2023-2024学年人教版必修二遗传信息的翻译和中心法则学案.docx

第2课时遗传信息的翻译和中心法则课标内容(1)概述遗传信息翻译的过程。(2)描述中心法则，即遗传信息的传递规律。自主梳理-知识点1遗传信息的翻译1.翻译概念的理解细胞质的核糖体上mRNA21种氨基酸ATPtRNA具有一定氨基酸顺序的蛋白质2.密码子(1)概念mRNA上决定1个氨基酸的豆时睡的碱基叫作1个密码子。密码子的碱基是连续的，没有间隔，图中表示的mRNA上含有3个密码子。mRNA5' -&/8g口国回B口3'密码子密码子密码子I决定I决定I决定O缴氨酸O组氨酸Q精氨酸或甲硫氨酸种类共有M种密码子。有2种起始密码子：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。有3种终止密码子：UAA、UAG>UGAe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，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tRNA的结构示意图名称：反密码反;作用：与mRNA上的密码子互补配对(2)功能特点：每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。4.翻译的过程:mRN A进入细胞质.与核 /糖体结合。携带甲硫氨酸 人:的tRNA,通过与碱基AUG '':互不面上进入位点1V. ./携带某个氨基酸的tRNA片以同样的方式进入位点2甲硫氨酸与这个氨基酸 形成典,从而转移到位 点2的IRNA上:核糖体沿mRNA移动.读:取下一个密码子。原位点终楚在移动方向)1的IRNA离开核糖体,原二位点2的tRNA进入位点1,:一个新的携带氨基酸的TtRNA进入位点2,继续从2/VA的丁-环 Y-塔该收，肽链的合成:直到核糖:体遇到mRNA的终止密山子,合成才告终止I知识点2中心法则1 .提出者克里克。2 .中心法则的提出及其发展图示(DNA-±,：RNA蛋白质V(2)根据图示，完成下表项目序号生理过程遗传信息传递过程最初提出DNA复制DNA流向DNA转录DNA流向RNA翻译RNA流向蛋白质发展补充RNA复制RNA流向RNA逆转录RNA流向DNA3.生命是物质、能量和信息的统一体(I)DNA、RNA是信息的载体。蛋白质是信息的表达产物。(3)AlE为信息的流动提供能量。Bl自查自纠每种氨基酸都具有两种或两种以上的密码子。(X)提示：部分氨基酸只有一种密码子。核糖体的翻译通常是从mRNA上的起始密码子开始，终止密码子结束。(J)(3)tRNA一经发挥作用便迅速被酶分解而无法重复使用。(X)提示：tRNA可以重复多次发挥作用。(4)中心法则表示的是遗传信息的流动过程。(J)(5)叶绿体和线粒体中遗传信息的传递也遵循中心法则。(J)合作探究一、mRNA、tRNA与遗传密码【情境探疑】1 .观察密码子示意图和密码子表，回答下列问题。密码子密码子密码子I决定I决定I决定。缎氨酸O组氨酸O精氨酸(I)DNA是怎样决定mRNA的碱基序列的？提示：通过碱基互补配对原则决定mRNA中的碱基序列。所有密码子都能决定氨基酸吗？提示：不是，正常情况下，三种终止密码子不编码氨基酸，分别是UAG、UAA.UGAo(3)在真核生物中，一种密码子只能决定一种氨基酸吗？一种氨基酸只有一种密码子吗？提示：在真核生物中，一种密码子只能决定一种氨基酸，而一种氨基酸可能有多种密码子。2 .结合教材tRNA的结构示意图，回答下列有关问题：UAC反密码子(1)在tRNA中是否只有反密码子这3个碱基？是否存在氢键？提示：tRNA是RNA链经折叠形成的，除一端的反密码子外，还有其他碱基。在折叠区域碱基配对，存在氢键。(2)每种tRNA只能识别并转运二种氨基酸，每种氨基酸可能由一种或几种tRNA转运。为什么说tRNA是真正起“翻译”作用的结构？提示：运输氨基酸的工具是tRNA,它一端有反密码子，能和mRNA上的密码子相识别，一端能携带氨基酸，因此tRNA是真正起“翻译”作用的结构。归纳提升1 .密码子的特点(1)遗传密码子是三联体密码：一个密码子由信使RNA(mRNA)上相邻的三个碱基组成。(2)密码子具有通用性：不同的生物密码子基本相同，即共用一套密码子。(3)密码子与密码子之间没有任何不编码的核甘酸，读码必须按照一定的读码框架,从正确的起点开始，一个不漏地一直读到终止信号。(4)遗传密码子不重叠，在多核甘酸链上任何两个相邻的密码子不共用任何核甘酸。(5)密码子具有简并性：除了色氨酸、硒代半胱氮酸外，每一个氨基酸都至少有两个密码子。这样可以在一定程度内，使氨基酸序列不会因为某一个碱基被意外替换而改变。(6)密码子阅读与翻译具有一定的方向性：从5,一端到3,一端。有起始密码子和终止密码子，起始密码子有两个，分别是AUG(甲硫氨酸)和GUG(缀氨酸、甲硫氨酸)，终止密码子有3个，分别是UAA、UAG、UGA(硒代半胱氨酸)。2 .tRNA的结构和特点(l)tRNA的结构：含有几十个至上百个核糖核甘酸(碱基)，不是仅由3个核糖核昔酸(碱基)构成。部分区段出现双链结构，碱基之间以氢键相连。(2)tRNA和氨基酸之间的对应关系：一种IRNA只能转运一种氨基酸，但一种氨基酸可以由一种或多种tRNA转运。(3)密码子、反密码子和氨基酸之间的对应关系：密码子共有64种，但其中有2种终止密码子不编码任何氨基酸，编码氨基酸的密码子共有62种。翻译时反密码子与62种决定氨基酸的密码子对应。在真核生物中，一种密码子只决定一种氨基酸，但一种氨基酸可对应一种或多种密码子。【典例应用】例1下列说法错误的是()A.一种tRNA只能转运一种氨基酸B.tRNA上存在碱基互补配对和氢键C.能决定氨基酸的密码子有64种D.一种氨基酸可能对应一种或多种密码子答案C解析决定氨基酸的密码子有62种，C错误。例2下列关于图中两种分子的说法正确的是()A.为DNA,在正常情况下复制后形成两个相同的DNAB.为tRNA,一种tRNA可携带不同的氨基酸C.遗传信息位于上，密码子位于上D.和共有的碱基是A、C、G、T答案A解析为DNA,复制时两条链都作为模板，形成两个相同的DNA,A正确；为tRNA,一种tRNA只能携带一种氨基酸，B错误；遗传信息位于DNA上,密码子位于mRNA上，C错误；DNA和tRNA共有的碱基为A、C、G,D错误。二、遗传信息的翻译【情境探疑】1 .下图是翻译过程的示意图，请据图分析：(1)上图中I、II、IV分别是哪种分子或结构？该过程发生的碱基互补配对与DNA复制和转录相比完全一样吗？提示：I、II、IV分别是tRNA、核糖体、多肽链；不完全一样，DNA复制：AT、TA、G-C、C-G,转录：AU、T-A.CG、G-C,翻译：AU、UA、CG、GCo(2)判断图中核糖体沿着mRNA移动的方向，根据教材中的密码子表，写出图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一丙氨酸一丝氨酸。2 .下图表示一个mRNA分子上结合多个核糖体，同时合成多条多肽链的现象。请回答下列相关问题：(1)图中每个核糖体是共同合成一条多肽链，还是分别合成一条完整的多肽链？提示：每个核糖体分别合成一条完整的多肽链。图中合成的4条多肽链是否相同？判断依据是什么？提示：相同，因为它们结合的模板mRNA相同。(3)图中翻译的方向是从左向右,判断的依据是多肽链的长短，长的翻译在前。(4)图中所示的翻译特点，其意义是少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质。3 .结合下面图解，思考下列问题：DNA(基因)mRNA蛋白质-411CGT假设蛋白质中氨基酸为m个，则其对应的mRNA上碱基及基因中碱基至少各是多少个？提示：mRNA上碱基至少为3m个，基因中碱基至少为6m个。归纳提升“两看法”巧判真核生物和原核生物基因表达(1)过程图细胞质;表示原核生物转录和;翻译的过程，转录还没;有结束，翻译就开始进，行，根据肽链合成的长，短，可判断翻译的方向;是自下向上:表示真核生物转录和;翻译的过程，转录在细；胞核内结束后，mRNA，通过核孔进入细胞质1中进行翻译I（2）判断方法（一看细胞结构跳二看转录和翻译能否同时发生1如果有细胞核或核膜（如右上图），则为真械生物；如果无细胞核或核膜（如左上图）,则为原核生物1如果转录和翻译能同时进行，说明该过程属于原核生物的基因表达过程（如左上图）；如果转录和翻译不能同时进行（先转录后翻译），说明该过程属于真核生物的基因表达过程（如右上图）说明：真核细胞的线粒体、叶绿体中也有DNA和核糖体，其转录、翻译也存在同时进行的情况。【典例应用】例3下列关于遗传信息的翻译的叙述中，正确的是（）A.通过翻译将mRNA中的碱基序列翻译为蛋白质中的氨基酸序列B.生物体内合成蛋白质时，一种氨基酸只能由一种密码子决定C.生物体内合成蛋白质的氨基酸有21种，则tRNA也有21种D.生物体内合成蛋白质时，一种密码子一定能决定一种氨基酸答案A解析mRNA上的一个密码子决定一个氨基酸，所以在翻译过程中mRNA中的碱基序列决定了蛋白质中的氨基酸序列，A正确；密码子具有简并性，一种氨基酸可以由一种或多种密码子决定，B错误；绝大多数生物体内合成蛋白质的氨基酸有21种，tRNA有62种，C错误；正常情况下终止密码子不能决定氨基酸，D错误。例4（多选）（2023江苏苏州高三一模）下图表示细胞内遗传信息的传递过程，下列有关叙述错误的是（）-VE2VX磔A.相较于过程和，过程特有的碱基配对方式是ATB.真核细胞由过程形成的mRNA和（RNA都需要加工C.过程中核糖体在mRNA上的移动方向是从b到aD.图示IRNA可以搬运密码子为CCA的氨基酸答案CD解析分析题图可知，过程为DNA复制；过程由DNA形成RNA,为转录过程；过程以mRNA为模板合成多肽锥，为翻译过程。过程的碱基配对方式为AU、C-G、GC、T-A,过程的碱基配对方式为AU、CG、GC、U-A,过程的碱基配对方式为AT、CG、GC、TA,故相较于过程和，过程特有的碱基配对方式是AT,A正确；过程为转录过程，真核细胞由转录形成的mRNA和tRNA都需要加工才具有活性,B正确；根据肽链长短，过程中核糖体在mRNA上的移动方向是从a到b,C错误；反密码子与密码子互补配对，故题图中tRNA可以搬运密码子为ACC的氨基酸，D错误。Bl题后反思1 .起始密码子AUG决定甲硫氨酸，为什么蛋白质的第一个氨基酸往往不是甲硫氨酸？提示:翻译生成的肽链往往需要进行加工修饰，甲硫氨酸在此过程中会被剪切掉。2 .翻译过程中，核糖体是如何使肽链延伸的？从核糖体上脱落下来的是有特定功能的成熟蛋白质吗？提示：翻译过程中，核糖体在mRNA上移动并依次读取密码子，进行肽链的合成，直到读取到mRNA上的终止密码子，合成终止。刚从核糖体上脱落下来的肽链只能称为多肽，其必须经过一定的