1、深圳-马超、周强、邹颖S z L w h第1节 基因指导蛋白质的合成 名师精品铸造 新人教版必修二遗传与进化 名师精品铸造新教材 新高考S z L w h问题探讨 体重体重不光是对人的长相重要，伴随体重超出正常不光是对人的长相重要，伴随体重超出正常范围所带来的，有一系列健康问题。生物学家的研究表明，范围所带来的，有一系列健康问题。生物学家的研究表明，对体重影响最重要的因素是基因。遗传学的分析发现有对体重影响最重要的因素是基因。遗传学的分析发现有obob基因能控制合成一种叫瘦素的蛋白质分子，瘦素分泌到血基因能控制合成一种叫瘦素的蛋白质分子，瘦素分泌到血液里后作用于某个靶组织，如脑，进而影响摄食行
2、为，最液里后作用于某个靶组织，如脑，进而影响摄食行为，最后调节体重。后调节体重。基因指导蛋白质合成的过程，叫基因的表达。解决问题：OB基因是怎样指导瘦素的合成呢？从基因表达的角度，寻找预防肥胖的新思路？RNA的结构、种类和功能考点一考点一 一一S z L w h思考：OB基因存在细胞核中，而瘦素（蛋白质）是在细胞质中合成的。OB基因携带的遗传信息是怎样传递到细胞质中的呢？在DNA和蛋白质之间，有一种中间物质充当信使，这种物质是RNA。思考：RNA为什么可以作为DNA的信使传递信息呢？RNA的结构、种类和功能考点一考点一 一一S z L w h1RNA的种类和功能（1）信使RNA（mRNA）遗传
3、信息的使者和蛋白质合成的模板由DNA中脱氧核苷酸序列决定的核糖核苷酸序列蕴藏着遗传信息；单链，比DNA短，能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质，与核糖体结合。功能：mRNAmRNA(2)核糖体RNA（rRNA）功能：核糖体的组成成分；与蛋白质合成密切相关。RNA的结构、种类和功能考点一考点一 一一S z L w h1RNA的种类和功能(3)转运RNA（tRNA）功能：转运氨基酸至核糖体中结构：三叶草结构。tRNA是单链，但有部分双链，因此碱基间也有氢键。tRNA是有方向的,从3端3 5端。RNA的结构、种类和功能考点一考点一 一一S z L w h归纳总结：RNA为什么可以作为DNA的信使传递信
4、息呢？RNA也是由核苷酸组成，含氮碱基有A、G、C、U，也遵循“碱基互补配对原则”，可将遗传信息传递到细胞质中。RNA一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。RNA为单链结构，不稳定，易降解，使得完成使命的RNA能迅速分解，保证生命活动的有序进行。RNA的结构、种类和功能考点一考点一 一一S z L w h脱氧核苷酸核糖核苷酸2DNA与RNA的比较比较项目DNARNA基本单位五碳糖含氮碱基结 构主要存在部位脱氧核苷酸核糖核苷酸脱氧核糖核糖A T C GA U C G通常呈双螺旋结构多为单链结构细胞核细胞质 考向突破落实必备知识 强化关键能力S z L w h1 1
5、下列有关下列有关RNARNA的推测的推测错误的是错误的是()A A信使信使RNA(mRNA)RNA(mRNA)在蛋白质合成过程中负责传递遗传信息、直接指导蛋白在蛋白质合成过程中负责传递遗传信息、直接指导蛋白质合成质合成彻底降解后的产物有彻底降解后的产物有6 6种种B B转运转运RNA(tRNA)RNA(tRNA)是一类双链小分子是一类双链小分子RNARNA，在蛋白质合成过程中负责转运氨，在蛋白质合成过程中负责转运氨基酸基酸C C核糖体核糖体RNA(rRNA)RNA(rRNA)寿命长，更新慢，含量较高，是核糖体的组成成分寿命长，更新慢，含量较高，是核糖体的组成成分D DHIVHIV的核酸为的核酸
6、为RNARNA，单链不稳定，变异频率高，单链不稳定，变异频率高B 考向突破落实必备知识 强化关键能力S z L w hB B思考：OB基因的遗传信息是如何传递给mRNA的？2 2关于关于RNARNA和和DNADNA的区别，下列说法错误的是的区别，下列说法错误的是()A.DNAA.DNA是规则的双螺旋结构，而是规则的双螺旋结构，而RNARNA一般是单链一般是单链B.DNAB.DNA中的五碳糖是核糖，中的五碳糖是核糖，RNARNA中的五碳糖是脱氧核糖中的五碳糖是脱氧核糖C.DNAC.DNA特有的碱基是特有的碱基是T T，而，而RNARNA特有的碱基是特有的碱基是U UD.DNAD.DNA中的嘧啶和
7、嘌呤相等，但中的嘧啶和嘌呤相等，但RNARNA中不一定中不一定 二二遗传信息的转录S z L w h1转录的概述(1)概念：以 为模板，按碱基互补配对原则合成RNA的过程。(2)场所：主要是 ，在 、中也能发生转录过程。(3)过程：DNA的一条链细胞核叶绿体线粒体 二二遗传信息的转录S z L w h2模型制作DNA部分结构图部分结构图转录开始转录开始转录结束转录结束转录后结构转录后结构探究活动：已知OB基因中有一段序列为：AAGGACAGCAACCTTGAT T TCC TGTCGTTGGAACTA。请思考转录需要的条件，利用彩笔、纸片模拟出该基因片段转录过程。二二遗传信息的转录S z L
8、w h3归纳、整理(5)产物：。信使RNA、核糖体RNA、转运RNA(3)过程：(4)条件解旋：DNA双链解开。合成mRNA链。mRNA释放。DNA双螺旋恢复。模板：。原料：。能量：。酶 ：。DNA分子一条链四种游离的核糖核苷酸ATPRNA聚合酶 二二遗传信息的转录S z L w h小组合作讨论：Q1：转录与DNA复制有什么共同之处？有什么差异？Q2：转录过程遵守什么原则，这对遗传信息准确转录有什么意义？Q3：转录产物与DNA两条单链的碱基序列有哪些异同？提示：从所需条件、过程中具体步骤进行分析。例如转录复制都需要模板、原料、酶等。碱基互补配对原则，保证了遗传信息传递的准确性。转录出的RNA与
9、模板链互补配对，该RNA的碱基序列与另一条链的区别是R与U的不同。考向突破落实必备知识 强化关键能力S z L w h3 3.关于关于真核生物的遗传信息及其传递的叙述，错误的是真核生物的遗传信息及其传递的叙述，错误的是()A.A.遗传信息可以从遗传信息可以从DNADNA流向流向RNARNA，也可以从，也可以从RNARNA流向蛋白质流向蛋白质B.B.细胞中以细胞中以DNADNA的一条单链为模板转录出的的一条单链为模板转录出的RNARNA均可编码多肽均可编码多肽C.C.细胞中细胞中DNADNA分子的碱基总数与所有基因的碱基数之和不相等分子的碱基总数与所有基因的碱基数之和不相等D.D.染色体染色体D
10、NADNA分子中的一条单链可以转录出不同的分子中的一条单链可以转录出不同的RNARNA分子分子B 考向突破落实必备知识 强化关键能力S z L w h4 4信使信使RNARNA中核苷酸的顺序是由下列哪项决定的中核苷酸的顺序是由下列哪项决定的()A.A.转运转运RNARNA中核苷酸的排列顺序中核苷酸的排列顺序B.B.蛋白质分子中氨基酸的排列顺序蛋白质分子中氨基酸的排列顺序C.C.核糖体核糖体RNARNA中核苷酸的排列顺序中核苷酸的排列顺序D.DNAD.DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序分子中脱氧核苷酸的排列顺序D D思考思考：OB基因转录产生的基因转录产生的mRNA中遗传信息中遗传信息是如何传递是
11、如何传递给给 瘦素瘦素(蛋白质蛋白质)的的？三三遗传信息的翻译S z L w h2碱基与氨基酸间的对应关系(1)概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，以 为模板合成一段具有 _ 的过程。mRNA氨基酸顺序的蛋白质(2)场所或装配机器：_。核糖体思考：RNA只有4种碱基，而绝大多数生物体内，组成蛋白质的氨基酸有21种。这4种碱基怎样决定蛋白质21种氨基酸的呢？请进行推理分析。如果1个碱基决定一个氨基酸，只能决定：种氨基酸。如果2个碱基编码一个氨基酸，最多能编码：种氨基酸。41=4如果3个碱基编码一个氨基酸，最多能编码：种氨基酸。42=1643=64足够有余1翻译概念 三三遗传信息的翻译S z L w
12、 h mRNA上 决定一个氨基酸，每3个这样的碱基称作1个 。3密码子、反密码子3个相邻的碱基个相邻的碱基密码子密码子mRNA53A密码子密码子密码子密码子密码子密码子缬氨酸缬氨酸组氨酸组氨酸精氨酸精氨酸 三三遗传信息的翻译S z L w h第一个第一个碱基碱基第二个碱基第二个碱基第三个第三个碱基碱基UCAGU苯丙氨酸丝氨酸酪氨酸半胱氨酸U苯丙氨酸丝氨酸酪氨酸半胱氨酸C亮氨酸丝氨酸终止终止、硒代半胱氨酸A亮氨酸丝氨酸终止色氨酸GC亮氨酸脯氨酸组氨酸精氨酸U亮氨酸脯氨酸组氨酸精氨酸C亮氨酸脯氨酸谷氨酰胺精氨酸A亮氨酸脯氨酸谷氨酰胺精氨酸GA异亮氨酸苏氨酸天冬酰胺丝氨酸U异亮氨酸苏氨酸天冬酰胺丝氨
13、酸C异亮氨酸苏氨酸赖氨酸精氨酸A甲硫氨酸（起始）苏氨酸赖氨酸精氨酸GG缬氨酸丙氨酸天冬氨酸甘氨酸U缬氨酸丙氨酸天冬氨酸甘氨酸C缬氨酸丙氨酸谷氨酸甘氨酸A缬氨酸、甲硫氨酸（起始）丙氨酸谷氨酸甘氨酸G 三三遗传信息的翻译S z L w h3密码子、反密码子 终止密码子：、种类 起始密码子：（甲硫氨酸）、_ _（缬氨酸、甲硫氨酸）编码氨基酸的密码子_种或_种64UAAUGA（硒代半胱氨酸）UAG AUGGUG6162注意：在真核生物中AUG作为起始密码子；在原核生物中，GUG也可以作为起始密码子，此时它编码甲硫氨酸。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，终止密码子
14、UGA可以编码硒代半胱氨酸；通常一种密码子决定 种氨基酸，一种tRNA只能转运 种氨基酸。每种氨基酸对应 密码子(密码子的简并性)，可由 tRNA转运。一一一一一种或几种一种或几种一或一或多多 三三遗传信息的翻译S z L w h(1)必修2 P67“思考讨论”：从密码子表可以看出，像苯丙氨酸、亮氨酸这样，绝大多数氨基酸都有几个密码子，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？提示：当一个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，增强了密码子的容错性；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翻译的速度。(2)几乎所有的生
15、物体都共用一套密码子，这体现了密码子的什么特点？提示这体现了密码子的通用性，说明当今生物可能有着共同的起源。3密码子、反密码子 三三遗传信息的翻译S z L w h3密码子、反密码子反密码子:每个 一端可以与mRNA上的密码子互补配对的3个相邻的碱基。tRNAmRNA53反密码子密码子密码子搬运的是哪种氨基酸 三三遗传信息的翻译S z L w h4翻译过程 三三遗传信息的翻译S z L w h5模型制作tRNA结构核糖体与mRNA结合翻译过程探究活动：OB基因的mRNA进入细胞质中与核糖体结合，请利用泡沫、扭扭棒模拟出基因翻译过程。三三遗传信息的翻译S z L w h6归纳、整理(4)产物：。
16、多肽链(3)条件模板模板：。原料原料：。能量能量：。酶酶mRNA分子游离的氨基酸ATP运输工具运输工具：。tRNA思考思考：如图翻译过程，核糖体移动：如图翻译过程，核糖体移动的方向是怎样的？的方向是怎样的？从左往右 三三遗传信息的翻译S z L w hQ2：多聚核糖体合成的肽链氨基酸排列顺序相同吗？：多聚核糖体合成的肽链氨基酸排列顺序相同吗？Q3：右图所示，核糖体移动的方向是什么？：右图所示，核糖体移动的方向是什么？相同，因为模板相同。相同，因为模板相同。从左到右。从左到右。小组合作讨论：研究表明，当人体进食过多，机体中的瘦素含量水平快速研究表明，当人体进食过多，机体中的瘦素含量水平快速上升，
17、发现细胞内瘦素合成时，存大多聚核糖体上升，发现细胞内瘦素合成时，存大多聚核糖体。请分析：。请分析：三三遗传信息的翻译S z L w h7“列表法”比较DNA复制、转录和翻译项目复制转录翻译场所条件模板原料能量酶产物原则细胞核（主要场所）细胞核（主要场所）核糖体DNA的两条链DNA的一条链mRNA4种游离的脱氧核苷酸4种游离的核糖核苷酸21种游离的氨基酸ATPATPATP解旋酶DNA聚合酶RNA聚合酶DNARNA多肽碱基互补配对A-T T-A G-C C-G 碱基互补配对A-U T-A G-C C-G 碱基互补配对 A-U U-A G-C C-G 特定的酶 三三遗传信息的翻译S z L w h5
18、如图是人体某细胞中遗传信息的传递及表达过程示意图。如图是人体某细胞中遗传信息的传递及表达过程示意图。据图分析，以下描述正确的是据图分析，以下描述正确的是()A过程中两种酶的结合位点分别位于过程中两种酶的结合位点分别位于DNA和和RNA分子上分子上B过程生成的过程生成的mRNA长度与长度与DNA分子的每一条链都不同分子的每一条链都不同Cb中具有中具有tRNA的结合位点，翻译时的结合位点，翻译时mRNA从右往左移动从右往左移动D该图可表示该图可表示脂肪脂肪细胞中细胞中OB基因指导基因指导瘦素瘦素合成过程合成过程B B 三三遗传信息的翻译S z L w h6 6.下下图是真核细胞遗传信息表达中某过程
19、的示意图。某些氨基酸的部分图是真核细胞遗传信息表达中某过程的示意图。某些氨基酸的部分密码子密码子(5(53 3)是：丝氨酸是：丝氨酸UCUUCU；亮氨酸；亮氨酸UUAUUA、CUACUA；异亮氨酸；异亮氨酸AUCAUC、AUUAUU；精氨酸；精氨酸AGAAGA。下列叙述正确的。下列叙述正确的是是()()A.A.图中图中为亮氨酸为亮氨酸B.B.图中结构图中结构从右向左移动从右向左移动C.C.该过程中没有氢键的形成和断裂该过程中没有氢键的形成和断裂D.D.该过程可发生在线粒体基质和细该过程可发生在线粒体基质和细胞核基质中胞核基质中B B 三三遗传信息的翻译S z L w hA A7 7.如图表示真
20、核细胞中某基因表达过程的一部分，下列分析正确的是如图表示真核细胞中某基因表达过程的一部分，下列分析正确的是()()A A图示图示mRNAmRNA中起始密码子位于中起始密码子位于RNARNA链上的左侧链上的左侧B BmRNAmRNA上决定甘氨酸的密码子都是上决定甘氨酸的密码子都是GGUGGUC C图中碱基的配对方式有图中碱基的配对方式有A AU U、C CG G、A AT TD D图示过程的正常进行需要图示过程的正常进行需要ATPATP和和RNARNA聚合酶聚合酶考点三考点三 四四中心法则S z L w h探究活动：请写出机体中肥胖基因（OB基因）表达产生瘦素的遗传信息 传递过程。OB基因瘦素问
21、题：所有生物遗传信息传递过程都相同吗？不同生物遗传信息传递过程不一定相同考点三考点三 四四中心法则S z L w h1.提出者：。2.补充后的内容图解3.各种生物遗传信息的传递途径(1)能分裂的细胞生物及噬菌体等DNA病毒遗传信息的传递：。克里克翻译逆转录(2)具有RNA复制功能的RNA病毒(如烟草花叶病毒)遗传信息的传递 。考点三考点三 四四中心法则S z L w h(3)具有逆转录功能的RNA病毒(如艾滋病病毒)遗传信息的传递 。(4)高度分化的细胞遗传信息的传递 。4.生命是物质、能量和信息的统一体 (1)DNA、RNA是 的载体。(2)蛋白质是信息的 。(3)为信息的流动提供能量。信息
22、表达产物ATP考点三考点三 四四中心法则S z L w hA A8(2022佛山一模佛山一模)新型冠状病毒新型冠状病毒(单链单链RNA病毒病毒)侵染人体细侵染人体细胞后，其增殖过程如图所示。以下说法错误的是胞后，其增殖过程如图所示。以下说法错误的是A和和所用到的酶和原料都不同所用到的酶和原料都不同B除涉及病毒除涉及病毒RNA外还有宿主细胞外还有宿主细胞RNA的参与的参与C中都会发生碱基互补配对的过程中都会发生碱基互补配对的过程D新冠病毒的遗传物质中嘌呤和嘧啶的数量不一定相等新冠病毒的遗传物质中嘌呤和嘧啶的数量不一定相等考点三考点三 四四中心法则S z L w h9 9（20222022浙江浙江
23、高考）高考）“中心法则中心法则”反映了遗传信息的传递方向，反映了遗传信息的传递方向，其中某过程的示意图如下。下列叙述正确的是其中某过程的示意图如下。下列叙述正确的是A A催化该过程的酶为催化该过程的酶为RNARNA聚合酶聚合酶B Ba a链上任意链上任意3 3个碱基组成一个密码子个碱基组成一个密码子C Cb b链的脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键相连链的脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键相连D D该过程中遗传信息从该过程中遗传信息从DNADNA向向RNARNA传递传递CC 课堂小结S z L w h知识延伸探究活动探究活动：请从基因表达的角度，请从基因表达的角度，寻找研究肥胖寻找研究肥胖的新思路的新思路。S z L w hQQ:419561425
