【高中生物一轮复习】必修二第10课时《遗传信息的传递与表达 》(课件+素材)

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【高中生物一轮复习】必修二第10课时《遗传信息的传递与表达 》(课件+素材)

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(共76张PPT)
必修二第一轮复习
<第十课时 >
高中生物
遗传信息
的传递与表达
考点 高考考情具体分析
1. DNA的复制
2. 基因通常是有遗传效应的DNA片段
3.遗传信息的转录和翻译
4.中心法则
(2024浙江卷)
(2024山东卷)
(2022海南卷)
(2023海南卷)
聚焦高考
(2024北京卷)
(2024湖南卷)
(2023河北卷)
(2023江苏卷)
(2024安徽卷)
(2023重庆卷)
(2023浙江卷)
(2024河北卷)
(2023湖南卷)
(2023辽宁卷)
(2024湖北卷)
(2023广东卷)
(2023山东卷)
(2023浙江卷)
(2023天津卷)
(2022河北卷)
聚焦高考
考点一
DNA的复制
考点二
基因通常是有遗传效应的DNA片段
考点三
遗传信息的转录
考点四
遗传信息的翻译
考点五
中心法则
【考点一】细胞分化和细胞的全能性
一、对DNA分子复制的推测——假说演绎法
1. 提出问题
DNA是如何复制的?
2. 作出假说
①假说一:半保留复制
提出者:沃森和克里克
新合成的每个 DNA 分子中,都保留了原来 DNA 分子中的一条链。
亲代DNA
子代DNA
复制
一、对DNA分子复制的推测——假说演绎法
2. 作出假说
②假说二:全保留复制
DNA复制以DNA双链为模板,子代DNA的双链都是新合成的。
③假说三:分散复制
新复制的分子中新合成的原来的都有,但分配是随机组合的
亲代DNA
复制
子代DNA
复制一次
【考点一】DNA的复制
一、对DNA分子复制的推测——假说演绎法
3.演绎推理
实验者:
美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔
实验材料:
大肠杆菌
(繁殖快
,20min一代)
实验方法:
同位素示踪技术和密度梯度离心技术
实验原理:
含15N的双链DNA密度大,含14N的双链DNA密度小,一条链含14N、一条链含15N的双链DNA密度居中。
【考点一】DNA的复制
(1)半保留复制
P
F1
F2
15N
15N
重带DNA
1/2中带DNA
中带DNA
1/2轻带DNA
15N
14N
14N复制
14N复制
15N
14N
14N
14N
【考点一】DNA的复制
(2)全保留复制
P
F1
F2
15N
15N
15N
15N
14N
14N
14N复制
15N
15N
14N
14N
重带DNA
1/4重带DNA
1/2轻带DNA
1/2重带DNA
3/4轻带DNA
14N复制
【考点一】DNA的复制
(3)分散复制
15N
15N
重带DNA
中带DNA
中带DNA
P
F1
F2
14N复制
15N
14N
14N复制
15N
14N
【考点一】DNA的复制
4.实验验证
5.得出结论
提取DNA离心
提取DNA离心
排除DNA的复制是全保留复制
实验结果与半保留复制的预期相符
提取DNA离心
排除DNA的复制是分散/弥散复制
细胞分裂
细胞分裂
转移到含 14NH4Cl的 培养液中
15N/14N - DNA
14N/14N - DNA
15N/14N - DNA
15N/15N - DNA
DNA的复制是以半保留的方式进行的。
【考点一】DNA的复制
二、DNA复制的相关计算
1. 假设将一个全部被15N标记的双链DNA分子(亲代)转移到含14N的培养液中培养n代,结果如下
【考点一】DNA的复制
①子n代DNA分子总数为______个。
②含15N的DNA分子数为______个。
③含14N的DNA分子数为______个。
④只含15N的DNA分子数为______个。
⑤只含14N的DNA分子数为_________个。
(1)DNA分子数
.........
第三代
第n代
第一代
第二代
子代
2n
2
2n
0
(2n-2)
二、DNA复制的相关计算
2. 假设将一个全部被15N标记的双链DNA分子(亲代)转移到含14N的培养液中培养n代,结果如下
【考点一】DNA的复制
①脱氧核苷酸链共 条
②含15N 的链_______条
③含14N 的链__________条
(2)脱氧核苷酸链数计算
第一代
第二代
子代
第三代
2n+1
2
2n+1 -2
二、DNA复制的相关计算
3. 某DNA分子中,含有p个碱基对,其中腺嘌呤有q个,将该DNA分子用15N标记,其复制所需原料含14N,其连续复制n次。
(2n-1)q
(2n-1)(p-q)
【考点一】DNA的复制
①消耗胸腺嘧啶脱氧核苷酸数
②消耗胞嘧啶脱氧核苷酸数
第一代
第二代
子代
第三代
(3)消耗某种脱氧核苷酸数
二、DNA复制的相关计算
4.假设将一个全部被15N标记的双链DNA分子(亲代)转移到含14N的培养液中培养n代,结果如下:
(4)消耗的脱氧核苷酸数
①若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个,经过n次复制需消耗游离的该脱氧核苷酸数为________________个
②若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个,在第n次复制时,需消耗游离的该脱氧核苷酸数为________________个。
第一代
第二代
子代
第三代
m·(2n-1)
m·2n-1
【考点一】DNA的复制
二、DNA复制的相关计算
特别提醒:“DNA复制”相关题目的4点“注意”
(1)注意“DNA复制了n次”和“第n次复制”的区别,前者包括所有的复制,但后者只包括第n次的复制。
(2)注意碱基的单位是“对”还是“个”。
(3)切记在DNA复制过程中,无论复制了几次,含有亲代脱氧核苷酸单链的DNA分子都只有两个。
(4)看清试题中问的是“DNA分子数”还是“链数”,“含”还是“只含”等关键词,以免掉进陷阱。
【考点一】DNA的复制
①有丝分裂
DNA
复制
(以一个细胞为例进行第二次分裂)
DNA
复制
DNA复制一次
子细胞中核DNA分子都呈杂合状态:
15N/14N-DNA
第一次
分裂前期
第一次
分裂后期
第一次分裂形成的子细胞
DNA被
15N标记
第一次有丝分裂
(5)与细胞分裂相关的计算(绘图法)
【考点一】DNA的复制
①有丝分裂
第二次有丝分裂
DNA复制两次
有4个子细胞,含15N染色体的子细胞个数为2、3、4
第二次分裂前期
第二次分裂后期
第一种情况

第二种情况
【考点一】DNA的复制
由图可以看出,减数分裂过程中细胞虽然连续分裂2次,但DNA只复制一次,所以四个子细胞中所有DNA分子呈杂合状态。
DNA被15N标记
DNA复制
第一次分裂前期
第一次分裂
第二次分裂
②减数分裂
【考点一】DNA的复制
解题步骤
第一步:
画出含一条染色体的细胞图,下方画出该条染色体上的1个DNA分子,用竖实线表示含同位素标记
第二步:
画出复制一次,分裂一次的子细胞染色体图,下方画出染色体上的DNA链,未被标记的新链用竖虚线表示
第三步:
再画出第二次复制后的细胞染色体组成和DNA链的情况
第四步:
若继续推测后期情况,可想象着丝点分裂,染色单体分开的局面,并进而推测子细胞染色体的情况。
【考点一】DNA的复制
【考点一】DNA的复制
三、DNA复制
1.概念:
以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。
2.时间:
间期(有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期)
3.DNA复制场所:
真核细胞:
主要在细胞核中,但在线粒体、叶绿体也有
原核细胞:
主要在拟核中,质粒也可以。
4.条件
模板 DNA分子的两条母链
原料 细胞中游离的4种脱氧核苷酸
酶 解旋酶、DNA聚合酶、(DNA连接酶)等
能量 ATP水解
【考点一】DNA的复制
5.过程:
解旋
(1)需要细胞提供能量
(2)需要解旋酶的作用
(3)氢键断裂,双链打开
合成子链
(1)模板:解开的每一段母链
(2)原料:游离的4种脱氧核苷酸
(3)酶:DNA聚合酶
(4)原则:碱基互补配对原则
游离的脱氧核苷酸
DNA聚合酶
DNA聚合酶
重新螺旋
每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构
DNA解旋酶
新合成的子链
DNA复制示意图
6.方向:
从子链的5' 端向 3' 端延伸
腺嘌呤
胸腺嘧啶
胞嘧啶
鸟嘌呤
【考点一】DNA的复制
(1)DNA分子独特的双螺旋结构,为复制提供了精确的模板;
(2)碱基互补配对原则,保证了复制能够准确地进行。
11.意义:
将遗传信息从亲代传给子代,从而保持遗传信息的连续性。
①边解旋边复制
②半保留复制
碱基互补配对原则
一个DNA分子形成了两个完全相同的DNA分子
7.特点:
8.原则:
9.结果:
10.精确复制的原因
【考点一】DNA的复制
四、DNA复制的起点和方向
原核生物:单起点双向复制
真核生物:多起点双向复制
(2)图中显示DNA分子复制是边解旋边双向复制的;
(3)真核生物的这种复制方式的意义在于提高了复制效率;
(4)一个细胞周期中每个起点一般只起始一次(若为转录时解旋,则每个起点可起始多次)。
(1)图中显示DNA分子复制是从多个起点开始的,但多起点并非同时进行;
【考点一】DNA的复制
对点练习
1.(2024·内蒙古呼和浩特·模拟预测)某二倍体动物(2n=4)精原细胞DNA中的P均为32P,精原细胞在不含32P的培养液中培养,其中1个精原细胞进行一次有丝分裂和减数分裂Ⅰ后,产生甲~丁4个细胞。这些细胞的染色体和染色单体情况如下图所示。不考虑染色体变异的情况下,下列叙述错误的是( )
A.该精原细胞经历了2次DNA复制和2次着丝粒分裂
B.4个细胞均处于减数分裂Ⅱ前期,且均含有一个染色体组
C.形成细胞乙的过程发生了同源染色体的配对和交换
D.4个细胞完成分裂形成8个细胞,可能有4个细胞不含32P
C
【考点一】DNA的复制
对点练习
2.(2024·福建福州·一模)冈崎等人发现DNA的一条链是“半不连续”复制的。复制时,以若干小段的RNA为引物,先在DNA模板链上合成一些短的片段(被称为“冈崎片段”),通过酶去除RNA引物后再用对应的脱氧核糖核苷酸替换,最后将冈崎片段连接成与母链等长的新链。下列有关说法错误的是( )
A.在能量的驱动下,解旋酶解开DNA双螺旋的两条链作为复制的模板
B.在DNA聚合酶的作用下,新合成的两条子链均由3'→5'的方向延伸
C.有丝分裂后期,复制出的两个子代DNA分子分开后被拉向细胞的两极
D.冈崎片段上的引物被切除和替换后,在DNA连接酶作用下连成长链
B
【考点一】DNA的复制
对点练习
3.(2024·广东·一模)梅塞尔森发现DNA半保留复制的实验被称为“生物学中最漂亮的实验”。下列有关该实验的叙述,错误的是( )
A.DNA双螺旋结构的发现为该实验提供了理论基础
B.放射性同位素检测技术为实验结果检测提供了技术手段
C.密度梯度离心为DNA分子在试管分层提供了有效方法
D.假说—演绎法为该实验的研究过程提供了科学的思维方法
B
【考点一】DNA的复制
对点练习
4.(2024·陕西西安·模拟预测)将一个未标记的DNA分子放在含15N的培养液中复制2代,子代DNA分子中含15N的DNA分子所占比例为( )
A.1/4
B.2/4
C.3/4
D.1
D
基因是DNA片段
基因具有遗传效应
【考点二】基因通常是有遗传效应的DNA片段
一、说明基因与DNA关系的实例
水母的绿色荧光蛋白
基因与转基因鼠
人类基因组计划
大肠杆菌的
DNA与基因
基因能控制生物体的性状,具体一定的独立性
基因中的碱基数目只是DNA分子碱基总数的一部分
每个DNA分子上有许多基因
基因通常是具有遗传效应的片段
RNA病毒的遗传物质是RNA
【考点二】基因通常是有遗传效应的DNA片段
二、DNA片段中的遗传信息
DNA分子中4种碱基的排列顺序。
1.遗传信息
(1)多样性:碱基排列顺序的千变万化,构成了DNA的多样性。
2.DNA的特点
(2)特异性:每个DNA分子都有特定的碱基排列顺序。
DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。
3.意义
【考点二】基因通常是有遗传效应的DNA片段
三、基因、DNA、染色体关系
染色体
蛋白质
DNA
脱氧核苷酸
基因
每个基因含有 个脱氧核苷酸
脱氧核苷酸(碱基)的 代表遗传信息
(DNA的载体还有 和 等)
染色体是DNA的
每条染色体含有 个DNA分子
DNA是主要的
每个DNA分子含有 个基因
基因通常是有 的DNA片段(本质)
基因是 的基本单位
基因在染色体上呈
主要载体
线粒体
叶绿体
1个或2
遗传物质

遗传效应
线性排列
许多个
排列顺序
决定生物性状
【考点二】基因通常是有遗传效应的DNA片段
三、基因、DNA、染色体关系
△真、原核细胞基因的结构区别
【考点二】基因通常是有遗传效应的DNA片段
对点练习
1.(2024·湖北·模拟预测)下列有关基因的叙述,错误的是( )
A.基因通常是有遗传效应的脱氧核苷酸序列
B.基因在染色体上呈线性排列
C.组成基因的碱基数量少于组成DNA分子的碱基数量
D.基因与DNA是同一物质在不同时期的两种名称
D
【考点二】基因通常是有遗传效应的DNA片段
对点练习
2.(2024·湖北·模拟预测)基因和染色体的关系可描述为( )
A.基因都在染色体上,二者存在明显的平行关系
B.基因就是染色体,染色体就是基因
C.染色体在基因上,基因是染色体的载体
D.基因在染色体上呈线性排列
D
【考点三】遗传信息的转录
细胞质
核糖体
(蛋白质合成场所)
RNA
DNA
DNA

遗传信息储存在细胞核的 DNA 中
充当信使的中间物质 --- RNA
转录
蛋白质的合成发生在 核糖体
翻译
细胞核
核孔
【考点三】遗传信息的转录
一、RNA的结构和种类
RNA






元素组成:
C、H、O、N、P
基本单位:
核糖核苷酸
(4种)
磷酸基团
核糖
含氮碱基
种类与功能:
mRNA
rRNA
tRNA
信使RNA(mRNA):
合成蛋白质的
直接模板
与蛋白质构成核糖体
核糖体RNA(rRNA):
转运RNA(tRNA):
识别密码子,转运氨基酸
【考点三】遗传信息的转录
二、RNA适于作DNA的信使的原因
(1)RNA也是由核苷酸组成,含氮碱基有A、G、C、U,具备准确传递遗传信息的可能。
(2)RNA与DNA的关系中,也遵循“碱基互补配对原则”,因此以RNA为媒介可将遗传信息传递到细胞质中。
(3)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。
【考点三】遗传信息的转录
三、遗传信息的转录
1. 概念:
RNA在细胞核中,通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成的过程。
2. 场所:
主要在细胞核,也可以在线粒体和叶绿体(细胞质)中
3. 时间:
个体生长发育的整个过程
4. 条件:
酶:
RNA聚合酶(使DNA双链解开,连接核糖核苷酸形成磷酸二酯键)
模板:
DNA的一条链的某片段
原料:
4种游离的核糖核苷酸
能量:
由ATP提供
【考点三】遗传信息的转录
5.过程:
④释放
合成的mRNA从DNA链上释放。而后,DNA双螺旋恢复。
④释放
新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。(5’端 - 3’端延伸)
① 解旋
RNA聚合酶与编码蛋白质的一段DNA结合,使DNA双链解开,碱基暴露出来。
② 配对
游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对,在RNA聚合酶的作用下开始mRNA的合成。
④ 释放
合成的mRNA从DNA链上释放。而后,DNA双螺旋恢复。
③ 连接
新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。(5’端 - 3’端延伸)
【考点三】遗传信息的转录
④释放
合成的mRNA从DNA链上释放。而后,DNA双螺旋恢复。
④释放
新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。(5’端 - 3’端延伸)
6. 原则:
碱基互补配对
7. 产物:
mRNA、rRNA、tRNA等
8. 特点:
边解旋边转录
9. 遗传信息的流动方向:
DNA→mRNA
10. 意义:
遗传信息从DNA传递到mRNA上,为后续的翻译过程作准备。
11. mRNA的延伸方向:
从子链5’-端到3’-端
注意:每次转录的只是DNA分子特定的基因片段(并非整个DNA)
【考点四】遗传信息的翻译
④释放
合成的mRNA从DNA链上释放。而后,DNA双螺旋恢复。
④释放
新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。(5’端 - 3’端延伸)
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,称为遗传信息的翻译。
2. 场所或装配机器:
核糖体 
3. 密码子:
mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基,叫做一个密码子。
mRNA
5'
3'
决定
决定
决定
密码子
密码子
密码子
缬氨酸
组氨酸
精氨酸
一般不决定氨基酸)UAA、UAG、UGA
【考点四】遗传信息的翻译
④释放
合成的mRNA从DNA链上释放。而后,DNA双螺旋恢复。
④释放
新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。(5’端 - 3’端延伸)
第一个碱基 第二个碱基 第三个碱基
U C A G U 苯丙氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 亮氨酸 丝氨酸 丝氨酸 丝氨酸 丝氨酸 酪氨酸 酪氨酸 终止 终止 半胱氨酸 半胱氨酸 终止、硒代半胱氨酸 色氨酸 U
C
A
G
C 亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 脯氨酸 脯氨酸 脯氨酸 脯氨酸 组氨酸 组氨酸 谷氨酰胺 谷氨酰胺 精氨酸 精氨酸 精氨酸 精氨酸 U
C
A
G
A 异亮氨酸 异亮氨酸 异亮氨酸 甲硫氨酸 (起始) 苏氨酸 苏氨酸 苏氨酸 苏氨酸 天冬酰胺 天冬酰胺 赖氨酸 赖氨酸 丝氨酸 丝氨酸 精氨酸 精氨酸 U
C
A
G
G 缬氨酸 缬氨酸 缬氨酸 缬氨酸、 甲硫氨酸 (起始) 丙氨酸 丙氨酸 丙氨酸 丙氨酸 天冬氨酸 天冬氨酸 谷氨酸 谷氨酸 甘氨酸 甘氨酸 甘氨酸 甘氨酸 U
C
A
G
4. 密码子的种类:
43=64种
2个起始密码:
AUG(甲硫氨酸)
GUG(缬氨酸、甲硫氨酸)
3个终止密码:
一般情况下3个终止密码子不决定氨基酸,决定氨基酸的密码子61种.
特殊情况下UGA可以编码硒代半胱氨酸。决定氨基酸的密码子62种。
【考点四】遗传信息的翻译
④释放
合成的mRNA从DNA链上释放。而后,DNA双螺旋恢复。
④释放
新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。(5’端 - 3’端延伸)
5. 密码子的特点:
(1)专一性:
一种密码子只决定一种氨基酸(除终止密码子)。
(2)简并性:
一种氨基酸可由一种或多种密码子决定。
意义:
①增强密码子的容错性。
②保证翻译的速度。
(3)通用性:
几乎所有生物体共用一套密码子。
意义:
说明当今生物可能有着共同的起源。
【考点四】遗传信息的翻译
④释放
合成的mRNA从DNA链上释放。而后,DNA双螺旋恢复。
④释放
新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。(5’端 - 3’端延伸)
游离在细胞质中的氨基酸,是怎样被运送到合成蛋白质的“生产线”上的呢?
6. “搬运工”- tRNA:
(1)结构:
三叶草结构,内含氢键,其一端是携带氨基酸的部位,另一端有3个相邻的碱基。
每个tRNA的这3个碱基可以与mRNA上的密码子发生碱基互补配对,叫作反密码子。
一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸,一种氨基酸可以由多种tRNA转运。
(2)结构:
反密码子
tRNA的结构示意图
结合氨基酸的部位
分子内配对
【考点四】遗传信息的翻译
④释放
合成的mRNA从DNA链上释放。而后,DNA双螺旋恢复。
④释放
新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。(5’端 - 3’端延伸)
7. 翻译的过程:
A
U
C
M
U
G
G
H
核糖体
位点1
甲硫氨酸
蛋白质合成示意图(部分)
第一步
携带甲硫氨酸的tRNA,通过与碱基AUG互补配对,进入位点1。
【考点四】遗传信息的翻译
④释放
合成的mRNA从DNA链上释放。而后,DNA双螺旋恢复。
④释放
新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。(5’端 - 3’端延伸)
7. 翻译的过程:
A
U
C
M
U
G
G
H
位点1
核糖体
组氨酸
蛋白质合成示意图(部分)
第二步
携带某个氨基酸的tRNA以同样的方式进入位点2。
位点2
U
G
G
H
【考点四】遗传信息的翻译
④释放
合成的mRNA从DNA链上释放。而后,DNA双螺旋恢复。
④释放
新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。(5’端 - 3’端延伸)
7. 翻译的过程:
A
U
C
M
核糖体
位点1
肽键
第三步
蛋白质合成示意图(部分)
甲硫氨酸与这个氨基酸形成肽键,从而转移到位点2的tRNA上。
位点2
U
G
G
H
位点1
位点2
【考点四】遗传信息的翻译
④释放
合成的mRNA从DNA链上释放。而后,DNA双螺旋恢复。
④释放
新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。(5’端 - 3’端延伸)
7. 翻译的过程:
A
U
C
M
蛋白质合成示意图(部分)
第四步
核糖体沿mRNA移动,读取下一个密码子。原位点1的tRNA离开核糖体,原位点2的tRNA进入位点1,一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2,继续肽链的合成。
U
G
G
H
A
C
C
W
M
色氨酸
【考点四】遗传信息的翻译
④释放
合成的mRNA从DNA链上释放。而后,DNA双螺旋恢复。
④释放
新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。(5’端 - 3’端延伸)
7. 翻译的过程:
第四步
蛋白质合成示意图(部分)
位点1
位点2
U
G
G
A
C
C
W
H
M
【考点四】遗传信息的翻译
④释放
合成的mRNA从DNA链上释放。而后,DNA双螺旋恢复。
④释放
新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。(5’端 - 3’端延伸)
7. 翻译的过程:
蛋白质合成示意图(部分)
A
C
C
W
M
H
C
R
G
A
位点1
位点2
第四步
该过程重复进行…
【考点四】遗传信息的翻译
④释放
合成的mRNA从DNA链上释放。而后,DNA双螺旋恢复。
④释放
新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。(5’端 - 3’端延伸)
7. 翻译的过程:
G
G
A
E
P
C
C
R
W
S
H
M
无tRNA与之匹配
蛋白质合成示意图(部分)
终止密码子
第四步
核糖体遇到mRNA终止密码子,翻译结束。
直到…
位点1
位点2
【考点四】遗传信息的翻译
④释放
合成的mRNA从DNA链上释放。而后,DNA双螺旋恢复。
④释放
新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。(5’端 - 3’端延伸)
7. 翻译的过程:
第四步
肽链合成后,从核糖体与mRNA复合物上脱离。
E
P
C
C
R
W
S
H
M
甲硫氨酸
组氨酸
色氨酸
精氨酸
半胱氨酸
半胱氨酸
脯氨酸
谷氨酸
丝氨酸
蛋白质合成示意图(部分)
【考点四】遗传信息的翻译
④释放
合成的mRNA从DNA链上释放。而后,DNA双螺旋恢复。
④释放
新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。(5’端 - 3’端延伸)
(8)条件:
mRNA
21种氨基酸
ATP
多种酶
tRNA
①模板:
②原料:
③能量:
④酶:
⑤转运工具:
条件
碱基互补配对
(A=U;U-A;C-G;G=C)
多肽链
mRNA→蛋白质
(9)原则:
(10)产物:
(11)遗传信息传递方向:
【考点四】遗传信息的翻译
④释放
合成的mRNA从DNA链上释放。而后,DNA双螺旋恢复。
④释放
新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。(5’端 - 3’端延伸)
(12)如何快速高效地进行翻译:
一个mRNA分子上结合多个核糖体,同时进行多条肽链合成。
意义:
少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质。
翻译的方向(核糖体移动的方向)?
短肽链→长肽链
由该图得到的4条肽链的氨基酸序列是否相同?
相同,
因为是以同一个mRNA为模板翻译出来的
一个mRNA分子上结合多个核糖体,同时合成多条肽链
【考点四】遗传信息的翻译
④释放
合成的mRNA从DNA链上释放。而后,DNA双螺旋恢复。
④释放
新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。(5’端 - 3’端延伸)
项目 复制 转录 翻译
场所
条件 模板
原料
能量

产物
原则
信息传递
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
mRNA
4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
ATP
ATP
ATP
解旋酶DNA聚合酶
RNA聚合酶
多种酶
DNA
RNA
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
DNA DNA DNA mRNA mRNA 蛋白质
【考点四】遗传信息的翻译
④释放
合成的mRNA从DNA链上释放。而后,DNA双螺旋恢复。
④释放
新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。(5’端 - 3’端延伸)
真核细胞和原核细胞翻译的区别
DNA
mRNA
真核细胞先转录后翻译
原核细胞边转录边翻译
原核生物没有核膜,转录和翻译发生在同一空间内,即拟核区域,所以可以边转录边翻译。
【考点四】遗传信息的翻译
④释放
合成的mRNA从DNA链上释放。而后,DNA双螺旋恢复。
④释放
新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。(5’端 - 3’端延伸)
基因表达中的相关数量关系
DNA碱基数∶mRNA碱基数∶氨基酸数
=6∶3∶1。
DNA
mRNA
氨基酸
3n
3n
3n
n
转录
翻译
6n
实际基因表达过程中的数量关系不符合
6∶3∶1的原因
①DNA中有的片段无遗传效应,不能转录出mRNA。
②在基因片段中,有的片段(如非编码区)起调控作用,不转录。
③合成的肽链在加工过程中可能会被剪切掉部分氨基酸。
④转录出的mRNA中有终止密码子,正常情况下,终止密码子不编码氨基酸。
对点练习
1.(2024·河南安阳·一模)原核生物的一个mRNA上含有非翻译区(UTR)和多个开放阅读框(ORF),每个ORF都可控制合成一种蛋白质。下列分析错误的是(  )
D
A.原核生物的一个mRNA能编码多种蛋白质
B.每个ORF都含有起始密码子和终止密码子
C.每个ORF的碱基序列都不相同,翻译机制相同
D.UTR会发生密码子与反密码子的碱基互补配对
【考点四】遗传信息的翻译
对点练习
2.(2024·河南新乡·一模)核糖体 DNA(rDNA)是一种 DNA 序列,该序列在核仁中转录产生的rRNA 参与组成核糖体,亲核蛋白X能促进rDNA 转录过程的发生。下列有关叙述正确的是(   )
D
A.原核生物的一个mRNA能编码多种蛋白质
B.每个ORF都含有起始密码子和终止密码子
C.每个ORF的碱基序列都不相同,翻译机制相同
D.UTR会发生密码子与反密码子的碱基互补配对
【考点四】遗传信息的翻译
对点练习
3.(2024·海南·模拟预测)下图基因A、B和C表示人体正常神经细胞内的某条染色体上的三个基因,m、n为基因的间隔序列,下列说法正确的是( )
A
A.基因A和基因B属于非等位基因
B.基因A和基因B往往同时进行转录和翻译
C.人体各种细胞中都有A基因,均能合成A基因表达的蛋白质
D.神经细胞中m、n不具有遗传效应,但可以进行复制
【考点四】遗传信息的翻译
对点练习
4.(2024·广东·一模)图1和图2表示某些生物体内的物质合成过程示意图,对此分析正确的是( )
D
A.图中甲和丙表示mRNA,乙和丁表示核糖体
C.图1形成的多肽链的氨基酸排列顺序各不相同
D.图1和图2所示过程使得少量
的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质
B.乙和丁的移动方向均为从右向左
【考点四】遗传信息的翻译
对点练习
5.(2024·陕西西安·模拟预测)下图表示果蝇体细胞中遗传信息的传递方向,请据图回答下列问题:
(1)过程①需要的原料是
(2)催化细胞中过程②的酶是
(3)a、b为mRNA的两端,核糖体在mRNA上的移动方向是 _____(用图中的字母和箭头表示)。—个mRNA上连接多个核糖体形成的结构叫做多聚核糖体,多聚核糖体形成的意义是 。
脱氧核苷酸/脱氧核糖核苷酸
,模板是 。
DNA双链
RNA聚合酶

a→b
少量mRNA可以迅速合成出大量的蛋白质(肽链)
【考点四】遗传信息的翻译
2. 内容:
【考点五】中心法则
遗传信息可以从DNA流向DNA,即DNA的复制;也可以从DNA流向RNA,进而流向蛋白质,即遗传信息的转录和翻译。
1. 提出者:
克里克
复制
DNA
转录
RNA
翻译
蛋白质
逆转录
DNA
复制
转录
翻译
蛋白质
RNA
复制
3. 中心法则的发展:
【考点五】中心法则
4. 各种生物的遗传信息传递过程
(1)以DNA作为遗传物质的生物(真核生物、原核生物、DNA病毒)
(2)以RNA作为遗传物质的生物
①具有RNA复制功能的RNA病毒(烟草花叶病毒等)
②具有逆转录功能的RNA病毒(艾滋病病毒等)
注意:高度分化的细胞不分裂,无DNA复制
DNA RNA 蛋白质
转录
翻译
三、遗传信息的转录
【考点五】中心法则
在遗传信息的流动过程中
5. 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
生命是物质、能量和信息的统一体
对点练习
1.(2024·浙江·模拟预测)高等植物液泡膜蛋白TOM2A的合成过程与分泌蛋白相同,该蛋白影响烟草花叶病毒(TMV)核酸复制酶的活性。下列叙述错误的是( )
D
【考点五】中心法则
A.TOM2A的合成、加工、运输需经过核糖体、内质网和高尔基体
B.TMV核酸复制酶基因是一段RNA,烟草的TOM2A基因是一段DNA
C.TMV核酸复制酶可催化核糖核苷酸之间形成磷酸二酯键
D.TMV侵染后,病毒增殖过程的模板、原料、能量和酶都由烟草细胞提供
对点练习
2.(2024·江苏淮安·模拟预测)逆转录是艾滋病病毒遗传物质的复制方式,见下图。治疗艾滋病的药物“拉夫咪啶”能使逆转录酶的活性丧失。下列描述错误的一项是( )
A
【考点五】中心法则
A.①过程产生的双链用DNA水解酶处理后,剩下的单链可作为合成DNA的模板
C.拉夫咪啶阻断信息流动的方向与③过
程信息流动的方向相反
B.①过程形成的双链与②过程形成的双链,碱基互补配对原则不完全相同
D.②和⑤过程合成的方向都是按5'→3’
延长的规律进行的
真题演练
1.(2024·浙江·高考真题)某二倍体动物(2n=4)精原细胞DNA中的P均为32P,精原细胞在不含32P的培养液中培养,其中1个精原细胞进行一次有丝分裂和减数第一次分裂后,产生甲~丁4个细胞。这些细胞的染色体和染色单体情况如下图所示。
不考虑染色体变异的情况下,下列叙述正确的是( )
A.该精原细胞经历了2次DNA复制和2次着丝粒分裂
B.4个细胞均处于减数第二次分裂前期,且均含有一个染色体组
C.形成细胞乙的过程发生了同源染色体
的配对和交叉互换
D.4个细胞完成分裂形成8个细胞,可能有4个细胞不含32P
C
真题演练
2.(2024·浙江·高考真题)大肠杆菌在含有 H-脱氧核苷培养液中培养, H-脱氧核苷掺入到新合成的 DNA链中,经特殊方法显色,可观察到双链都掺入 H-脱氧核苷的 DNA区段显深色,仅单链掺入的显浅色,未掺入的不显色。掺入培养中,大肠杆菌拟核 DNA 第2 次复制时,局部示意图如图。DNA 双链区段①、②、③对应的显色情况可能是( )
A.深色、浅色、浅色 B.浅色、深色、浅色
C.浅色、浅色、深色 D.深色、浅色、深色
B
真题演练
3.(2024·湖南·高考真题)非酒精性脂肪性肝病是以肝细胞的脂肪变性和异常贮积为病理特征的慢性肝病。葡萄糖在肝脏中以糖原和甘油三酯两种方式储存。蛋白R1在高尔基体膜上先后经S1和S2蛋白水解酶酶切后被激活,进而启动脂肪酸合成基因(核基因)的转录。糖原合成的中间代谢产物UDPG能够通过膜转运蛋白F5进入高尔基体内,抑制S1蛋白水解酶的活性,调控机制如图所示。下列叙述错误的是(  )
A.体内多余的葡萄糖在肝细胞中优先转化为糖原,糖原饱和后转向脂肪酸合成
C
B.敲除F5蛋白的编码基因会增加非酒精性脂肪肝的发生率
C.降低高尔基体内UDPG量或S2蛋白失活会诱发非酒精性脂肪性肝病
D.激活后的R1通过核孔进入细胞核,启动脂肪酸合成基因的转录
真题演练
4.(2024·安徽·高考真题)真核生物细胞中主要有3类RNA聚合酶,它们在细胞内定位和转录产物见下表。此外,在线粒体和叶绿体中也发现了分子量小的RNA聚合酶。下列叙述错误的是( )
A.线粒体和叶绿体中都有DNA,两者的基因转录时使用各自的RNA聚合酶
C
(注:各类RNA均为核糖体的组成成分)
B.基因的 DNA 发生甲基化修饰,抑制RNA聚合酶的结合,可影响基因表达
C.RNA聚合酶I和Ⅲ的转录产物都有rRNA,两种酶识别的启动子序列相同
D.编码 RNA 聚合酶I的基因在核内转录、细胞质中翻译,产物最终定位在核仁
真题演练
5.(2024·河北·高考真题)下列关于DNA复制和转录的叙述,正确的是( )
A.DNA复制时,脱氧核苷酸通过氢键连接成子链
B.复制时,解旋酶使DNA双链由5′端向3′端解旋
C.复制和转录时,在能量的驱动下解旋酶将DNA双链解开
D.DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5′端向3′端
D
真题演练
6.(2024·湖北·高考真题)编码某蛋白质的基因有两条链,一条是模板链(指导mRNA合成),其互补链是编码链。若编码链的一段序列为5‘—ATG—3’,则该序列所对应的反密码子是( )
A.5'—CAU—3'
B.5'—UAC—3'
A
C.5'—TAC—3‘
D.5'—AUG—3'
真题演练
7.(2023·浙江·高考真题)“替诺福韦”能与艾滋病病毒逆转录酶结合并抑制其功能。下列过程可直接被“替诺福韦”阻断的是(  )
A.复制 B.转录 C.翻译 D.逆转录
D
真题演练
8.(2022·河北·高考真题)关于中心法则相关酶的叙述,错误的是(  )
A.RNA聚合酶和逆转录酶催化反应时均遵循碱基互补配对原则且形成氢键
B.DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶均由核酸编码并在核糖体上合成
C.在解旋酶协助下,RNA聚合酶以单链DNA为模板转录合成多种RNA
D.DNA聚合酶和RNA聚合酶均可在体外发挥催化作用
C
真题演练
9.(2023·江苏·高考真题)翻译过程如图所示,其中反密码子第1位碱基常为次黄嘌呤(I),与密码子第3位碱基A、U、C皆可配对。下列相关叙述正确的是(   )

A.tRNA分子内部不发生碱基互补配对
D
B.反密码子为5'-CAU-3'的tRNA可转运多种氨基酸
C.mRNA的每个密码子都能结合相应的tRNA
D.碱基I与密码子中碱基配对的特点,有利于保持
物种遗传的稳定性
真题演练
10.(2023·辽宁·高考真题)DNA在细胞生命过程中会发生多种类型的损伤。如损伤较小,RNA聚合酶经过损伤位点时,腺嘌呤核糖核苷酸会不依赖于模板掺入mRNA(如图1);如损伤较大,修复因子Mfd识别、结合滞留的RNA聚合酶,“招募”多种修复因子、DNA聚合酶等进行修复(如图2)。下列叙述正确的是( )
A.图1所示的DNA经复制后有半数子代DNA含该
损伤导致的突变基因
A.B.D
B.图1所示转录产生的mRNA指导合成的蛋白质氨基酸序列可能不变
C.图2所示的转录过程是沿着模板链的5'端到3'端进行的
D.图2所示的DNA聚合酶催化DNA损伤链的修复,方向是从n到m【注意】字体安装之后
必须要重启PPT,字体
(适用于字体种类较少的情况) 才能显示出来。
找到压缩包中 鼠标左键双击 双击后,选择左上角的“安装”
的字体文件夹 字体文件
【注意】字体安装之后
也必须重启PPT。
(适用于字体种类较多的情况)
找到压缩包中 打开后有较多字体安装包,Ctrl+A全选 将字体文件包粘贴到:C盘 >
的字体文件夹 windows文件夹 > fonts文件夹
(Mac系统的安装与windows系统类似,仅提供路径)
找到压缩包中的字体文件夹 应用窗口中打开“字体册”
鼠标左键双击字体文件 界面左上方点击“+”
双击后,选择左上角的“安装” 选中要安装的字体,点击“打开”
【注意】Mac系统与Windows系统一样,都需要重启PPT,字体才能显示出来。
“明明自己电脑上安装成功了,播放也正常的,但拿去教室
电脑上播放,字体又变得乱七八糟!”
老师们自己电脑上安装成功了,代表安装在自己电脑上的C盘
(一般情况下),但如果教室电脑上没有安装过PPT内所用的
特殊字体,在打开PPT时,会出现字体不一或缺失的情况。
把字体文件复制粘贴到教室电脑上的 C盘> windows > fonts文件夹里即可。
在教室电脑上找到压 打开后框选中字体 将字体文件包粘贴到:C盘 >
缩包中的字体文件夹 包,Ctrl+C复制 windows文件夹 > fonts文件夹
【注意】转图片后,图
片会自动对齐页面正中
在自己的电脑上将有特殊字体的可编辑文字转化成图片即可。 心,需自己移动到原位
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辑文字框,Ctrl+X剪切 图标 的图标,选择粘贴为图片
“下载了字体,安装也成功了,电脑也重启了,但PPT内却
找不到这款字体了?!”
一般这种情况出现在有多种字重的情况(例:阿里巴巴普惠
体),部分字体隐藏了。字重:可以理解为改款字体的不同粗细呈现
最直接的方法是 完毕后,
打开PPT,直接搜索字体+字重。
前提是确保完成一下操作:①字体安装后重启PPT; ②把这款字体整个系列(全部字重)都已下载

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