高中生物必修2《第3章遗传信息的复制与表达第2节遗传信息的表达一基因控制蛋...》356北师大PPT课件
高中生物必修2《第3章遗传信息的复制与表达第2节遗传信息的表达一基因控制蛋...》364北师大教案设计
“基因控制蛋白质的合成”教学设计卢龙县木井中学李金霞一、【教材分析】1、教材中的地位基因是生命活动的控制者，蛋白质是生命活动的体现者。
本节内容通过转录和翻译过程的图群，将生命活动中的两大物质紧密联系起来，从分子水平上阐述了遗传定律的实现途径。
另外也说明了生物的生殖、生长、发育过程中遗传等生命活动的体现均是通过基因控制蛋白质的合成来实现的。
就本节的内容而言，基因控制蛋白质合成的知识牵涉甚广，与生命的物质基础、细胞亚显微结构、新陈代谢联系紧密，而且本节也是前面的遗传学两大定律——基因的分离定律和自由组合定律的微观基础。
通过本节的学习，可以帮助学生建构相应的知识网络，激发学生对微观生命现象的探索兴趣，培养他们分析问题的能力。
2、重点难点重点：遗传信息的转录和翻译过程。
难点：遗传信息的翻译过程。
3、学情分析经过高一个学期生物的学习，学生已经具有相当的微观世界想象力，分析和理解能力都有明显的提高；学生已经可以用构建模型的方式去思考生物学问题，能够运用假设、推理等常用的推理分析手段来思考、解决生物学中遇到的问题。
学过的有关基因与蛋白质关系方面的知识，为引入本节内容做了知识上的铺垫；必修1“细胞的类型和结构”一节中，细胞膜、细胞核以及各种细胞器的结构和功能为学生理解基因的转录和翻译过程奠定了基础。
但转录和翻译过程十分抽象，密码子及反密码子等概念难以理解，学生容易模糊不清而混淆。
二、教学目标1、知识与技能（1）说明基因和遗传信息的关系。
（2）说出DNA和RNA的异同。
（3）概述遗传信息转录和翻译的过程。
2、过程与方法（1）通过对比DNA的、转录和翻译过程，提高归纳、分析问题的能力；（2）尝试模拟转录和翻译过程；3、情感、态度与价值观（3）体验基因表达过程的和谐美，基因表达原理的逻辑美、简约美。
三、教学方法1、教师的启发式讲授与学生的自主学习、合作交流相结合；2、多媒体环境下的课件讲述、板书、提问等常规教学手段相结合。
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《基因控制蛋白质的合成》教学设计一、教材分析《基因控制蛋白质的合成》是北师版第三章第二节的内容，本节是本册教材的重点之一，是在前3章阐明基因的本质的基础上进行的，进一步阐明了基因在生物体内是如何起作用的，具体学习基因是如何指导蛋白质的合成，它在教材中起着承前启后的作用。
二、学情分析高一学生通过前面三章的学习,已经掌握了DNA分子的结构、DNA的、DNA和RNA的区别、DNA是主要的遗传物质这些知识，但是基因到底是如何发挥作用的，学生还不知道，基因控制蛋白质的合成这节课中许多概念学生第一次接触，蛋白质的翻译过程比较抽象，因此，教学中可让学生课前预习，然后在课堂上利用模型，让学生分组模拟遗传信息的翻译过程，能加深对基因表达的理解和巩固，同时，活动的设计符合新课标对生物学学科的核心素养要求，锻炼了学生的科学探究能力和科学思维。
三、教学目标（一）生命观念体验蛋白质合成过程的逻辑美、简约美，理解基因的表达并形成生命观念。
（二）科学思维在模型探究过程中激发探究兴趣，培养勇于实践的科学精神和敢于质疑、求实、创新的科学思维。
（三）科学探究1、对图形、文字资料进行理解，进行模型演示，培养学生观察能力、获取信息能力、推理能力、想象力以及动手能力和应用能力。
2、对翻译过程进行演示和描述，培养学生归纳和总结信息的能力。
（四）社会责任通过小组合作和课堂讨论，作出理性解释和判断，培养解决生活中的生物学问题的担当和能力。
四、教学重难点遗传信息的翻译过程五、教学用具翻译模型、希沃平板软件、多媒体课件六、教学方法合作探究、讨论、模型演示等方法七、教学流程八、教学过程教学内容教师活动学生活动设计意图一、复习旧知：播放DNA的转录动画视频。
提问：视频中表示的是遗传信息表达哪个过程呢？导入：通过上节课的学习，我们知道，在DNA和蛋白质之间，有一种中间物质──mRNA充当信使。
DNA通过转录，形成mRNA。
转录是以DNA的一条链回顾DNA的转录过程，思考mRNA如何转变为蛋导入新课mRNA上的碱基序列如何能转变成具有一定氨基酸顺序的蛋白质呢？介绍碱基与氨基酸之间的对应关系，引出密码子携带遗传信息的mRNA在核糖体上，氨基酸是如何进入核糖体的呢？氨基酸的“搬运工”——tRNA。
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东北育才悲鸿美术学校基因控制蛋白质的合成授课人：高瑾时间：2019年6月12日课题基因控制蛋白质的合成科目生物课时1课型新授课班级高一3班教学目标生命观念：准确把握基因表达过程中转录和翻译环节，提升生命观念素养。
科学思维：通过DNA、RNA与蛋白质关系，对细胞内蛋白质合成进行科学推导和预测，提升科学思维。
科学探究：通过自主预习，小组合作，探究模型，提高自主学习、合作探究以及动手能力，培养科学探究的能力。
社会责任：形成关爱生命、敬畏生命和珍惜生命的情感。
教学重点遗传信息的翻译过程。
教学难点遗传信息的翻译过程。
教学方法讲授法、演示法、小组讨论法、合作探究法。
教具教材、板书、多媒体课件、结构模型。
教学策略依据新课程改革“自主、合作、探究”的精神，本教学设计按照“学生为主体，教师为主导”的原则，以探究式教学方法为主线，通过小组讨论、模型演示充分展示出翻译的过程，使学生在讨论、探究中相互启迪，与他人分享知识充分体现学生的主体地位；通过视频演示加深对翻译过程的理解；教师引导学生总结翻译过程，培养学生主动参与的学习态度。
教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图激趣导入通过转基因猪回顾基因与性状的关系并引出翻译过程。
思考，回忆。
开门见山，直击重点。
东北育才悲鸿美术学校讲授新课探究一：通过设置问题串，引导学生自主探究密码子的相关问题：1、如何阅读密码子表？2、通过阅读密码子表，你认为哪几个密码子特殊？特殊在哪里？3、尝试总结密码子的特性？4、将此段mRNA翻译成肽链：GUUAAUGGAAAUGUGUUAACCGUAG独立思考，回答问题。
明确学习目标，培养自主探究、独立思考的能力。
探究二：通过教材及学案提供资料，引导学生自主探究tRNA 相关问题：1、tRNA为什么适合做“搬运工人”？2、请推断tRNA的种类？如何判断tRNA搬运哪种氨基酸？自主探究，并利用模型分享学习成果。
利用直观、形象化的tRNA模型，激发学生学习兴趣，突破难点。
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A.脱氧核糖核酸和磷酸 B.脱氧核糖﹑碱基和磷酸
过程设计 C.核糖﹑碱基和磷酸 D.核糖﹑嘧啶和核酸
3.DNA分子的解旋发生在___过程中( )
1、导入新课
A.复制 B.转录 C.翻译 D.复制和转录
2、强化侧枝 3、难点突破
4.“遗传信息”是指（ ） A. 基因的脱氧核苷酸排列顺序 C.信使RNA的核苷酸排列顺序
C.信使RNA的核苷酸排列顺序 D.蛋白质的氨基酸排列顺序
5.根据基因控制蛋白质合成过程遗传信息的转录，填写下表：
1C
DNA双链
T
A
2G
A
T
信使RNA
C
U
A
能力拓展
A 1、下列哪项是DNA复制和遗传信息的转录过程中完全相同的地方( ) A．解旋酶解旋 B．碱基配对的原则 C．模板链 D．核苷酸
D 2．转录过程：该片段中包含的碱基种类、核苷酸种类依次是( )
②学生能积极针对问题、规律等进行分析、讨论、 交流。
3.教师教法和手段的评价:
① 本节课对学生的学习方法进行指导并渗透科 学方法。
②运用多媒体、模型等手段辅助教学，效果较好。
教学片段展示
阅读课本：P63页第三段和图4-4并回答问题
1. 什么叫做转录? 2. 转录主要的场所，条件是什么？ 3. 转录的过程分几步？ 4. 转录的产物是什么？
2.【能力目标】
①运用已学知识和经验提出假说。 ②培养学生的归纳、比较和总结的能力。
教法学法 过程设计 效果评价
3.【德育目标】
①体验基因表达过程的和谐美，基因表达原理的逻辑美、简约美；
②培养学生实事求是的科学态度 ，认同人类探索基因表达的奥秘 的过程仍未结束。
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第一节：基因指导蛋白质的合成[一]教学程序导言复习提问：1.什么是基因?2.基因的基本功能是什么?3.基因表达过程中的媒介是什么?学生大胆地回答：(略)教师给予鼓励[二]教学目标达成过程基因是有遗传效应的DNA片段，主要位于细胞核中，而蛋白质是在细胞质的核糖体上合成，此过程需要信使RNA作为媒介，那么信使RNA怎样完成任务呢?学生活动:(1)阅读教材P14。
(2)观察基因表达的多媒体课件。
讨论提纲:(1)基因表达整个过程分几个阶段?分别叫什么?(2)转录的场所、过程和目的是什么?(3)翻译的场所、过程和目的是什么?教师指导:a.整个过程是严格按照碱基互补配对原则进行的。
b.转录是在细胞核内以DNA的一条链为模板合成信使RNA过程。
c.翻译是在细胞质中核糖体上以信使RNA为模板合成具有一定氨基酸排列顺序的蛋白质过程。
学生回答:(略)教师鼓励教师精讲:1.转录中模板DNA链的碱基是A、G、C、T是如何与信使RNA 中碱基A、G、C、U互补配对呢?(1)请学生答出DNA分子中碱基互补配对原则来；即A与T 配对，G与C配对。
(2)板书DNA的一条链，显示信使RNA的形成过程；即:从形成过程可看出，是mRNA中的U碱基与DNA分子中的A 碱基进行配对。
(3)通过转录，DNA分子的遗传信息(即碱基排列顺序)就传递给了信使RNA。
2.翻译过程中mRNA上的碱基是如何决定蛋白质中的氨基酸的?(1)请学生先答出组成蛋白质的氨基酸的种类以及蛋白质多样性的原因?即:一般有20种；蛋白质多样性是由氨基酸种类、数量、排列顺序及空间结构决定的。
(2)思考:氨基酸有20种，而信使RNA只有四种碱基(A、C、C、U)，如何决定20种氨基酸呢?逻辑推理:一个碱基决定一个氨基酸，只能决定4种，41=4，不行；两个碱基决定一个氨基酸，只能决定16种，42=16，不行；三个碱基决定一个氨基酸，只能决定64种，43=64，足够有余。
教师简介密码子的发现过程:1961年英国的克里克和同事用实验证明一个氨基酸是由信使RNA上的三个相邻碱基决定的。
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【总结】RNA能够充当信使的原因：
1、能够携带遗传信息。
2、它是单链，比DNA短，能够通过核孔从 细胞核转移到细胞质中。
3、含有四种碱基，通过碱基互补配对保证 遗传信息传递的准确性。
资料1：
① 1955年有人曾用洋葱根尖和变形虫进行实验, 如果加入RNA酶,分解细胞中的RNA,蛋白质合 成就停止;如果再加入从酵母中提取出来的RNA, 则又可重新合成一定数量的蛋白质。
② 1955年,拉斯特(LasterGold)等人将变形虫 用同位素标记的尿嘧啶核糖核苷酸培养液来培 养,发现标记的RNA分子首先在细胞核中合成。 大部分标记的 RNA 相继从细胞核中转移到细胞 质中。
mRNA
rRNA
tRNA
【问题与思考】
什么是转录？
【探究与实践】
利用模具模拟转录的过程。
要求： 1、用关键词概述转录的过程。 2、思考转录所需的基本条件有哪些？
发出绿色荧光的海蜇
第4章 基因的表达
第1节 基因指导蛋白质的合成
作用：将遗传信息从息；
条件：
②能够从细胞核转移到 细胞质；
③能够准确传递遗传信息。
【分析与思考】
RNA是否可以准确传递遗传信息？
可以，RNA也具有四种核苷酸，与DNA有3 种相同的碱基，具有与DNA碱基互补配对的 可能性。
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基因对性状的控制万全中学孙海燕一、教材依据该教学设计是依据苏教版必修二第四章《基因的表达》的第三节《基因对性状的控制》的内容来进行的。
二、教材分析教材内容和地位：“基因对性状的控制”是现代遗传学的关键内容之一，是《遗传的物质基础》一节的最后一部分，是对DNA的结构知识的具体应用。
本节课内容包括两部分：一、中心法则的提出及其发展；二、基因、蛋白质和现状的关系。
学习了这些内容，学生才能在生物性状遗传和变异的复杂现象中，懂得遗传和变异的实质和规律。
它既是前面所学蛋白质基础知识的应用，又是后面学习生物变异的理论基础，所以在知识的学习上起着承上启下的重要作用。
三、教学目标（一）知识目标1.解释中心法则。
2.举例说明基因与性状的关系。
（二）能力目标1.培养学生从资料中分析、获取信息的能力。
2.引导学生从遗传现象得出基因与性状的关系，培养学生分析、归纳问题的能力。
（三）情感态度和价值观目标认同科学研究是一个不断深入、完善的过程。
四、教学重点和教学难点（一）教学重点1.解释中心法则。
2.基因、蛋白质与性状的关系。
（二）教学难点基因、蛋白质与性状的关系。
五、学情分析从学生已有的知识基础来看，学生在必修一已掌握了氨基酸到蛋白质的过程，知道一切生命都与蛋白质有关，蛋白质是生命活动的主要承担者。
前一节课刚学习了基因到蛋白质过程，知道在基因表达过程中遗传信息从DNA传递到蛋白质。
在遗传学中又学习了性状的相关知识，在细胞呼吸知识中又学习了代谢就是化学反应，酶控制和催化化学反应。
以前所做的一些习题中已经渗透了酶可以通过控制化学反应而控制性状的观点，有了以上的这些知识基础，学生完全可以理解本节知识，因此可以让学生展开想象，但是从基因到蛋白质再到性状毕竟是一个抽象的、微观的过程。
所以教师必须适时给予引导和梳理。
六、教学策略结合本节课的教学目标和重难点，采取以下教学策略：1、中心法则的提出及其发展的知识，难度不大，只要充分运用资料分析的方法，从资料中分析，获取信息，就能达到教学目标。
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第1节基因指导蛋白质的合每个学生的理解和接受能力都不一样，所以要尽可能做到因材施教。
本节课采用翻转课堂教学法，教师充分发挥课程的引导者角色，学生真正当上学习的主人，具体操作如下：【课前】让学生独立根据学习任务单，自主观看视频基因的表达1——转录和基因的表达2——翻译，并完成相应的任务（列表整理转录和翻译的场所、模板、原料、能量、原则和产物）。
学生根据自身的情况自主安排怎么学习，在哪学习，学习多长时间。
理解和接受能力强的，花时间少一些，反之，时间多一些，直到自己完成任务为止。
当然也可以请教同学或者老师帮助他完成任务。
【课上】学生以小组为单位（每组5~6人）讨论分析，分别完成以下活动：1、说一说（转录与翻译的区别与联系），2、练一练（有关转录翻译的相关试题），3、算一算（碱基与氨基酸的对应关系）。
学生以小组为单位，既有组间的竞争的挑战性，又有组内的合作——组内学习能力强的同学帮助学习能力弱的同学，让每个学生都可以获得不同程度的发展。
2教学目标1、概述遗传信息的转录和翻译。
2、运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系3、通过遗传信息的转录和翻译的协作学习树立学生的协作意识和团队精神。
4、通过课前观看微课提高学生的自主学习能力。
5、通过协作学习提高学生的合作意识和社会适应能力。
3学情分析学生学习完《核酸》、《细胞核》的时候就对核酸可以指导蛋白质的合成很好奇，现在学习完《基因的本质》后，对基因产生了浓厚的兴趣，更想进一步探知有关基因可以指导蛋白质合成等其他问题，学习的欲望强烈。
根据以往的经验，若按照以老师讲授为主的教学法教授《基因指导蛋白质的合成》，学生听的热热乎乎，但做起题来云里雾里。
高中阶段学生的思维水平、学习能力已经发展到了较高阶段，大多数学生喜欢自主探究和亲自动手操作。
学生通过自主预习（看书和视频）能够了解转录和翻译的大致过程，教师没有必要花大量时间在课堂上讲解。
但是，学生并不知道如何将知识应用到具体的情境中，这需要老师在课堂上引导学生通过训练，加深对基因表达的理解和相关知识的巩固，同时学生的各项能力也会得到一定的锻炼。
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乌海一中
练习
1. 决定氨基酸的密码子一共有64种 （ ） 2. 遗传信息位于mRNA上，遗传密码位于DNA上，构
成的碱基相同 （ ） 3. 遗传信息转录和翻译的场所一样 （ ）
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①
②
U ACGU G A U G C AC AUC C A C
乌海一中
人民教育点的tRNA脱离，核糖体移动，2位点变1位点
甲硫氨酸
组氨酸
①
②
U ACGU G A U G C A C UGG C A C
第16页
乌海一中
第六步：第三个氨基酸进入位点②，脱水缩合形成三肽
乌海一中
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DNA
信使 RNA
核糖体
蛋白质
细胞核
转录
细胞质
翻译
基因指导蛋白质的合成
乌海一中
二、遗传信息的翻译
乌海一中
1、翻译的概念：
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在细胞质中各种游离的氨基酸，以mRNA为模板合成具有一 定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
mRNA： 碱基数量 决定
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第四章 ● 第一节
《基因指导蛋白质的合成》
乌海一中
目标导学
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一、回顾遗传信息的转录 二、遗传信息的翻译 1.翻译的概念 2.碱基和氨基酸的对应关系 3.密码子 4. tRNA和反密码子 5.翻译的过程 三、基因控制蛋白质合成的总结
蛋白质： 氨基酸数量
碱基排列顺序
决定 氨基酸排列顺序
碱基种类 决定
氨基酸种类
4种 ?
20种
乌海一中
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讨论一：至少要多少个碱基在一起才能决定约20种不同的氨基酸？
乌海一中
2、碱基和氨基酸的对应关系
一个碱基决定一个氨基酸，41 = 4 二个碱基决定一个氨基酸，42 = 16 三个碱基决定一个氨基酸，43 = 64
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实验验证： 1961年英国的克里克和同事用实验证明一个氨
基酸是由mRNA的3个碱基决定，即密码子
乌海一中
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3、密码子
密码子: mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基
密码子
密码子
密码子
U U A G AU AUC
mRNA
问题二：游离的氨基酸，怎样被运送到 “核糖体”上？
说明：因为存在终止密码子等片段，实际上基因（DNA） 上所含有的碱基数要大于6n,或氨基酸数目小于n。因此一 般题目中带有“至少”或“最多”字样。
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三、基因指导蛋白质合成的总结
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第四章 ● 第一节
《基因指导蛋白质的合成》
mRNA 和肽链被释放到细胞质中，肽链盘曲折叠形成蛋白质
第18页
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6、翻译小结
定义
转录
在细胞核中，以DNA的一条 链为模板合成mRNA的过程
场所 模板
细胞核（主要） DNA的一条链
信息传递方向
DNA→mRNA
原料
含A、U、C、G的4种核苷酸
产物 实质
信使RNA 是遗传信息的转录
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乌海一中
练习
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4. 已知某tRNA一端的三个碱基顺序是GAU，所转 运的是亮氨酸，那么决定氨基酸的密码子是由下列 哪个碱基序列转录而来的：（ ）
A.GAT B.GAU C.CUA D.CTA
乌海一中
练习
5. 某一多肽链共有100个氨基酸，则控制合成该 肽链的基因中的碱基数至少有（ ）个？
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甲硫氨酸
组氨酸
①
②
GU G A U G C A C UGG C A C
第17页
乌海一中
精氨酸 人民教育出版社 高中 | 必修2
第七步：重复第五六步，直到遇到终止密码子，翻译结束
甲硫氨酸
组氨酸
G……C A
①
②
GU G A U G C A C U G G C G U UAA
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甲硫氨酸
①
②
A U G C A UC AA CU C C A C
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第三步：第二个氨基酸进入位点② 甲硫氨酸
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组氨酸
①
②
U AC A UGC AC
GU G AUC C A C
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第四步：两个氨基酸之间脱水缩合形成二肽
甲硫氨酸
组氨酸
位点1
位点2
乌海一中
5、翻译的过程
细胞质
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A U G C A C UGG C A C
mRNA
第11页
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第一步：mRNA与核糖体结合
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核糖体
①
②
A U G C A C UGG C A C
mRNA
第12页
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第二步：甲硫氨酸进入位点①
A、600 B、300 C、297 D、594
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拓展延伸
DNA的碱基数、mRNA的碱基数、蛋白质中氨基酸数三者 之间的数量关系。
转录 翻译
3n 3n DNA
3n 信使 RNA
n 氨基酸
DNA的碱基数：mRNA的碱基数：密码子：蛋白质中氨 基酸数＝6n:3n:n:n （6:3:1:1）
乌海一中
4、tRNA和反密码子
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甲硫氨酸
转运RNA(tRNA)——“搬运工”
U AC
反密码子
AU GGA
mRNA 与密码子相互配对,转运的氨 基酸由配对的密码子决定
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4、tRNA和反密码子
甲硫氨酸
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UA C
反密码子
mRNA
核糖体
AU G G A U A UC