第2課時遺傳信息的翻譯、中心法則[學習目標]1.概述遺傳信息翻譯的過程。2.概述中心法則的內容和實質。一、遺傳信息的翻譯1．翻譯的概念：游離在細胞質中的各種氨基酸，以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質，這一過程叫作翻譯。2．堿基與氨基酸之間的對應關系(1)推測①如1個堿基決定1個氨基酸，則4種堿基只能決定4種氨基酸。②如2個堿基決定1個氨基酸，則4種堿基只能決定16種氨基酸。③如3個堿基決定1個氨基酸，則4種堿基能決定64種氨基酸，這種方式能夠滿足組成蛋白質的21種氨基酸的需要。(2)密碼子①概念：mRNA上決定1個氨基酸的3個相鄰堿基。②密碼子表a．密碼子種類：64種。b．起始密碼子：2種，包括AUG和GUG_，其中后者只在原核生物中作為起始密碼子時編碼甲硫氨酸，其他情況下編碼纈氨酸。c．終止密碼子：共3種，包括UAA、UAG和UGA；不編碼氨基酸，是翻譯終止的信號，但在特殊情況下UGA可以編碼硒代半胱氨酸。3．tRNA的結構和功能特點(1)結構和功能(2)功能特點：每種tRNA只能識別并轉運一種氨基酸。4．翻譯過程判斷正誤(1)tRNA由3個堿基構成()(2)mRNA在核糖體上移動翻譯出蛋白質()(3)每種氨基酸僅由一種tRNA轉運()答案(1)×(2)×(3)×解析(1)tRNA上含有多個堿基，但每個tRNA上的3個相鄰堿基可以與mRNA上的密碼子互補配對，這3個堿基稱為反密碼子。(2)核糖體在mRNA上移動。(3)一種氨基酸可由一種或多種tRNA轉運。任務一：分析密碼子的特點1．從密碼子表可以看出，一種氨基酸可能有幾個密碼子，這一現象稱作密碼子的簡并。你認為密碼子的簡并對生物體的生存發展有什么意義？提示當密碼子中有一個堿基改變時，可能并不會改變其對應的氨基酸；當某種氨基酸使用頻率高時，幾種不同的密碼子都編碼同一種氨基酸，可以保證遺傳信息的翻譯速度。2．地球上幾乎所有的生物體都共用同一密碼子表。根據這一事實，你能想到什么？提示說明所有生物可能有共同的起源或生命在本質上是統一的。任務二：翻譯的過程1．如圖是翻譯過程的示意圖，請據圖分析回答下列問題：(1)判斷圖甲中核糖體沿著mRNA移動的方向，并根據教材中的密碼子表，寫出圖甲中翻譯出的氨基酸序列。提示核糖體沿著mRNA從左向右移動；圖甲中對應的氨基酸序列為甲硫氨酸—丙氨酸—絲氨酸。(2)圖乙中①⑥分別是什么分子或結構？核糖體移動的方向是怎樣的？提示①⑥分別是mRNA、核糖體；核糖體移動的方向是由右向左。(3)最終合成的多肽鏈②③④⑤的氨基酸序列相同嗎？為什么？提示相同；因為它們的模板是同一條mRNA。(4)圖乙所示的翻譯特點，其意義是什么？提示少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白質。2．請據圖概括真核細胞和原核細胞轉錄、翻譯的區別。提示真核生物：先轉錄，后翻譯；原核生物：邊轉錄邊翻譯。1．DNA復制、轉錄與翻譯的比較項目復制轉錄翻譯時間分裂前的間期個體發育的整個過程場所主要是細胞核主要是細胞核細胞質模板DNA的兩條鏈DNA的一條鏈mRNA原料4種游離的脫氧核苷酸4種游離的核糖核苷酸21種氨基酸產物DNARNA肽鏈堿基配對A—T、T—A、C—G、G—CA—U、T—A、C—G、G—CA—U、U—A、C—G、G—C2.基因表達的計算(1)關系圖(2)說明：因為基因中存在不編碼蛋白質的片段，實際上基因(DNA)上所含有的堿基數要大于6n，而mRNA中也存在終止密碼子等片段，所以實際上mRNA中所含有的堿基數也要大于3n。因此一般題目中帶有“至少”字樣才能使用這個比例關系。1．如圖表示某真核生物基因表達的部分過程，請回答下列問題：(1)圖中表示遺傳信息的________過程，發生的場所是____________，此過程除圖中所示條件外，還需要______________等。(2)圖中③表示____________，合成的主要場所是__________，通過____________運輸到細胞質中。(3)圖中方框內的堿基應為____________，對應的aa5應為________(賴氨酸的密碼子為AAA，苯丙氨酸的密碼子為UUU)。(4)圖中核糖體的移動方向是____________。答案(1)翻譯核糖體酶和能量(2)mRNA細胞核核孔(3)UUU賴氨酸(4)從左到右解析(1)圖中核糖體上進行的是翻譯過程，此過程需要的條件是模板、原料、能量和酶等。(2)③為mRNA，主要在細胞核中合成，通過核孔轉移到細胞質中。(3)密碼子存在于mRNA分子上，與tRNA上的反密碼子進行堿基互補配對，故圖中方框內的堿基為UUU，對應的密碼子為AAA，相應氨基酸是賴氨酸。(4)根據圖中最后一個氨基酸的加入位置可知，核糖體的移動方向為從左到右。二、中心法則1．提出者：克里克。2．中心法則的內容最初內容eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①DNA的復制：遺傳信息從DNA流向DNA,②轉錄：遺傳信息從DNA流向RNA,③翻譯：遺傳信息從RNA流向蛋白質))補充內容eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(④RNA的復制：遺傳信息從RNA流向RNA,⑤逆轉錄：遺傳信息從RNA流向DNA))3．生命是物質、能量和信息的統一體(1)DNA、RNA是信息的載體。(2)蛋白質是信息的表達產物。(3)ATP為信息的流動提供能量。判斷正誤(1)線粒體中遺傳信息的傳遞也遵循中心法則()(2)DNA病毒中沒有RNA，其遺傳信息的傳遞不遵循中心法則()(3)遺傳信息可以由DNA流向RNA，而不能由RNA流向DNA()答案(1)√(2)×(3)×解析(2)DNA病毒中雖沒有RNA，但其遺傳信息的傳遞遵循中心法則。(3)遺傳信息可以由DNA流向RNA，也可經過逆轉錄過程由RNA流向DNA。任務三：中心法則的內容中心法則揭示了生物遺傳信息傳遞的規律，據圖回答下列問題：(1)②表示轉錄過程，需要RNA聚合酶；④表示逆轉錄過程，需要逆轉錄酶的參與。(2)正常情況下，在人體細胞內能進行的過程是①②③。(3)圖中遵循堿基互補配對原則的過程是①②③④⑤。(4)任意一個人體細胞均能發生①②③過程嗎？提示高度分化的細胞不再進行細胞分裂，因而不能發生①過程。(5)請寫出流感病毒(一種RNA病毒)遺傳信息傳遞的過程。提示。中心法則各過程的適用范圍2．中心法則概括了自然界生物的遺傳信息的流動途徑，如圖為中心法則的圖解。下列相關說法正確的是()A．1957年克里克提出的中心法則內容只包括圖中的①②③B．圖中③④過程均有堿基互補配對，且配對方式不完全相同C．圖中①⑤過程的酶是DNA聚合酶，②過程是RNA聚合酶D．在人體胚胎干細胞和心肌細胞中均存在圖中①②③過程答案A解析1957年克里克提出的中心法則內容只包括圖中的①DNA復制過程、②轉錄過程和③翻譯過程，A正確；圖中③過程是翻譯，④過程是RNA復制，堿基配對方式都是A—U、U—A、G—C、C—G，B錯誤；圖中①過程是DNA復制，需要DNA聚合酶和解旋酶；⑤過程是逆轉錄，需要逆轉錄酶；②過程是轉錄，需要RNA聚合酶，C錯誤；由于①DNA復制過程只能在具有分裂能力的細胞中才發生，而人體心肌細胞已高度分化，不能再分裂增殖，D錯誤。3．(多選)下列關于中心法則的敘述，不正確的是()A．肽鏈的合成一定以rRNA為模板，以