2023-2024学年 人教版 必修二 遗传信息的翻译、中心法则 学案

第2课时遗传信息的翻译、中心法则[学习目标]1.概述遗传信息翻译的过程。2.概述中心法则的内容和实质。一、遗传信息的翻译1．翻译的概念：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，这一过程叫作翻译。2．碱基与氨基酸之间的对应关系(1)推测①如1个碱基决定1个氨基酸，则4种碱基只能决定4种氨基酸。②如2个碱基决定1个氨基酸，则4种碱基只能决定16种氨基酸。③如3个碱基决定1个氨基酸，则4种碱基能决定64种氨基酸，这种方式能够满足组成蛋白质的21种氨基酸的需要。(2)密码子①概念：mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基。②密码子表a．密码子种类：64种。b．起始密码子：2种，包括AUG和GUG_，其中后者只在原核生物中作为起始密码子时编码甲硫氨酸，其他情况下编码缬氨酸。c．终止密码子：共3种，包括UAA、UAG和UGA；不编码氨基酸，是翻译终止的信号，但在特殊情况下UGA可以编码硒代半胱氨酸。3．tRNA的结构和功能特点(1)结构和功能(2)功能特点：每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。4．翻译过程判断正误(1)tRNA由3个碱基构成()(2)mRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质()(3)每种氨基酸仅由一种tRNA转运()答案(1)×(2)×(3)×解析(1)tRNA上含有多个碱基，但每个tRNA上的3个相邻碱基可以与mRNA上的密码子互补配对，这3个碱基称为反密码子。(2)核糖体在mRNA上移动。(3)一种氨基酸可由一种或多种tRNA转运。任务一：分析密码子的特点1．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？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。2．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？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。任务二：翻译的过程1．如图是翻译过程的示意图，请据图分析回答下列问题：(1)判断图甲中核糖体沿着mRNA移动的方向，并根据教材中的密码子表，写出图甲中翻译出的氨基酸序列。提示核糖体沿着mRNA从左向右移动；图甲中对应的氨基酸序列为甲硫氨酸—丙氨酸—丝氨酸。(2)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？提示①⑥分别是mRNA、核糖体；核糖体移动的方向是由右向左。(3)最终合成的多肽链②③④⑤的氨基酸序列相同吗？为什么？提示相同；因为它们的模板是同一条mRNA。(4)图乙所示的翻译特点，其意义是什么？提示少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质。2．请据图概括真核细胞和原核细胞转录、翻译的区别。提示真核生物：先转录，后翻译；原核生物：边转录边翻译。1．DNA复制、转录与翻译的比较项目复制转录翻译时间分裂前的间期个体发育的整个过程场所主要是细胞核主要是细胞核细胞质模板DNA的两条链DNA的一条链mRNA原料4种游离的脱氧核苷酸4种游离的核糖核苷酸21种氨基酸产物DNARNA肽链碱基配对A—T、T—A、C—G、G—CA—U、T—A、C—G、G—CA—U、U—A、C—G、G—C2.基因表达的计算(1)关系图(2)说明：因为基因中存在不编码蛋白质的片段，实际上基因(DNA)上所含有的碱基数要大于6n，而mRNA中也存在终止密码子等片段，所以实际上mRNA中所含有的碱基数也要大于3n。因此一般题目中带有“至少”字样才能使用这个比例关系。1．如图表示某真核生物基因表达的部分过程，请回答下列问题：(1)图中表示遗传信息的________过程，发生的场所是____________，此过程除图中所示条件外，还需要______________等。(2)图中③表示____________，合成的主要场所是__________，通过____________运输到细胞质中。(3)图中方框内的碱基应为____________，对应的aa5应为________(赖氨酸的密码子为AAA，苯丙氨酸的密码子为UUU)。(4)图中核糖体的移动方向是____________。答案(1)翻译核糖体酶和能量(2)mRNA细胞核核孔(3)UUU赖氨酸(4)从左到右解析(1)图中核糖体上进行的是翻译过程，此过程需要的条件是模板、原料、能量和酶等。(2)③为mRNA，主要在细胞核中合成，通过核孔转移到细胞质中。(3)密码子存在于mRNA分子上，与tRNA上的反密码子进行碱基互补配对，故图中方框内的碱基为UUU，对应的密码子为AAA，相应氨基酸是赖氨酸。(4)根据图中最后一个氨基酸的加入位置可知，核糖体的移动方向为从左到右。二、中心法则1．提出者：克里克。2．中心法则的内容最初内容eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①DNA的复制：遗传信息从DNA流向DNA,②转录：遗传信息从DNA流向RNA,③翻译：遗传信息从RNA流向蛋白质))补充内容eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(④RNA的复制：遗传信息从RNA流向RNA,⑤逆转录：遗传信息从RNA流向DNA))3．生命是物质、能量和信息的统一体(1)DNA、RNA是信息的载体。(2)蛋白质是信息的表达产物。(3)ATP为信息的流动提供能量。判断正误(1)线粒体中遗传信息的传递也遵循中心法则()(2)DNA病毒中没有RNA，其遗传信息的传递不遵循中心法则()(3)遗传信息可以由DNA流向RNA，而不能由RNA流向DNA()答案(1)√(2)×(3)×解析(2)DNA病毒中虽没有RNA，但其遗传信息的传递遵循中心法则。(3)遗传信息可以由DNA流向RNA，也可经过逆转录过程由RNA流向DNA。任务三：中心法则的内容中心法则揭示了生物遗传信息传递的规律，据图回答下列问题：(1)②表示转录过程，需要RNA聚合酶；④表示逆转录过程，需要逆转录酶的参与。(2)正常情况下，在人体细胞内能进行的过程是①②③。(3)图中遵循碱基互补配对原则的过程是①②③④⑤。(4)任意一个人体细胞均能发生①②③过程吗？提示高度分化的细胞不再进行细胞分裂，因而不能发生①过程。(5)请写出流感病毒(一种RNA病毒)遗传信息传递的过程。提示。中心法则各过程的适用范围2．中心法则概括了自然界生物的遗传信息的流动途径，如图为中心法则的图解。下列相关说法正确的是()A．1957年克里克提出的中心法则内容只包括图中的①②③B．图中③④过程均有碱基互补配对，且配对方式不完全相同C．图中①⑤过程的酶是DNA聚合酶，②过程是RNA聚合酶D．在人体胚胎干细胞和心肌细胞中均存在图中①②③过程答案A解析1957年克里克提出的中心法则内容只包括图中的①DNA复制过程、②转录过程和③翻译过程，A正确；图中③过程是翻译，④过程是RNA复制，碱基配对方式都是A—U、U—A、G—C、C—G，B错误；图中①过程是DNA复制，需要DNA聚合酶和解旋酶；⑤过程是逆转录，需要逆转录酶；②过程是转录，需要RNA聚合酶，C错误；由于①DNA复制过程只能在具有分裂能力的细胞中才发生，而人体心肌细胞已高度分化，不能再分裂增殖，D错误。3．(多选)下列关于中心法则的叙述，不正确的是()A．肽链的合成一定以rRNA为模板，以