第1節(jié)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成

1、n第1節(jié)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成1簡述DNA與RNA的主要區(qū)別。2說明密碼子、反密碼子、遺傳信息之間的關(guān)系。3概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄與翻譯的過程。n一、RNA的組成及分類n1基本單位： 。n2化學(xué)成分核糖核苷酸核糖核苷酸n3結(jié)構(gòu)：一般是 鏈，長度比DNA ；能通過核孔從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中。n4分類：在翻譯過程中起模板作用的是 ；起轉(zhuǎn)運作用的是 ；參與構(gòu)成核糖體的是 。短短單單mRNAtRNArRNAn1現(xiàn)有一核酸片段，欲確定是DNA還是RNA，你能從哪些方面進(jìn)行判斷？n提示：根據(jù)五碳糖不同；根據(jù)含氮堿基不同。n二、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄n1特點n(1)場所： 。n(2)模板：。n(3)產(chǎn)物：。n(4)原料：

2、。 細(xì)胞核細(xì)胞核(主要主要)DNA的一條鏈的一條鏈RNA四種游離的核糖核苷酸四種游離的核糖核苷酸n2過程n(1)解旋： 解開。n(2)配對：細(xì)胞中游離的與供轉(zhuǎn)錄用的DNA的一條鏈上的堿基互補配對。n(3)連接：在的作用下，依次連接，形成一個mRNA分子。n(4)脫離：合成的從DNA鏈上釋放，而后，DNA 恢復(fù)。雙螺旋雙螺旋核糖核苷酸核糖核苷酸RNA聚合酶聚合酶mRNA雙螺旋雙螺旋n三、遺傳信息的翻譯n1特點n(1)場所：。n(2)模板：。n(3)原料：。n(4)產(chǎn)物：具有的肽鏈。核糖體核糖體mRNA20種游離的氨基酸種游離的氨基酸一定氨基酸排列順序一定氨基酸排列順序n2密碼子n(1)位置：上。

3、n(2)實質(zhì)：決定1個氨基酸的。n(3)種類：種。n3工具n(1)裝配機器： 。n(2)搬運工(翻譯者)：。mRNA3個相鄰堿基個相鄰堿基64核糖體核糖體tRNAn4過程n(1)mRNA與結(jié)合。n(2)tRNA與mRNA ，將氨基酸置于特定位置。n(3)脫水縮合形成 (寫出結(jié)構(gòu)簡式)，氨基酸連接形成肽鏈。n(4)肽鏈盤曲折疊，形成成熟的。核糖體核糖體互補配對互補配對蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)-CO-NH-n2一個mRNA可結(jié)合多個核糖體，每個核糖體只合成多肽鏈中的一段，還是獨立合成一條完整的多肽鏈？n提示：每個核糖體合成一條完整的多肽鏈。一、DNA和RNA的比較項目項目DNARNA分布分布主要存在于細(xì)胞主要

4、存在于細(xì)胞核中核中主要存在于細(xì)胞主要存在于細(xì)胞質(zhì)中質(zhì)中基本組成單位基本組成單位脫氧核苷酸脫氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸五碳糖五碳糖脫氧核糖脫氧核糖核糖核糖含氮堿基含氮堿基A、G、C、TA、G、C、U項目項目DNARNA無機酸無機酸磷酸磷酸磷酸磷酸空間結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)通常呈單鏈通常呈單鏈分類分類mRNA、tRNA、rRNA三類三類功能功能絕大多數(shù)生物的遺傳絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)物質(zhì)作為部分病毒的遺傳物質(zhì)作為部分病毒的遺傳物質(zhì)作為翻譯的模板和運載工作為翻譯的模板和運載工具具參與核糖體的構(gòu)成參與核糖體的構(gòu)成少少數(shù)數(shù)RNA有催化作用有催化作用聯(lián)系聯(lián)系RNA由由DNA轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生

5、，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生，DNA是遺傳信息的儲存者，是遺傳信息的儲存者，RNA是遺傳信息的攜帶者，是遺傳信息的攜帶者，RNA的遺傳信息來自于的遺傳信息來自于DNAn【拓展延伸】(1)DNA與RNA中雖然有共同的堿基(A、G、C)，但與之對應(yīng)的核苷酸不相同，因為二者的五碳糖不同。n(2)DNA的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物不僅僅是mRNA，tRNA和rRNA均是由DNA轉(zhuǎn)錄而來。n(3)在真核細(xì)胞內(nèi)，轉(zhuǎn)錄的mRNA需要經(jīng)過加工才具有生物活性。n下列有關(guān)DNA和RNA的敘述，正確的是()n ADNA和RNA是同一物質(zhì)在不同時期的兩種形態(tài)nBDNA和RNA的基本組成單位是一樣的nCAGCTGA既可能是DNA的堿基序列，也可能是RNA

6、的堿基序列n DmRNA上的堿基序列，決定于DNA的堿基序列，同時又決定蛋白質(zhì)中氨基酸的序列n解析：本題考查DNA和RNA的區(qū)別及其功能。n答案：Dn1在如圖所示四種化合物的化學(xué)組成中，“”中所對應(yīng)的含義最接近的是()nA和B和nC和 D和n解析：中代表一磷酸腺苷，其中的五碳糖為核糖，按核酸命名原則可稱之為腺嘌呤核糖核苷酸，中代表腺嘌呤，中代表腺嘌呤脫氧核苷酸，中代表腺嘌呤核糖核苷酸，所以和最相近。n答案：Dn二、遺傳信息的表達(dá)n1DNA上遺傳信息、密碼子、反密碼子的對應(yīng)關(guān)系n n(2)反密碼子：與mRNA分子中的密碼子互補配對的tRNA上的3個堿基。n種類：61種。n對應(yīng)關(guān)系：反密碼子與61

7、種決定氨基酸的密碼子對應(yīng)。na一種tRNA只能運輸一種氨基酸。nb一種氨基酸可由一種或幾種tRNA運輸。n特點：反密碼子的三個堿基與相應(yīng)的DNA模板鏈上對應(yīng)的堿基相同，只是DNA的“T”對應(yīng)tRNA的“U”。n【拓展延伸】密碼子的特性n(1)簡并性：當(dāng)密碼子中有一個堿基改變時，可能并不會改變其對應(yīng)的氨基酸，從而減少變異發(fā)生的頻率。當(dāng)某種氨基酸使用頻率高時，幾種不同的密碼子都編碼一種氨基酸可保證翻譯的速度。n(2)通用性：說明所有生物可能有共同的起源或生命在本質(zhì)上是統(tǒng)一的。n2DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的比較復(fù)制復(fù)制轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯時間時間細(xì)胞分裂的間期細(xì)胞分裂的間期個體生長發(fā)育的整個過程個體生長發(fā)

8、育的整個過程場所場所主要在細(xì)胞核主要在細(xì)胞核主要在細(xì)胞核主要在細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)的核糖細(xì)胞質(zhì)的核糖體體模板模板DNA的兩條單鏈的兩條單鏈DNA的其中一的其中一條鏈條鏈mRNA原料原料4種脫氧核苷酸種脫氧核苷酸4種核糖核苷種核糖核苷酸酸20種氨基酸種氨基酸ATP都需要都需要復(fù)制復(fù)制轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯酶酶解旋酶、解旋酶、DNA聚聚合酶合酶解旋酶、解旋酶、RNA聚聚合酶合酶合成酶合成酶產(chǎn)物產(chǎn)物2個雙鏈個雙鏈DNA1個單鏈個單鏈RNA多肽鏈多肽鏈(或蛋白質(zhì)或蛋白質(zhì))產(chǎn)物去向產(chǎn)物去向傳遞到傳遞到2個子細(xì)個子細(xì)胞或子代胞或子代離開細(xì)胞核進(jìn)入離開細(xì)胞核進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)組成細(xì)胞結(jié)構(gòu)蛋組成細(xì)胞結(jié)構(gòu)蛋白或功能蛋白白或功能

9、蛋白特點特點邊解旋邊復(fù)制，邊解旋邊復(fù)制，半保留復(fù)制半保留復(fù)制邊解旋邊轉(zhuǎn)錄，邊解旋邊轉(zhuǎn)錄，轉(zhuǎn)錄后轉(zhuǎn)錄后DNA恢復(fù)恢復(fù)原狀原狀翻譯結(jié)束后，翻譯結(jié)束后，mRNA被降解成被降解成單體單體堿基配對堿基配對AT，TA，CG，GCAU，TA，CG，GCAU，UA，CG，GC意義意義傳遞遺傳信息傳遞遺傳信息表達(dá)遺傳信息，使生物表現(xiàn)出各種表達(dá)遺傳信息，使生物表現(xiàn)出各種性狀性狀n【拓展延伸】(1)從核糖體上脫離下來的只是多肽鍵，再經(jīng)折疊，加工成為具有復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)的有活性的蛋白質(zhì)。n(2)一種氨基酸可對應(yīng)一種或多種密碼子，也可由一種或多種tRNA來運輸，但一種密碼子(tRNA)只決定(運輸)一種氨基酸。n(1)圖中

10、標(biāo)出的堿基符號，包括了_種核苷酸。n(2)DNA雙鏈中，_鏈為轉(zhuǎn)錄的模板鏈；遺傳信息存在于_鏈上；密碼子存在于_鏈子(只寫標(biāo)號)。n(3)如合成胰島素，共含51個氨基酸，則控制其 合 成 的 基 因 上 至 少 含 有 脫 氧 核 苷 酸_個。n解析：(1)DNA為，包括四種堿基，有四種脫氧核苷酸；RNA為，也包括四種堿基，有四種核糖核苷酸，故圖中共有八種核苷酸。(2)能夠與信使RNA堿基互補配對的轉(zhuǎn)錄模板鏈?zhǔn)?，其上脫氧核苷酸的排列順序代表遺傳信息；信使RNA上決定1個氨基酸的3個相鄰的堿基為遺傳密碼子。(3)信使RNA上每3個相鄰堿基決定1個特定的氨基酸，據(jù)此，合成51個氨基酸的蛋白質(zhì)，基因

11、上脫氧核苷酸數(shù)最少為306個。n答案：(1)八(2)(3)306n【觸類旁通】基因表達(dá)過程中有關(guān)數(shù)量變化n(1)轉(zhuǎn)錄、翻譯過程中DNA(基因)堿基數(shù) mRNA堿基數(shù) 多肽鏈氨基酸數(shù)6 3 1圖解如下：n(2)氨基酸數(shù)1/3mRNA堿基數(shù)1/6基因中堿基數(shù)的關(guān)系都是最大值，即每合成1個氨基酸至少需要mRNA中3個堿基，基因中6個堿基，其原因如下：nDNA中有的片段無遺傳效應(yīng)，不能轉(zhuǎn)錄出mRNA。n在基因片段中，有的片段起調(diào)控作用，不轉(zhuǎn)錄。n轉(zhuǎn)錄出的mRNA中有終止密碼子，終止密碼子不對應(yīng)氨基酸，所以基因或DNA上堿基數(shù)目比蛋白質(zhì)氨基酸數(shù)目的6倍多。n2(2012孝感高一檢測)關(guān)于圖示的生理過程的

12、說法，正確的是()nA該圖所示的生物細(xì)胞有真正的細(xì)胞核nBmRNA上所含有的密碼子均能在tRNA上找到相對應(yīng)的反密碼子nC該圖表示的是轉(zhuǎn)錄和翻譯nD該圖表示的生理過程所需要的能量都由線粒體提供n解析：由圖可知，該圖所示的生理過程包括轉(zhuǎn)錄和翻譯過程，該圖所示的生理過程既可發(fā)生在真核生物細(xì)胞內(nèi)，也可發(fā)生在原核生物細(xì)胞內(nèi)；mRNA上的終止密碼子在tRNA上沒有相應(yīng)的反密碼子；該圖所示的生理過程所需的能量可由細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)或細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體提供。n答案：C與本節(jié)內(nèi)容有關(guān)的實驗問題：1探究影響基因表達(dá)的因素。2模擬遺傳密碼的破譯。n【案例探究】n為了探究DNA的轉(zhuǎn)錄過程，有人在實驗室中進(jìn)行如下相關(guān)模擬實驗

13、：n實驗一：將從大腸桿菌中提取的RNA聚合酶加到具有足量的四種核糖核苷酸的試管中，在適宜溫度條件下培養(yǎng)，一段時間后，測定其中的RNA的含量。n( 1 ) 該 實 驗 能 否 檢 測 出 R N A ？_。n原因是什么？_。n實驗二：人們通過研究發(fā)現(xiàn)，有些抗生素可以通過阻斷細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的合成，從而抑制細(xì)菌的繁殖。現(xiàn)發(fā)現(xiàn)一種新型抗生素，請你根據(jù)上述模擬實驗一的方法探究這種抗生素能否阻斷細(xì)菌DNA和人體DNA的轉(zhuǎn)錄過程。n(2)實驗步驟：n取A、B、C、D 4支試管，各加入足量的ATP、核糖核苷酸、相關(guān)的酶的混合溶液；n _；n_。n(3)預(yù)期實驗結(jié)果并得出實驗結(jié)論：n該實驗有可能會出現(xiàn)_種實驗

14、結(jié)果，如果出現(xiàn)_，則說明該抗生素只阻斷細(xì)菌DNA的轉(zhuǎn)錄過程，不阻斷人體DNA的轉(zhuǎn)錄過程。n解析：(1)轉(zhuǎn)錄需要DNA模板、原料、能量和酶。實驗一中所給的條件中缺乏DNA模板和ATP(能量)，故該實驗不能檢測出RNA。(2)本實驗要探究某種新型抗生素對細(xì)菌和人體DNA的轉(zhuǎn)錄過程是否有阻斷作用，要分別設(shè)計兩組實驗。根據(jù)題中所給的實驗步驟，A、B兩試管可設(shè)計與細(xì)菌DNA轉(zhuǎn)錄相關(guān)的實驗，C、D兩試管可設(shè)計與人體DNA轉(zhuǎn)錄相關(guān)的實驗，注意實驗變量是DNA的種類。 n(3)該實驗結(jié)果可能有四種：A試管中無RNA生成，B、C、D試管中均有RNA生成，則說明該抗生素只阻斷細(xì)菌DNA的轉(zhuǎn)錄過程，不阻斷人體DNA的轉(zhuǎn)錄過程；A、B、D試管中均有RNA生成，C試管中無RNA生成，則說明該抗生素只阻斷人體DNA的轉(zhuǎn)錄過程，不阻斷細(xì)菌DNA的轉(zhuǎn)錄過程；A、B、C、D試管中均有RNA生成，則說明該抗生素既不阻斷細(xì)菌DNA的轉(zhuǎn)錄過程，也不阻斷人體DNA的轉(zhuǎn)錄過程； nA、C試管中均無RNA生成，B、D試管中均有RNA生成，則說明該抗生素既能阻斷細(xì)菌DNA的