点及其意义 1.结合教材P66～67“观察密码子示意图和密码子表”，回答下列问题。 （1）所有密码子都能决定氨基酸吗？ （2）从密码子表可以看出，一种氨基酸可能有几个密码子，这一现象称作密码子的简并。你认为密码子的简并对生物体的生存发展有什么意义？ （3）地球上几乎所有的生物体都共用同一密码子表。根据这一事实，你能想到什么？ 探究二｜翻译过程的模型构建与分析 2.图示为是翻译过程的示意图，请据图分析回答下列问题： （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方式与DNA复制和转录相比完全一样吗？ （2）判断图甲中核糖体沿着mRNA移动的方向，并根据教材P67中的密码子表，写出图甲中翻译出的氨基酸序列。 （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？ （4）图乙中最终合成的多肽链②③④⑤的氨基酸序列相同吗？为什么？ （5）图乙所示的翻译特点有什么意义？ 1.遗传信息、密码子与反密码子的区别与联系 项目 遗传信息 密码子 反密码子 概念 基因中碱基的排列顺序 mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基 tRNA上与mRNA上的密码子互补配对的3个相邻碱基 位置 主要在DNA中 mRNA tRNA 作用 控制生物的性状 直接决定蛋白质中氨基酸序列 识别密码子，转运氨基酸 联系 ①基因中碱基的序列决定mRNA中的碱基序列。 ②mRNA中的碱基序列与基因模板链中的碱基序列互补。 ③密码子与反密码子的相应序列能互补配对。 ④氨基酸一定由密码子决定；密码子与反密码子并不是一一对应的关系，如终止密码子没有相应的反密码子。 ⑤对应关系如图所示 2.“两看法”巧判真核生物和原核生物基因表达 （1）过程图 （2）判断方法 说明：真核细胞的线粒体、叶绿体中也有DNA和核糖体，其转录、翻译也存在同时进行的情况。 1.（2024·江西宜春期末）在试管内离体合成蛋白质时，若加入碱基序列为5'-…ACACACACACACAC…-3'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5'-…CAACAACAACAACAA…-3'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.5'-CAC-3' B.5'-AAC-3' C.5'-CAA-3' D.5'-ACA-3' 2.图示为基因表达过程示意图，Ⅰ、Ⅱ表示基因表达的不同过程，X表示某种酶。据图判断，下列相关叙述正确的是（　　） A.若mRNA中含有3 000碱基，则控制合成的多肽链中最多有500个氨基酸 B.核糖体含有rRNA，能识别mRNA特定序列，移动方向是由左向右 C.过程Ⅱ中有多个核糖体和mRNA结合，每个核糖体上形成的肽链是不同的 D.过程Ⅰ还未完成，过程Ⅱ即已开始，该现象可能发生在真核细胞中 规律方法 DNA（基因）、mRNA上碱基数目与肽链中氨基酸数目之间的关系 （1）肽链中氨基酸数目＝1/3 mRNA中碱基数目＝1/6 DNA（基因）中碱基数目。 （2）计算“最多”和“最少”等的分析 ①翻译时，mRNA上的终止密码子不决定氨基酸，则mRNA上的碱基数目是蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。 ②基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些。 知识点二　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 DNA流向　　　 ② DNA流向　　　 ③ RNA流向　　　 发展 补充 ④ RNA流向RNA ⑤ 　　　　流向　　　　 【微思考】　④⑤过程在病毒内可发生吗？ 3.生命是物质、能量和信息的统一体 （1）DNA、RNA是　　　　的载体。 （2）蛋白质是　　　　的表达产物。 （3）　　　　为信息的流动提供能量。 （1）中心法则表示的是遗传信息的流动过程。（　　） （2）遗传信息只能从DNA流向RNA，进而流向蛋白质。（　　） （3）线粒体中遗传信息的传递也遵循中心法则。（　　） （4）DNA病毒中没有RNA，其遗传信息的传递不遵循中心法则。（　　） 探究一｜中心法则内容剖析 1.如图为中心法则内容及其发展图解，请回答有关问题： （1）结合中心法则，思考DNA、RNA产生的途径有哪些？ （2）正常情况下，在人体细胞内能进行的过程是　　　　　　　　　　　，在心肌细胞中能进行的过程是　　　　　　。 （3）请写出流感病毒（一种RNA病毒）遗传信息传递的过程。 探究二｜中心法则内容的实验探究 2.下列四个试管中分别模拟的是中心法则中的某个过程。 （1）四个试管分别模拟中心法则中的哪个过程？ （2）四个试管模拟的过程分别需要什么酶？ 1.中心法则各过程的适用范围 2.“三看法”判断中心法则各过程 1.（2024·襄阳四中期中）下列关于中心法则的叙述，正确的是（　　） A.肽链的合成一定以rRNA为模板，以氨基酸为原料 B.RNA的合成一定以RNA为模板，以核糖核苷酸为原料 C.DNA的合成一定以DNA为模板，以脱氧核苷酸为原料 D.中心法则揭示了遗传信息在生物大分子之间的传递过程 2.（教材P69“拓展应用”改编）题图表示DNA分子中遗传信息传递过程。红霉素、环丙沙星、利福平等抗菌药物能够抑制细菌的生长，它们的抗菌机制如下表所示。下列叙述错误的是（　　） 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 A.红霉素可通过阻断图中⑤过程抑制细菌的生长 B.利福平可通过阻断图中②过程抑制细菌的生长 C.环丙沙星可通过阻断图中①过程抑制细菌的生长 D.细菌细胞中①过程主要在细胞核中进行 1.下列关于真核生物遗传信息的翻译的叙述中，正确的是（　　） A.通过翻译将mRNA中的碱基序列翻译为蛋白质中的氨基酸序列 B.生物体内合成蛋白质时，一种氨基酸只能由一个密码子决定 C.生物体内合成蛋白质的氨基酸有21种，则tRNA也有21种 D.生物体内合成蛋白质时，一个密码子一定能决定一种氨基酸 2.（教材P67“图4－6”改编）题图为tRNA的结构示意图，下列有关叙述正确的是（　　） A.tRNA是由三个核糖核苷酸连接成的单链分子 B.一种tRNA只可以转运一种氨基酸 C.图中b处上下链中间的结构为磷酸二酯键 D.图中c处表示密码子，可以与mRNA碱基互补配对 3.（2024·广东深圳期末）如图表示“中心法则”的内容，图中①②③④⑤分别表示相关过程，下列相关说法正确的是（　　） A.人体造血干细胞中可以进行①②③过程 B.人体心肌细胞内只能进行①②过程 C.乳酸菌内可以进行①④过程 D.④和⑤过程需要的原料相同 4.（2024·河南襄城检测）图1是某动物的基因控制蛋白质合成的示意图，图2为该动物细胞中多聚核糖体合成蛋白质的示意图。据图回答下列问题： （1）图1中催化过程①的酶是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　， 该酶在此过程中的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （2）若图1中由DNA转录得到的mRNA链中A和U分别占15％和21％，则对应的DNA双链分子片段中的C所占比例为　　　　。 （3）图2中一个mRNA可以与多个核糖体结合的意义是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 提示：完成课后作业　第4章　第1节　第2课时 学科网（北京）股份有限公司 $