翻译
【学习目标】
1．理解“密码子”的概念。
2．运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系。
3．概述遗传信息的翻译过程。
【学习重难点】
遗传信息的翻译过程
【学习过程】
一、自主学习
寻找证据——阅读
阅读课本P29页资料，根据阅读获得的信息，思考下列问题：
1．用多聚尿嘧啶核苷酸的RNA链和氨基酸等作为原料，合成氨基酸残基均为苯丙氨酸的多肽链，氨基酸直接与RNA的碱基序列相对应，说明了什么？
2．实验结果显示，tRNA可与核糖体-mRNA的复合物相结合，说明了什么？
3．伽莫夫提出“三个碱基编码一个氨基酸”的假说，尼伦伯格和马太是如何破译遗传密码的？他们又是如何根据实验结果进行推理的？
二、知识巩固
1．已知AUG、GUG为起始密码子，UAA、UGA、UAG为终止密码子。某mRNA的碱基排列顺序如下：A—U—U—C—G—A—U—G—A—C……(40个碱基，且无终止密码子)……C—U—C—U—A—G—A—U—C—U。此mRNA控制合成的蛋白质含氨基酸的个数为(
)
A．20个
B．17个
C．16个
D．15个
2．一段原核生物的mRNA通过翻译可合成一条含有11个肽键的多肽，则此mRNA分子至少含有的碱基个数、合成这段多肽需要的tRNA数目、转录此mRNA的基因中至少含有的碱基数目依次为(
)
A．32，11，66
B．36，12，72
C．12，36，24
D．11，36，72
3．蛋白质是生命活动的主要体现者，细胞在长期进化过程中形成了短时间内快速合成大量蛋白质的机制。下列各选项中不属于细胞内提高蛋白质合成速率机制的是(
)
A．一种氨基酸可以由多种tRNA运载，保证了翻译的速度
B．一个细胞周期中，DNA可以进行多次转录，从而形成大量mRNA
C．一条mRNA上可结合多个核糖体，在短时间内合成多条多肽链
D．几乎所有生物共用一套密码子，使各种细胞内能合成同一种蛋白质
4．下图表示细胞内遗传信息的表达过程，根据所学的生物学知识回答问题。
图1
图2
（1）图2中方框内所示结构是
的一部分，它主要在
中合成，其基本组成单位是
，可以用图2方框中数字
表示。
（2）图1中以④为模板合成⑤物质的过程称为
，该过程进行的主要场所是[
]
，所需要的原料是
。
（3）若该多肽合成到图1所示UCU决定的氨基酸后就终止合成，则导致合成结束的终止密码子是
。
（4）若图1的①所示的分子中有1
000个碱基对，则由它所控制形成的mRNA中含有的密码子个数和合成的蛋白质中氨基酸种类最多不超过
。
A．166和55
B．166和20
C．333和111
D．333和20
答案
1．C
解析起始密码子从第6个碱基开始，终止密码子从倒数第7个碱基开始，中间共有碱基5+40+3=48(个)，决定的氨基酸个数为16个。
2．B
解析合成的这一条多肽含有11个肽键，因此含有氨基酸12个，所以mRNA上的密码子至少有12个，mRNA上的碱基至少为12×3=36(个)。决定氨基酸的密码子是12个，所以最多需要的tRNA也是12个。因为mRNA上的碱基至少有36个，所以转录它的基因中的碱基至少为36×2=72(个)。
3．D
解析几乎所有生物共用一套密码子，体现了生物在分子水平上的统一性，与细胞内提高蛋白质合成速率无关。
4．（1）RNA
细胞核
核糖核苷酸
1、2、7
（2）翻译
⑥
核糖体
氨基酸
（3）UAA
（4）D
解析图1所示为遗传信息的表达过程，包括转录和翻译两个步骤，其中的①②③④⑤⑥分别是DNA、tRNA、氨基酸、mRNA、多肽链、核糖体，在mRNA的UCU碱基后的密码子是UAA；根据碱基的构成判断，图2中方框内是RNA的一部分，其基本组成单位是核糖核苷酸，它由一分子磷酸、一分子核糖和一分子含氮碱基构成，即图2方框中的1、2、7。在不考虑终止密码子的情况下，DNA中碱基对的数目和mRNA中碱基的个数及相应蛋白质中氨基酸的个数的比值是3∶3∶1，经翻译合成的蛋白质中氨基酸最多不超过20种。翻译
【教学目标】
1．理解“密码子”的概念。
2．运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系。
3．概述遗传信息的翻译过程。
【教学重难点】
遗传信息的翻译过程
【教学过程】
一、导入新课
mRNA到达细胞质之后与核糖体结合进行蛋白质的合成。可是，各种各样的氨基酸是如何到达核糖体上，并且按照mRNA的序列信息合成蛋白质的？mRNA的序列信息与氨基酸有怎样的对应关系？DNA与蛋白质的合成有哪些联系呢？（创设问题情景，激发学生强烈的求知欲。）
二、讲授新课
翻译概念：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的过程。
4种碱基是怎样决定蛋白质的20种氨基酸的？
探究一：密码子决定氨基酸
思考与讨论：
如果1个碱基决定1个氨基酸，4种碱基能决定多少种氨基酸？
41＝4
如果2个碱基编码一个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？
42＝16
一个氨基酸的编码至少需要多少个碱基，才足以组合出构成蛋白质的20种氨基酸？
43＝64，足足有余
密码子：mRNA（信使RNA）上编码1个氨基酸的3个相邻碱基叫做1个密码子。
展示20种氨基酸的密码子表，认识苯丙氨酸的密码子。
讨论交流：
1．密码子共有多少种？起始密码子和终止密码子各是什么？（64种，AUG，UAA、UAG、UGA。）
2．每种密码子对应几种氨基酸？体现了密码子的什么特点？（1种，专一性。）
3．每种氨基酸对应几种密码子？体现了密码子的什么特点？这种特点对生物的生存发展有什么意义？（1种或多种，简并性，增强密码子的容错性和保证翻译的速度。）
4．地球上几乎所有生物都共用同一个密码子表，体现了什么特点？（通用性。）
实验证据
1961年，英国的克里克和同事用实验还证明了：遗传密码在mRNA分子上是连续排列的，密码的阅读必须从一个固定的起点开始，以非重叠的方式依次读取，直到读到终止信号。
思考：这体现了密码子的什么特点？（连续性和方向性）
归纳密码子的特点：
探究二：mRNA指导蛋白质合成
游离在细胞质中的氨基酸，是怎样到达核糖体上的？
mRNA进入细胞质后，就与蛋白质的“组装机器”一—核糖体结合起来，形成合成蛋白质的“生产线”。有了“生产线”，还要有“工人”，才能生产产品。那么，游离在细胞质的氨基酸是如何被运送到“生产线”上的呢？换句话说，“工人”是谁呢？借助“搬运工”—
tRNA
思考：
1．每种密码子都有对应的反密码子吗？
2．tRNA有多少种？与氨基酸的数量对应关系是？
反密码子与密码子相互配对，转运的氨基酸由配对的密码子决定。一种氨基酸可能由多种tRNA来转运。
每种tRNA只能识别并转运一种特定的氨基酸!决定氨基酸的密码子有61种，所以tRNA
有61种。
翻译的过程（灯片演示过程）
上述过程依次进行，一个个的氨基酸通过肽键组合在了一起，形成肽链。当核糖体到达mRNA的终止密码子UGA、UAA或UAG中任何一个时，肽链的合成便终止了。
由此可见，组成蛋白质的氨基酸的排列顺序完全取决于mRNA中核糖核苷酸的排列顺序。而mRNA中的核糖核苷酸排列顺序是由DNA的脱氧核糖核苷酸序列决定的。因此，DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成。蛋白质的氨基酸序列是由基因决定的。
探究三：生物的性状主要通过蛋白质表现
当堂检测
下列有关蛋白质合成的叙述，错误的是（
B
）
A．密码子是指mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻碱基
B．每种氨基酸都由多个密码子决定
C．核糖体与mRNA的结合部位会形成2个tRNA的结合位点
D．RNA种类很多，但每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸
【板书设计】(共21张PPT)
翻译
mRNA到达细胞质之后与核糖体结合进行蛋白质的合成。可是，各种各样的氨基酸是如何到达核糖体上，并且按照mRNA的序列信息合成蛋白质的？mRNA的序列信息与氨基酸有怎样的对应关系？DNA与蛋白质的合成有哪些联系呢？
新课导入
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的过程。
探究一：
密码子决定氨基酸
4种碱基是怎样决定蛋白质的20种氨基酸的？
如果1个碱基决定1个氨基酸，4种碱基能决定多少种氨基酸？
如果2个碱基编码一个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？
一个氨基酸的编码至少需要多少个碱基，才足以组合出构成蛋白质的20种氨基酸？
41＝4
42＝16
43＝64，足足有余
思考与讨论
mRNA（信使RNA）上编码1个氨基酸的3个相邻碱基叫做1个密码子。
U
C
A
U
G
A
U
U
A
mRNA
密码子
密码子
密码子
密码子：
第1个字母
第2个字母
第3个字母
密码子
苯丙氨酸
U
U
U
UUU
遗传密码子表
01
02
03
04
遗传密
码子表
密码子共有多少种？起始密码子和终止密码子各是什么？
每种氨基酸对应几种密码子？体现了密码子的什么特点？
这种特点对生物的生存发展有什么意义？
地球上几乎所有生物都共用同一个密码子表，体现了什么特点？
讨论交流
每种密码子对应几种氨基酸？体现了密码子的什么特点？
64种，AUG，UAA、UAG、UGA。
1种，专一性。
1种或多种，简并性，增强密码子的容错性和保证翻译的速度。
通用性。
1961年，英国的克里克和同事用实验还证明了：
遗传密码在mRNA分子上是连续排列的，密码的阅读必须从一个固定的起点开始，以非重叠的方式依次读取，直到读到终止信号。
A
U
G
G
C
C
U
A
G
mRNA
密码子
密码子
密码子
实验证据
这体现了密码子的什么特点？
连续性和方向性
密码子
的特点
连续性和方向性
简并性
专一性
起始和终止密码子
通用性
探究二：
mRNA指导蛋白质合成
(携带氨基酸部分)
(与密码子互补配对)
tRNA的结构
思考
1.每种密码子都有对应的反密码子吗？
2.tRNA有多少种？与氨基酸的数量对应关系是？
搬运工-
U
A
U
携带什么氨基酸？
异亮氨酸
A
U
A
mRNA
A
C
U
天冬氨酸
A
U
G
异亮氨酸
一种氨基酸可能由多种tRNA来转运。
密码子与反密码子
练一练：
注意：
每种tRNA只能识别并转运一种特定的氨基酸！决定氨基酸的密码子有61种，所以tRNA有61种。
A
U
G
U
C
C
G
A
U
mRNA
细胞质
翻译的过程：
U
A
C
甲硫氨酸
C
G
G
脯氨酸
核糖体
肽键
①
②
A
U
G
U
C
C
G
A
U
C
A
A
-H2O
①
②
A
U
G
U
C
C
G
A
U
C
A
A
甲硫氨酸
U
A
C
C
G
G
脯氨酸
U
A
A
酪氨酸
①
②
A
U
G
U
C
C
G
A
U
C
A
A
甲硫氨酸
C
G
G
脯氨酸
U
A
A
酪氨酸
U
G
U
谷氨酰胺
……
上述过程依次进行，一个个的氨基酸通过肽键组合在了一起，形成肽链。当核糖体到达mRNA的终止密码子UGA、UAA或UAG中任何一个时，肽链的合成便终止了。
由此可见，组成蛋白质的氨基酸的排列顺序完全取决于mRNA中核糖核苷酸的排列顺序。而mRNA中的核糖核苷酸排列顺序是由DNA的脱氧核糖核苷酸序列决定的。因此，DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成。蛋白质的氨基酸序列是由基因决定的。
探究三：
生物的性状主要通过蛋白质表现
脱氧核苷酸的排列顺序
核糖核苷酸的排列顺序
氨基酸
排列顺序
遗传信息的表达
DNA
mRNA
蛋白质
转录
翻译
生物的性状主要通过蛋白质表现
当堂检测
下列有关蛋白质合成的叙述，错误的是（ ）
A．密码子是指mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻碱基
B．每种氨基酸都由多个密码子决定
C．核糖体与mRNA的结合部位会形成2个tRNA的结合位点
D．RNA种类很多，但每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸
B
知识梳理
翻译
密码子决定氨基酸
mRNA指导蛋白质合成
生物的性状主要通过蛋白质表现
谢
谢
