2.3 遗传信息控制生物的性状（5） 教学设计-高一生物必修二同步教学（苏教版）

第二章 遗传的分子基础 第三节 遗传信息控制生物的性状 第2课时 基因控制蛋白质的合成（2） 学习目标 （1）结合教材内容，理解密码子的概念并能熟练地查阅密码子表。 （2）结合教材，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及在转录、翻译中的相关计算。 [重难点击]　 （4）密码子的概念。 （5）遗传信息翻译的过程和特点。 前课梳理 1．遗传信息的转录 (1)场所：主要是细胞核。真核生物转录的场所还有叶绿体和线粒体。 (2)模板：DNA转录的模板与DNA复制不同，是DNA的一条链，而且是DNA的某一片段(基因)，而不是整条链。 (3)条件：RNA聚合酶、提供能量的ATP，而酶活性的发挥需要适宜的温度和pH等外界条件。 (4)原料：核糖核苷酸。 (5)过程：①解旋：DNA双链解开，DNA双链的碱基得以暴露。 ②配对：游离的核糖核苷酸随机地与DNA链上的碱基碰撞，当核糖核苷酸与DNA的碱基互补时，两者以氢键结合。 ③连接：在RNA聚合酶的作用下，依次连接，形成一个RNA分子。 ④脱离：合成的RNA从DNA链上释放，而后，DNA双链恢复。 (6)配对：A—U、G—C、T—A、C—G。 (7)结果：形成三种RNA，其中mRNA携带遗传信息。 2．多肽链是在核糖体上合成的，一条或者几条多肽链盘曲折叠形成具有一定空间结构的蛋白质。 3．蛋白质多样性的原因有：构成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同，多肽链的空间结构不同。 4．蛋白质中：肽键数＝脱水数＝氨基酸数目－肽链数。 学习探究 探究点一　遗传密码子 1．mRNA中碱基和氨基酸对应关系的推测 RNA只含有4种碱基，组成生物体的蛋白质的氨基酸有20种，mRNA上的4种碱基怎样决定蛋白质中的20种氨基酸呢？请分析： (1)若1个碱基决定一种氨基酸，则4种碱基只能决定4(41)种氨基酸。 (2)若2个碱基决定一种氨基酸，则4种碱基只能决定16(42)种氨基酸。 (3)若3个碱基决定一种氨基酸，则4种碱基能决定64(43)种氨基酸。 因此，mRNA上决定一个氨基酸的碱基至少是3个。 2．密码子 (1)概念：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，密码子共有64种。 (2)从上表中找出真核细胞唯一的起始密码子：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)已知一段mRNA的碱基序列是AUGGAAGCAUGUCCGAGCAAGCCG，请写出对应的氨基酸序列：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。 (4)密码子CGU编码精氨酸，编码该氨基酸的密码子还有CGC、CGA、CGG、AGA、AGG。据此归纳密码子和氨基酸之间的对应关系：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。 (5)密码子的通用性：研究表明，地球上几乎所有的生物都共用一套遗传密码，这说明所有生物可能有着共同的起源。 (6)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，那么编码的氨基酸是丙氨酸，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的意义是：当密码子中有一个碱基改变时，由于密码的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸，不会影响生物的性状。 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。 探究点二　遗传信息的翻译过程 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。 1．翻译的概述 (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：以后依次重复这三个步骤，直到读取到mRNA上的终止密码。 真题回眸 例1．下列对mRNA的描述，不正确的是(　　)