第2课时 遗传信息的翻译
[学习导航] 1.结合教材P78～79，理解密码子的概念并能熟练地查阅密码子表。2.结合教材P80～81，概述遗传信息翻译的过程和特点。3.分析碱基和氨基酸之间的对应关系。 [重难点击] 1.密码子的概念。2.翻译的过程。
美国科幻电影《侏罗纪公园》中，科学家们利用一只困在琥珀中的、曾吸食过恐龙血的蚊子体内的恐龙DNA制造出了大量的恐龙，并建立了一个恐龙的“侏罗纪公园”。
我们知道，生物体的性状是由蛋白质体现的，基因是通过控制蛋白质的合成来控制生物体的性状的。转录只能产生RNA，由RNA到蛋白质需要“翻译”的过程。
解决学生疑难点______________________________________________________________
一、密码子与tRNA
1.密码子的破译
(1)实验原理：蛋白质体外合成系统中以人工合成的RNA作模板合成多肽，确定氨基酸与密码子的对应关系。 (2)实验步骤
提取大肠杆菌的破碎细胞液加入试管——除去原DNA和mRNA ↓
添加20种氨基酸——分5组，每个试管各加四种氨基酸 ↓
加入人工合成的RNA——多聚U ↓
合成多肽——只在加入酪氨酸、苯丙氨酸、半胱氨酸、丝氨酸的试管中出现多肽链 ↓
运用同样方法将上述四种氨基酸分装入四个试管——含苯丙氨酸的试管中出现多肽链 (3)实验结论：苯丙氨酸的遗传密码子是UUU。
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2.密码子的概念和种类
(1)概念：遗传学上，把mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基，叫做一个遗传密码子。其中，密码子共有64种。
(2)起始密码子和终止密码子：真核细胞唯一的起始密码子是AUG，编码的是甲硫氨酸。三种终止密码子：UAA、UAG、UGA，它们不编码氨基酸。 3.tRNA
(1)结构：三叶草形结构，一端是携带氨基酸的部位，另一端有3个碱基能和mRNA上的密码子互补配对，叫做反密码子。
(2)功能：携带氨基酸进入核糖体。1种tRNA能携带1种氨基酸，1种氨基酸可由1种或多种tRNA携带。
观察教材P79表4－1，回答下列问题：
1.找出两种起始密码子和三种终止密码子，它们都能决定氨基酸吗？
答案 起始密码子：AUG、GUG，分别编码甲硫氨酸和缬氨酸。终止密码子：UAA、UAG、UGA，它们不编码氨基酸。
2.决定精氨酸的密码子有哪些？决定色氨酸的密码子有哪些？据此，归纳密码子和氨基酸的对应关系是怎样的？
答案 决定精氨酸的密码子有CGU、CGC、CGA、CGG、AGA、AGG。决定色氨酸的密码子只有UGG。 密码子和氨基酸的对应关系是：1种密码子只能决定1种氨基酸(终止密码子除外)。1种氨基酸可由1种或多种密码子决定。
3.遗传密码具有通用性，即地球上几乎所有的生物都共用这一套遗传密码，这说明了什么？ 答案 这说明所有生物可能有着共同的起源。
4.密码子GCU编码丙氨酸，如果由于某种原因使mRNA中该密码子的第三个碱基由U变为了C，编码的氨基酸还是丙氨酸，这一现象称做密码的简并性。这种特性对生物体的生存发展有什
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么意义？
答案 一定程度上可以防止由于碱基改变而导致生物性状的改变，维持生物性状的稳定性。
1.右图代表的是某种转运RNA，对此分析正确的是( ) A.此转运RNA含有五种元素、两种含氮碱基 B.该结构参与蛋白质合成中的翻译过程 C.合成此转运RNA的场所是核糖体
D.若与此转运RNA上的反密码子相对应的密码子中的碱基发生改变，一定会引起蛋白质中氨基酸种类的改变 答案 B
解析 此转运RNA含有C、H、O、N、P五种元素，A、C、G、U四种含氮碱基；转运RNA主要在细胞核中合成；由于密码子具有简并性，信使RNA中的碱基发生改变，翻译出的蛋白质中的氨基酸不一定改变。
2.下列关于RNA的叙述，错误的是( ) A.有些生物中的RNA具有催化功能 B.tRNA上的碱基只有三个 C.tRNA中含有氢键
D.RNA也可以作为某些生物的遗传物质 答案 B
解析 tRNA是运载氨基酸的工具，是RNA中的一种，与其他种类RNA一样，是单链结构，属于生物大分子。tRNA并非只有三个碱基，tRNA在某些部分配对并扭曲成双螺旋状，它的平面形状如三叶草的叶形，其中有三个碱基与mRNA上的密码子配对，称为反密码子。
二、翻译
如图是遗传信息翻译的过程，逆时针观察该图，完成下列探究内容。
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1.翻译的概述 (1)翻译的概念
在细胞中，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，这一过程称为翻译。 (2)条件、工具和产物
①[A]是tRNA，②场所[B]核糖体，③原料[D]氨基酸，④模板[E]mRNA，⑤产物[C]具有一定氨基酸顺序的肽链。 2.翻译的过程
(1)起始阶段：利用ATP供能，携带甲硫氨酸的tRNA识别位于核糖体位点1上的mRNA上的起始密码子AUG，mRNA、tRNA与核糖体三者相结合，翻译开始。 (2)延伸阶段
①进位：携带着特定氨基酸的tRNA按碱基互补配对原则识别并进入位点2。 ②转肽：两个氨基酸通过脱水缩合形成肽键而转移到占据位点2的tRNA上。
③移位：核糖体读取下一个密码子，位点1的tRNA离开，占据位点2的tRNA进入位点1，新的携带氨基酸的tRNA进入位点2，继续肽链的合成。
④重复：以后依次重复以上三个步骤，直到读取到mRNA上的终止密码子。
1.翻译能精确地进行，推测原因是什么？
答案 (1)mRNA为翻译提供了精确的模板； (2)通过碱基互补配对(mRNA和tRNA)，保证了翻译能够准确地进行。
2.研究表明，少量的mRNA分子就能迅速合成大量的蛋白质，结合下图推测其机理是怎样的？
答案 1个mRNA可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成。
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3.下图是翻译过程的示意图，请据图分析：
(1)图甲中Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ分别是哪种分子或结构？ 答案 Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ分别是tRNA、核糖体、多肽链。
(2)Ⅲ是mRNA，其中的起始密码子和终止密码子分别是什么？它们都能决定氨基酸吗？ 答案 起始密码子：AUG，编码甲硫氨酸。终止密码子：UAA，不编码氨基酸。 (3)图乙中①、⑥分别是什么分子或结构？核糖体移动的方向是怎样的？ 答案 ①、⑥分别是mRNA、核糖体；核糖体移动的方向是由右向左。 (4)最终合成的多肽链②、③、④、⑤的氨基酸序列相同吗？为什么？ 答案 相同；因为它们的模板是同一条mRNA。
知识整合 起始密码子有AUG、GUG，分别编码甲硫氨酸和缬氨酸。终止密码子有UAA、UAG、UGA，它们不编码氨基酸；密码子具有简并性，一定程度上可以防止由于碱基改变而导致生物性状的改变，维持生物性状的稳定性；遗传密码具有通用性说明所有生物可能有着共同的起源。
3.下列对蛋白质的翻译过程的说法中，错误的是( ) A.以细胞质中游离的氨基酸为原料 B.以核糖体RNA作为遗传信息模板 C.以转运RNA为氨基酸运输工具 D.合成具有一定氨基酸序列的蛋白质 答案 B
解析 翻译是以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程，B错误；由于蛋白质的基本组成单位是氨基酸，故A、D正确；在翻译过程中，搬运工是tRNA，C正确。
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高中生物第四章遗传的分子基础第三节基因控制蛋白质的合成第2课时教学案苏教版
