基因指导蛋白质的合成（学生版）-高中生物同步精品讲义（必修二）.docx

4.1基因指导蛋白质的合成

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教学目标

课程标准

目标解读

概述DNA分子的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成。

概述遗传信息的转录和翻译过程。

计算DNA碱基数目、RNA碱基数目与氨基酸数目之间的对应关系。

阐明中心法则的具体内容，认同科学是不断发展的。

基于地球上几乎所有的生物都共用一套遗传密码的事实，认同当今生物可能有着共同的起源。

教学重点

遗传信息的转录和翻译过程。

中心法则的具体内容。

教学难点

遗传信息的转录和翻译过程。

知识精讲

知识精讲

知识点01遗传信息的转录与翻译

1.理解基因表达的概念

基因转录形成RNA产物（转录）以及mRNA被翻译为蛋白质产物（翻译）的过程都称为基因表达。

2.遗传信息的转录

3.遗传信息的翻译

真核细胞中mRNA合成后必须经加工成为成熟mRNA后才能离开细胞核，参与翻译过程。

（1）密码子和反密码子

①密码子存在于mRNA上，为相邻3个碱基组成，共有64种。决定氨基酸的密码子有61种；

特点：一种密码子只能决定1种氨基酸；

一种氨基酸可以由多种密码子来决定。称做简并；

终止密码子有3种，即：UAA、UAG、UGA，不决定氨基酸；（正常情况下，UGA是终止密码子；在特殊情况下，UGA编码硒代半胱氨酸。）

起始密码子有2种，即：AUG、GUG，决定具体氨基酸。AUG决定甲硫氨酸、GUG决定缬基酸；（在原核生物中，GUG编码甲硫氨酸）

通用性：对于所有生物都是通用的。

②反密码子，有61种，存在于tRNA上，能够特异性识别密码子，将所携带的氨基酸放在指定位置。

作用：一种反密码子只能识别并转运一种氨基酸。

特点：每种氨基酸可由1种或几种tRNA转运。

一种tRNA只能转运1种氨基酸。

碱基互补配对原则：A-UG-CC-GU-A

（2）遗传信息的翻译：RNA→蛋白质

①该过程起始于起始密码子，终止于终止密码子。

②该过程进行的碱基配对是A－U、G－C。

③核糖体在mRNA上以一个密码子(3个碱基)位置为单位移动。

④该过程需要条件有：模板mRNA、原料氨基酸、运载工具tRNA、场所核糖体，以及相关的酶和能量等。

（3）关于一个mRNA结合多个核糖体，同时合成多条肽链图示的几个问题说明

意义：细胞通过少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。

注：(1)核糖体在mRNA上移动的方向：从左向右(据上图)，判断依据是根据多肽链的长短，长的翻译在前。

(2)蛋白质合成的结果：合成的仅是多肽链，要形成蛋白质还需要运送至内质网、高尔基体等结构中进一步加工。

(3)图示中4个核糖体合成的4条多肽链因为模板mRNA相同，所以合成了4条相同的多肽链，而不是4个核糖体共同完成一条肽链的合成，也不是合成出4条不同的肽链。

知识点02蛋白质中氨基酸数目与mRNA、DNA中碱基数目的关系

(1)DNA(基因)、mRNA上碱基数目与氨基酸数目之间的关系

可见，蛋白质中氨基酸数目＝1/3mRNA碱基数目＝1/6DNA(或基因)碱基数目。

(2)蛋白质合成中的“最多”和“最少”

因为DNA(基因)、mRNA上有一些碱基不编码氨基酸(如mRNA上的终止密码子等)，所以实际上编码n个氨基酸，mRNA上所需的碱基数目大于3n，基因上碱基数目大于6n，故一般题干中求氨基酸数有“最多”、求碱基数有“至少”等字样。在回答有关问题时，也应加上“最多”或“至少”等字。

如：mRNA上有n个碱基，转录产生它的基因中至少有2n个碱基，该mRNA指导合成的蛋白质中最多有n/3个氨基酸。

(3)基因中碱基与蛋白质相对分子质量之间的计算

若基因中有n个碱基，氨基酸的平均相对分子质量为a，合成含m条多肽的蛋白质的相对分子质量＝eq\f(n,6)·a－18(eq\f(n,6)－m)；若改为n个碱基对，则公式为eq\f(n,3)·a－18(eq\f(n,3)－m)。

知识点03中心法则

中心法则：反映遗传信息的传递规律

可见，在遗传信息的流动过程中，DNA和RNA是信息的载体，蛋白质是信息的表达产物，ATP为信息的流动提供能量。生命是物质、能量和信息的统一体。

能力拓展

能力拓展

考点01DNA复制、转录和翻译的区别

1．DNA复制、转录和翻译的区别

（1）区别

项目

复制

转录

翻译

作用

传递遗传信息

表达遗传信息

时间

细胞分裂的间期

个体生长发育的整个过程

场所

主要在细胞核

主要在细胞核

细胞质的核糖体

模板

DNA的两条单链

DNA分子片段的一条链

mRNA

原料

4种脱氧核苷酸

4种核糖核苷酸

20种氨基酸

能量

都需要ATP

酶

解旋酶、DNA聚合酶

RNA聚合酶

多种酶

产物

2个双链DNA

一个