生物（人教版必修2）课件第4章第1节第2课时基因指导蛋白质的合成（Ⅱ）

第四章基因的表达第1节基因指导蛋白质的合成第2课时基因指导蛋白质的合成(Ⅱ)1．理解碱基与氨基酸之间的对应关系，掌握密码子的概念、特点。(重点)2．理解翻译的概念、条件、过程和特点。(难点)阅读教材内容，思考并完成下列问题。1．翻译的概念游离在细胞质中的各种________，以__________为模板合成具有一定氨基酸顺序的__________，这一过程称为翻译。知识点一碱基和氨基酸的对应关系氨基酸

mRNA

蛋白质

2．遗传信息、密码子、反密码子的比较DNA

脱氧核苷酸(碱基对)

mRNA

氨基酸

mRNA

3

氨基酸

tRNA

密码子

识别密码子

3.互动交流(1)组成生物体的氨基酸有20种，如果mRNA上的1个碱基决定1个氨基酸，能决定多少种氨基酸？2个碱基决定1个氨基酸能决定多少种氨基酸？试推测mRNA上至少几个碱基决定1个氨基酸才能决定20种氨基酸。提示：①mRNA上的碱基有4种，如果1个碱基决定1个氨基酸，能决定41＝4种氨基酸。②2个碱基决定1个氨基酸能决定42＝16种氨基酸。③当由3个碱基决定一个氨基酸时，可以编码43＝64种氨基酸，所以至少需要3个碱基决定1种氨基酸才足以组合出构成蛋白质的20种氨基酸。(2)密码子有多少种？在蛋白质合成过程中都决定氨基酸吗？提示：密码子共有64种，但有3种为终止密码子，不决定氨基酸，决定氨基酸的密码子有61种。(3)一种氨基酸可能对应几个密码子，这一现象称做密码的简并，密码的简并对生物体的生存发展有什么意义？提示：密码的简并在遗传的稳定性和提高翻译速率上有一定的意义，具体如下：①当密码子中有一个碱基改变时，由于密码的简并，可能并不会改变对应的氨基酸。②当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸可以保证翻译的速率。(4)密码子、反密码子与氨基酸之间是一一对应的吗？提示：不是。密码子有64种，但3种密码子是终止密码子，不决定氨基酸，所以对应的反密码子是61种。一种氨基酸可由多个密码子决定。(5)根据mRNA中碱基的排列顺序能否准确写出氨基酸的序列？若已知氨基酸的序列，能否确定mRNA中的碱基排列顺序？提示：前者可以，后者不能确定。因为一种密码子对应一种氨基酸，但一种氨基酸可以由多种密码子决定。遗传信息、密码子(遗传密码)、反密码子的区分1．判断正误(1)在翻译过程中起模板作用的是信使RNA。(

)(2)密码子位于mRNA上，是由三个相邻碱基组成的，密码子与氨基酸是一一对应关系。(

)(3)决定氨基酸的密码子有64种，反密码子位于tRNA上，也有64种。(

)√

×

×

2．如图所示为真核细胞蛋白质合成过程中必需的两种物质(甲、乙)，下列有关叙述中正确的是(

)A．遗传信息位于甲上B．乙由三个碱基组成C．甲的合成需要RNA聚合酶的参与D．乙可以转运多种氨基酸解析：由图可知，甲为mRNA，乙为tRNA。遗传信息位于DNA上；tRNA是由一条单链RNA通过折叠形成的，由多个碱基组成；一种tRNA只能转运一种氨基酸；mRNA是在RNA聚合酶催化作用下以DNA分子的一条链为模板转录形成的。答案：C阅读教材内容，完成对下列问题的思考。1．翻译过程知识点二遗传信息的翻译过程

核糖体tRNA

2．互动交流如图所示，一条mRNA结合多个核糖体完成翻译过程，请据图回答问题：(1)图中每个核糖体合成的多肽链的氨基酸序列是否相同？为什么？提示：相同。由于都是以同一条mRNA作为模板合成的，因此多肽链的氨基酸序列是相同的。(2)生物体在翻译的过程中为什么在同一条mRNA上同时连接多个核糖体进行翻译？提示：一条mRNA上同时结合多个核糖体同时翻译成多条多肽链，体现了翻译的高效性，加速了翻译的进行。(3)一个mRNA可结合多个核糖体，每个核糖体只合成多肽链中的一段，还是独立合成一条完整的多肽链？提示：每个核糖体合成一条完整的多肽链。

转录与翻译的不同点比较[特别提醒]

(1)翻译可以快速进行的原因一个mRNA可同时结合多个核糖体。这样少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。(2)原核生物由于没有核膜，核糖体可以靠近核DNA分子，因此原核生物具有边转录边翻译的特点。下图表示原核细胞的转录和翻译过程，图中①是DNA模板链，②、③、④、⑤表示正在合成的4条mRNA，在核糖体上同时进行翻译过程。1．判断正误(1)真核生物翻译的场所主要在细胞核。(

)(2)三种RNA都与翻译过程有关。(

)(3)翻译的过程有水生成。(

)(4)翻译需要的20种氨基酸都可以在人体内合成。(

)×

√

√

×

2．下图为DNA控制蛋白质合成的过程，下面的说法正确的是(

) DNA片段 ①…—T—A—G—… ②…—A—T—C—…信使RNA ③…—U—A—G—…转运RNA ④…—A—U—C—…氨基酸 ⑤……□……A．图中标出的碱基符号，包括了8种核苷酸B．DNA双链中①②均为模板链C．密码子位于③和④链上D．②→③的转录过程只能发生在细胞核中解析：题图中有DNA的4种碱基和RNA的4种碱基，又因为构成核苷酸的五碳糖不同，故可形成8种核苷酸，A项正确；转录时只利用DNA的一条链，故B项错；密码子只位于mRNA上，故C项错；转录发生在细胞中有DNA的地方，主要在细胞核，还有少量在线粒体、叶绿体，故D项错。答案：A结合下面图解，思考(1)基因中的碱基数、mRNA分子中的碱基数、蛋白质分子中的氨基酸数之间有何数量关系？提示：基因中的碱基、mRNA分子中的碱基与蛋白质分子中的氨基酸三者之间的数量比为6∶3∶1。知识点三基因表达中相关数量的计算(2)在蛋白质合成过程中，DNA中碱基数、mRNA中碱基数、氨基酸数是否一定遵循以上数量关系？提示：不一定。因在一段多肽链对应的mRNA中含有不编码氨基酸的终止密码子，而在其对应的DNA中，还含有一些不能转录为mRNA的DNA片段。基因表达过程中相关数量的计算1．一条多肽链中有500个氨基酸，则控制合成该多肽链的DNA分子中至少含有的碱基数为(

)A．1000

B．1500C．2000 D．3000解析：1个氨基酸对应信使RNA的3个碱基，信使RNA的3个碱基对应DNA的6个碱基，故控制合成该多肽链的DNA分子中至少含有的碱基数为500×6＝3000。答案：D2．一段原核生物的mRNA通过翻译可合成一条含有20个肽键的多肽，则此mRNA分子至少含有的碱基个数、合成这段多肽最多所需要的氨基酸的种类数及转录此mRNA的基因至少含有的碱基数依次为(

)A．60

20

120 B．63

20

126C．63

21

126 D．60

20

60解析：一条含有20个肽键的多肽，含有21个氨基酸，但一般氨基酸的种类数最多为20种。因此，mRNA中至少含有63个碱基，最多需要20种氨基酸，对应基因中至少含126个碱基。答案：B提示：转录翻译mRNA蛋白质6n

3n问题探讨提示：一种生物的整套DNA分子中贮存着该种生物生长、发育等生命活动所需的全部遗传信息，也可以说是构建生物体的蓝图。但是，从DNA到具有各种性状的生物体，需要通过极其复杂的基因表达及调控过程才能实现，因此，在可预见的将来，利用DNA分子来使灭绝的生物复活仍是难以做到的。解析：理论上有可能实现，但实际上由于受到很多条件的限制，利用DNA分子来使灭绝的生物复活仍是难以做到的。本节聚焦1．答案：细胞核、DNA、核糖体和mRNA。2．答案：mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基，这三个碱基叫做一个遗传密码。3．答案：转录和翻译。想像空间答案：DNA相当于总司令。在战争中，如果总司令总是深入前沿阵地直接指挥，就会影响他指挥全局。DNA被核膜限制在细胞核内，使转录和翻译过程分隔在细胞的不同区域进行，有利于这两项重要生命活动高效、准确地进行。解析：转录在细胞核中进行，翻译在细胞质中进行，DNA被限制在细胞核内，这样有利于保护DNA，使转录、翻译等生命活动高效、准确、顺利地进行。思考与讨论(一)1．提示：可以从所需条件、过程中的具体步骤和过程中所表现出的规律等角度来分析。例如转录与复制都需要模板，都遵循碱基互补配对原则，等等。碱基互补配对原则能够保证遗传信息传递的准确性。解析：转录与DNA复制都需要模板、都遵循碱基互补配对原则，都需要用到酶，都由ATP供能，等等。碱基互补配对原则能够保证遗传信息传递的准确性。2．答案：转录成的RNA的碱基序列，与作为模板的DNA单链的碱基序列之间的碱基是互补配对关系，与DNA双链间碱基互补配对不同的是，RNA链中与DNA链中的A配对的是U，不是T；与DNA另一条链的碱基序列基本相同，只是DNA链上T的位置，RNA链上是U。解析：DNA的含氮碱基为A、T、G、C，RNA的含氮碱基为A、U、G、C。思考与讨论(二)答案：1.最多能编码16种氨基酸。2．至少需要3个碱基。解析：由于DNA和RNA都只含有4种碱基，如果2个碱基编码1个氨基酸，则最多能编码42＝16种氨基酸，所以至少需要3个碱基(即43>20)才能编码20种氨基酸。思考与讨论(三)1．答案：对应的氨基酸序列是：甲硫氨酸—谷氨酸—丙氨酸—半胱氨酸—脯氨酸—丝氨酸—赖氨酸—脯氨酸。解析：根据密码子表查出相应的氨基酸就可得到答案。2．提示：通过这一事实可以想到生物都具有相同的遗传语言，所有生物可能有共同的起源或生命在本质上是统一的，等等。解析：这是一道开放性较强的题，答案并不唯一，旨在培养学生的分析能力和发散性思维。3．提示：当密码子中有一个碱基改变时，由于密码子的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸；也可以从密码子使用频率来考虑，当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸可以保证翻译的速度。解析：此题具有一定的开放性，旨在促进学生积极思考，不必对答案作统一要求，可以从增强密码子容错性的角度来解释。思考与讨论(四)1．提示：可参照教材中图4－6的表示方法来绘制。解析：此题旨在考查学生对蛋白质合成过程的理解。2．答案：甲硫氨酸—组氨酸—色氨酸—精氨酸—半胱氨酸—半胱氨酸—脯氨酸解析：根据mRNA的碱基序列和密码子表就可以写出肽链的氨基酸序列。课后练习一、基础题1．答案：TGCCTAGAA

UGCCUAGAA

3

3半胱氨酸、亮氨酸和谷氨酸解析：本题考查转录和翻译的具体过程，属于识记内容。2．答案：C解析：mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸。每3个这样的碱基称为1个密码子。二、拓展题1．提示：可以将变化后的密码子分别写出，然后查密码子表，看看变化了的密码子分别对应哪种氨基酸。这个实例说明密码