2026届高三生物一轮复习课件第21讲 基因指导蛋白质的合成

2026 第21讲 基因指导蛋白质的合成 必修二 第六单元 遗传的物质基础 课标要求 概述DNA上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成 目录 PART 01 RNA的种类、结构和功能 PART 02 遗传信息的转录和翻译 PART 03 真题精练 PART 04 中心法则 生物多样性的直接原因 ，根本原因 。 蛋白质的多样性 基因的多样性 思考1：DNA和核糖体两者在空间上是分隔开的，DNA怎样指导核糖体上蛋白质的合成？ mRNA 思考2：如何设计实验追踪RNA的产生和转移？ 用放射性同位素标记合成RNA的原料（3H-尿嘧啶），观察放射性同位素出现的位置 RNA的种类、结构和功能 考点一 RNA的种类、结构和功能 01 5 1、元素组成： 2、基本单位： 3、组成成分 C、H、O、N、P 核糖核苷酸 一、RNA的结构 U 尿嘧啶 A 腺嘌呤 G C 胞嘧啶 鸟嘌呤 4、结构： 一般是单链，长度比DNA短 （能通过核孔从细胞核转移到细胞质中） RNA的种类、结构和功能 考点一 二、RNA的种类与功能 信使RNA(mRNA)、转运RNA(tRNA)、核糖体RNA(rRNA)等 （1）信使RNA(mRNA)：由数百至数千个核苷酸构成，结构不稳定，寿命较短 功能一：遗传信息的使者 以密码子的形式，携带来自DNA的遗传信息 功能二：翻译的模板 密码子共有64种，负责21种氨基酸的编码，其中3种终止密码子（UAA、UAG、UGA）通常不编码氨基酸，但UGA在特殊情况下可编码硒代半胱氨酸；2种起始密码子（AUG、GUG）。密码子具有专一性、简并性和通用性特点。 RNA的种类、结构和功能 考点一 二、RNA的种类与功能 （2）转运RNA(tRNA) 功能：识别并转运氨基酸至核糖体中 ①tRNA是短小单链，大约含有70-80个核苷酸，但经过折叠，约半数碱基通过形成氢键链内碱基互补配对。 ②tRNA上碱基排列是有顺序的，由短到长（5’⇢3’)，反密码子也是同方向的。 ③在相关酶的作用下，特定的氨基酸的-COOH与特定tRNA的3’— OH共价连接。 ④也是在细胞核内合成，从核孔出去。 RNA的种类、结构和功能 考点一 二、RNA的种类与功能 （3）核糖体RNA(rRNA) 功能：是核糖体的组成成分，参与蛋白质合成 ①rRNA是细胞中最多的RNA，占细胞总RNA的80%以上。 ②一个rRNA与许多蛋白质共同构成一个亚基，一大一小两个亚基共同构成一个核糖体。在核糖体中，rRNA和蛋白质折叠成特定的结构，并具有许多短的双螺旋区域。 （4）高中涉及的其它种类RNA 核酶(RNA)、遗传物质(RNA病毒)、剪接体(snRNA)、rRNA加工(snoRNA)、反义RNA 、引物RNA等 RNA的种类、结构和功能 考点一 02 遗传信息的转录和翻译 10 通过RNA聚合酶，以 为模板， 按照 的 原则合成 的过程。 一、遗传信息的转录 ①概念： DNA的一条链 碱基互补配对 RNA ③场所： 细胞核（主要）、叶绿体、线粒体 ②产物： mRNA、tRNA、rRNA ④条件 原料 能量 模板 酶 4种游离的核糖核苷酸 基因的一条链（模板链） ATP RNA聚合酶（作用于磷酸二酯键和氢键） 考点二 遗传信息的转录和翻译 RNA聚合酶将DNA双链解开，碱基暴露出来 第一步 游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对 第二步 在RNA聚合酶的作用下，新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的RNA分子上 第三步 合成的RNA从DNA链上释放，而后DNA双螺旋恢复 第四步 3´ 3´ 5´ 5´ 5´ 新合成的RNA与DNA的模板链（反义链）是反向的 有义链和反义链 有义链或编码链: 反义链或模板链: 基因中具有转录功能的链。 基因中无转录功能的链, 与转录产物mRNA碱基序列相同的(除用T代替U外)。 A U U C A G C A C U 3′ 5′ 转录 编码链 模板链 mRNA 在一个含有若干基因的DNA分子中, 各个基因的有义链, 并不一定都在同条链上 拓展延伸 ①概念： 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。 ②场所： 核糖体 ③产物： 蛋白质（肽链） 二、遗传信息的翻译 ④条件： 原料 能量 模板 21种氨基酸 mRNA ATP 酶 多种酶（如肽酰转移酶等） 考点二 遗传信息的转录和翻译 14 ⑤过程 mRNA tRNA mRNA tRNA 终止密码子 脱离 二、遗传信息的翻译 核糖体沿着mRNA的5´→3´移动 考点二 遗传信息的转录和翻译 2、意义： 1、概念： 1个mRNA可相继结合 多个核糖体， 同时进行多条肽链的合成。 少量的mRNA分子可以迅速合成出大量相同的蛋白质。 多聚核糖体 拓展延伸 16 真核生物 核基因：先转录后翻译（异时异地） 边转录边翻译（同时同地） 原核生物 细胞质基因：边转录边翻译 真核细胞和原核细胞遗传信息表达的区别 拓展延伸 三、基因表达中的相关数量关系 1、理论上基因的碱基数、mRNA的碱基数与蛋白质的氨基酸数之间的关系 2、实际基因表达过程中的数量关系不符合6∶3∶1的原因 ①基因中非编码区只起调控作用，不转录； ②基因编码区中的内含子转录后被剪切去除； ③转录出的mRNA中有终止密码子，终止密码子不编码氨基酸。④合成的肽链在加工过程中可能会被剪切掉部分氨基酸； 关注基因表达过程计算中“最多”和“最少” 考点二 遗传信息的转录和翻译 03 中心法则 19 一、中心法则 1、提出者：克里克 2、中心法则内容： RNA 转录 蛋白质 翻译 DNA 复制 逆转录 复制 生命是物质、能量和信息的统一体 DNA、RNA是信息的载体，蛋白质是信息的表达产物，ATP为信息的流动提供能量。 考点三 中心法则 DNA复制、转录、翻译、逆转录和RNA复制的比较 项目 DNA复制 转录 翻译 逆转录 RNA复制 场所 模板 原料 酶 产生 两个子代DNA RNA 多肽 DNA RNA 碱基互补 配对方式 主要在细胞核中 核糖体 宿主细胞中 DNA的两条链 DNA的一条链 mRNA RNA 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 21种氨基酸 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 解旋酶、 DNA聚合酶 RNA聚合酶 多种酶 逆转录酶 RNA复制酶 A-T，T-A C-G，G-C A-U，T-A C-G，G-C A-U，U-A C-G，G-C A-T，U-A C-G，G-C A-U，U-A C-G，G-C 二、各种生物遗传信息的传递途径 细胞生物（真、原核） DNA病毒 RNA逆转录病毒 RNA复制 病毒 考点三 中心法则 埃博拉病毒（EBOV）是引起人类和灵长类动物发生埃博拉出血热的烈性病毒。EBOV的RNA（单链、负链RNA）进入细胞后，病毒的负链RNA首先在RNA聚合酶作用下合成正链RNA，继而合成病毒编码蛋白，同时以正链RNA为模板合成基因组负链RNA．下列叙述错误的是（ ） A．EBOV的RNA进入细胞后，直接以负链RNA为模板翻译出RNA聚合酶 B．负链RNA合成正链RNA的过程中会出现RNA-蛋白质复合体 C．RNA聚合酶从EBOV的正链RNA的3'端向5'端延伸合成负链RNA D．EBOV病毒编码蛋白的合成过程需宿主细胞中的tRNA和rRNA共同参与 A 真题精炼 +RNA 和 -RNA 的比较 +RNA可直接作为翻译的模板链；-RNA不能直接翻译，需先复制产生+RNA再翻译。 +RNA -RNA 在双链RNA病毒的复制过程中，首先，负链RNA被用作模板，通过RNA聚合酶合成大量正链RNA再翻译成病毒蛋白质；正链RNA也可以作为模板复制出负链RNA，从而形成新的双链RNA病毒基因组。 拓展延伸 丙型肝炎病毒（HCV）是一种具有包膜的单链（+）RNA病毒，该（+）RNA能直接作为翻译的模板合成多种病毒蛋白，HCV感染肝细胞，导致肝脏发生炎症，严重时可能发展为肝癌。目前尚未研制出疫苗，最有效的治疗方案是将PSI7977（一种核苷酸类似物）与干扰素、病毒唑联合治疗，下列相关叙述错误的是（　　） A．HCV与肝细胞结构上的最大区别是没有细胞结构 B．HCV的（+）RNA含该病毒的遗传信息和相关的遗传密码 C．HCV需要将其遗传物质整合到宿主细胞的染色体上以完成复制 D．PSI7977的治疗机理可能是作为合成原料掺入RNA引起合成终止 C 真题精炼 $