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文档简介
1、一、一、dna和和rna的比较的比较项目项目dnarna全称全称脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸核糖核酸核糖核酸组成组成成分成分碱基碱基a、t、c、ga、u、c、g磷酸磷酸磷酸磷酸磷酸磷酸五碳糖五碳糖脱氧核糖脱氧核糖核糖核糖项目项目dnarna基本单位基本单位脱氧核苷酸脱氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸空间结构空间结构规则的双螺旋结构规则的双螺旋结构通常是单链结构通常是单链结构类型类型通常只有一种通常只有一种三种:三种:mrna、trna、rrna分布分布主要在细胞核中主要在细胞核中主要在细胞质中主要在细胞质中功能功能主要的遗传物质,只要生物主要的遗传物质,只要生物体内有体内有dna,dna就是遗就是遗传
2、物质传物质生物体内无生物体内无dna时,时,rna是是遗传物质;遗传物质;参与蛋白质的合参与蛋白质的合成,即翻译过程;成,即翻译过程;少数少数rna有催化作用有催化作用鉴定鉴定被甲基绿染成绿色被甲基绿染成绿色被吡罗红染成红色被吡罗红染成红色相同点:相同点:化学组成成分中都有磷酸及碱基化学组成成分中都有磷酸及碱基a、c、g;二者都是核酸,核酸中的碱基序列代表遗传信息二者都是核酸,核酸中的碱基序列代表遗传信息联系:联系:rna是以是以dna的一条链为模板转录产生的,即的一条链为模板转录产生的,即rna的遗传信息的遗传信息来自来自dna2三种三种rna的比较的比较mrnatrnarrna分布分布部位
3、部位常与核糖体常与核糖体结合结合细胞质中细胞质中与蛋白质结合形成与蛋白质结合形成核糖体核糖体特点特点带有从带有从dna上上转录下来的遗转录下来的遗传信息传信息一端能与氨基酸结合一端能与氨基酸结合,另一端有反密码子,另一端有反密码子与与mrna上的遗传密上的遗传密码子配对码子配对由核仁组织区的由核仁组织区的dna转录而来,是转录而来,是核糖体的组成物质核糖体的组成物质功能功能翻译时作模板翻译时作模板翻译时作搬运氨基酸翻译时作搬运氨基酸的工具的工具翻译时核糖体为场翻译时核糖体为场所所结构结构单链单链单链,常有部分碱基单链,常有部分碱基配对形成三叶草结构配对形成三叶草结构单链单链共同点共同点都是经转
4、录产生的;都是经转录产生的;基本组成单位相同;基本组成单位相同;都与翻译过程有关都与翻译过程有关特别提醒:特别提醒:真核细胞的线粒体、叶绿体,真核细胞的线粒体、叶绿体,以及原核细胞的拟核、质粒中也有少量以及原核细胞的拟核、质粒中也有少量dna存存在。在。dna特有碱基特有碱基t,rna特有碱基特有碱基u,据此可,据此可判断核酸的种类。判断核酸的种类。细胞中因有细胞中因有dna和和rna两种核酸,所以就两种核酸,所以就整个细胞而言,嘌呤与嘧啶未必相等。整个细胞而言,嘌呤与嘧啶未必相等。【典例【典例1】下列关于】下列关于rna的叙述,不正确的是的叙述,不正确的是()arna可作为逆转录的模板可作为
5、逆转录的模板b转运转运rna是翻译的模板是翻译的模板c信使信使rna上有密码子上有密码子drna中没有中没有t二、二、dna复制、转录、翻译的比较复制、转录、翻译的比较复制复制转录转录翻译翻译时间时间细胞分裂细胞分裂(有丝分裂和减有丝分裂和减数第一次分裂数第一次分裂)的间期的间期个体生长发育的整个过程个体生长发育的整个过程场所场所主要在细胞核主要在细胞核主要在细胞核主要在细胞核细胞质的核糖体细胞质的核糖体模板模板dna的两条单链的两条单链dna的一条链的一条链mrna原料原料4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸种核糖核苷酸20种氨基酸种氨基酸条件条件都需要特定的酶和都需要特定的酶和atp产
6、物产物2个双链个双链dna一个单链一个单链rna(mrna,trna,rrna)多肽链多肽链(或蛋白质或蛋白质)复制复制转录转录翻译翻译产物去向产物去向 传递到传递到2个子细胞个子细胞离开细胞核进入细离开细胞核进入细胞质胞质组成细胞结构蛋组成细胞结构蛋白质或功能蛋白白质或功能蛋白质质特点特点边解旋边复制,半边解旋边复制,半保留复制保留复制边解旋边转录;转边解旋边转录;转录后录后dna仍恢复原仍恢复原来的双链结构来的双链结构翻译结束后,翻译结束后,mrna分解成单分解成单个核苷酸个核苷酸碱基配对碱基配对at,ta,cg,gcau,ta,cg,gcau,ua,cg,gc遗传信息遗传信息传递传递dn
7、adnadnamrnamrna蛋白质蛋白质意义意义使遗传信息从亲代使遗传信息从亲代传给子代传给子代表达遗传信息,使生物体表现出各种表达遗传信息,使生物体表现出各种性状性状特别提醒:特别提醒:复制和转录发生在复制和转录发生在dna存在的部位,存在的部位,如细胞核、叶绿体、线粒体、拟核、质粒等部位。如细胞核、叶绿体、线粒体、拟核、质粒等部位。转录的转录的rna有有3类,但携带遗传信息的只有类,但携带遗传信息的只有mrna。一个一个mrna分子上可相继结合多个核糖体,同时分子上可相继结合多个核糖体,同时合成多条相同肽链。合成多条相同肽链。从核糖体上脱离下来的只是多肽链,多肽链往往从核糖体上脱离下来的
8、只是多肽链,多肽链往往还要在相应的细胞器还要在相应的细胞器(内质网、高尔基体内质网、高尔基体)内加工,最后内加工,最后才形成具有一定空间结构和特定功能的蛋白质。才形成具有一定空间结构和特定功能的蛋白质。【典例【典例2】 下列为某一段多肽链和控制它合成的下列为某一段多肽链和控制它合成的dna双链的一段。双链的一段。“甲甲硫氨酸硫氨酸脯氨酸脯氨酸苏氨酸苏氨酸甘氨酸甘氨酸缬氨酸缬氨酸”甲硫氨酸:甲硫氨酸:aug,脯氨酸:,脯氨酸:acu、acc、aca,苏氨酸:苏氨酸:acu、acc、aca,甘氨酸:,甘氨酸:ggu、gga、ggg,缬氨酸:缬氨酸:guu、guc、gua。根据上述材料,下列描述中,
9、错误的是根据上述材料,下列描述中,错误的是()a这段这段dna中的中的链起转录模板的作用链起转录模板的作用b决定这段多肽链的密码子依次是决定这段多肽链的密码子依次是aug、ccc、acc、ggg、guac这段多肽链中有这段多肽链中有4个个“conh”结构结构d若这段若这段dna的的链右侧第二个碱基链右侧第二个碱基t被被g替代,这段多肽链中将会出替代,这段多肽链中将会出现两个苏氨酸现两个苏氨酸第11页(新课标(新课标通用版)通用版)高考一轮总复习高考一轮总复习二、遗传信息、密码子、反密码子的比较二、遗传信息、密码子、反密码子的比较2联系联系(1)遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序,通过转录,使
10、遗传遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序,通过转录,使遗传信息传递到信息传递到mrna的核糖核苷酸的排列顺序上。的核糖核苷酸的排列顺序上。(2)mrna的密码子直接控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序,反的密码子直接控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序,反密码子则起到翻译的作用。密码子则起到翻译的作用。3对应关系对应关系【典例【典例3】一段原核生物的一段原核生物的mrna通过翻译可通过翻译可合成一条含有合成一条含有11个肽键的多肽,则此个肽键的多肽,则此mrna分子分子至少含有的碱基个数及合成这段多肽需要的至少含有的碱基个数及合成这段多肽需要的trna个数以及转录此个数以及转录此mrna的基因中至少含
11、有的碱基的基因中至少含有的碱基数依次为数依次为()a32;11;66b36;12;72c12;36;24 d11;36;72拓展提升:拓展提升:转录中转录中dna(基因基因)决定决定rna的的性质,遵循碱基互补配对原则;而翻译中,性质,遵循碱基互补配对原则;而翻译中,mrna上密码子的排列顺序决定蛋白质中氨基酸上密码子的排列顺序决定蛋白质中氨基酸的排列顺序。的排列顺序。翻译中,翻译中,trna即转运氨基酸,能与即转运氨基酸,能与mrna上的密码子互补配对,起到翻译者的作用。上的密码子互补配对,起到翻译者的作用。翻译中,形成的肽键数氨基酸个数肽翻译中,形成的肽键数氨基酸个数肽链条数。链条数。基因
12、表达中的相关数量计算基因表达中的相关数量计算1基因中碱基数与mrna中碱基数的关系转录时,组成基因的两条链中只有一条链能转录,另一条链则不能转录。基因为双链结构而rna为单链结构,因此转录形成的mrna分子中碱基数目是基因中碱基数目的1/2。2mrna中碱基数与氨基酸的关系翻译过程中,信使rna中每3个碱基决定一个氨基酸,所以经翻译合成的蛋白质分子中的氨基酸数目是信使rna碱基数目的1/3。综上可知:蛋白质中氨基酸数目trna数目1/3mrna碱基数目1/6dna(或基因)碱基数目。3计算中计算中“最多最多”和和“最少最少”的分析的分析(1)翻译时,翻译时,mrna上的终止密码子不决定氨基酸,
13、因此准确地说,上的终止密码子不决定氨基酸,因此准确地说,mrna上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。倍还要多一些。(2)基因或基因或dna上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一倍还要多一些。些。特别提醒:特别提醒:做题时应看清是做题时应看清是dna上上(或基因或基因中中)的碱基对数还是个数,是的碱基对数还是个数,是mrna上密码子的个上密码子的个数还是碱基个数。数还是碱基个数。dna(或基因或基因)中的碱基对数中的碱基对数 密码子个密码子个数数 氨基酸个数氨基酸个数3 1 1。【典例【典例4】
14、如下图所示,四支试管中模拟的是哪些过程如下图所示,四支试管中模拟的是哪些过程互动探究:互动探究:(1)四支试管中模拟的生理过程能否都出现在人体细胞四支试管中模拟的生理过程能否都出现在人体细胞中?中?(2)上述哪支试管中模拟的生理过程能出现在人的高度分化的细胞上述哪支试管中模拟的生理过程能出现在人的高度分化的细胞中?中?提示:提示:(1)不能。不能。a试管模拟的试管模拟的dna复制和复制和b试管模拟的转录过程可试管模拟的转录过程可以发生在人体细胞中,而以发生在人体细胞中,而c试管模拟的试管模拟的rna复制和复制和d试管模拟的逆转录过试管模拟的逆转录过程只能出现在某些以程只能出现在某些以rna为遗
15、传物质的病毒侵染宿主细胞时。为遗传物质的病毒侵染宿主细胞时。(2)b试管;高度分化的细胞:试管;高度分化的细胞:不再分裂,不发生不再分裂,不发生dna复制,复制,基因表达,经转录、翻译合成蛋白质。基因表达,经转录、翻译合成蛋白质。变式训练变式训练41 某具有遗传效应的某具有遗传效应的dna片段有片段有碱基碱基960个,此片段转录、翻译合成一条肽链,则个,此片段转录、翻译合成一条肽链,则此肽链在形成时应脱去的水分子数为此肽链在形成时应脱去的水分子数为()a480个个 b319个个c160个个 d159个个中心法则的理解与分析中心法则的理解与分析1中心法则的内容图解中心法则的内容图解图解表示出遗传
16、信息传递的图解表示出遗传信息传递的5个途径个途径(1)a表示表示dnadna(或基因到基因或基因到基因):主要发生在细胞核中的:主要发生在细胞核中的dna自我复制过程,表示遗传信息的传递。自我复制过程,表示遗传信息的传递。(2)b表示表示dnarna:主要发生在细胞核中的转录过程。:主要发生在细胞核中的转录过程。(3)c表示表示rna蛋白质:发生在细胞质核糖体上的翻译过程,蛋白质:发生在细胞质核糖体上的翻译过程,b、c共同完成遗传信息的表达。共同完成遗传信息的表达。(4)d表示表示rnadna:少数:少数rna病毒,例如病毒,例如sars病毒、病毒、hiv在宿在宿主细胞内的逆转录过程。主细胞内
17、的逆转录过程。(5)e表示表示rnarna:以:以rna作为遗传物质的生物作为遗传物质的生物(如如rna病毒病毒)的的rna自我复制过程。自我复制过程。特别提示:特别提示:图中图中d(rnadna的逆转录的逆转录)和和e(rnarna的的rna自我复制自我复制)过程,在病毒单独存在时不能进行,只有当病毒寄生到过程,在病毒单独存在时不能进行,只有当病毒寄生到寄主细胞中以后才能发生。寄主细胞中以后才能发生。逆转录需要逆转录酶催化。逆转录酶在基因工程中是一种很重逆转录需要逆转录酶催化。逆转录酶在基因工程中是一种很重要的酶,它能以已知要的酶,它能以已知mrna为模板合成目的基因。这是获得目的基因的为模
18、板合成目的基因。这是获得目的基因的重要手段。重要手段。中心法则的中心法则的5条信息传递途径都遵循碱基互补配对原则。条信息传递途径都遵循碱基互补配对原则。2中心法则与基因表达的关系中心法则与基因表达的关系(1)dna的复制体现了遗传信息的传递功能,的复制体现了遗传信息的传递功能,发生在细胞增殖或产生子代的生殖过程中。发生在细胞增殖或产生子代的生殖过程中。(2)dna的转录和翻译共同体现了遗传信息的的转录和翻译共同体现了遗传信息的表达功能,发生在个体的发育过程中。表达功能,发生在个体的发育过程中。【典例【典例5】如下图所示,红色面包霉如下图所示,红色面包霉(一种真菌一种真菌)通过一系列酶将原通过一
19、系列酶将原料合成为它所需要的氨基酸。据图分析,以下叙述正确的是料合成为它所需要的氨基酸。据图分析,以下叙述正确的是()a若基因若基因a被破坏,则向培养基中加入鸟氨酸,面包霉仍能存活被破坏,则向培养基中加入鸟氨酸,面包霉仍能存活b若基因若基因b被破坏,则向培养基中加入鸟氨酸,面包霉仍能存活被破坏,则向培养基中加入鸟氨酸,面包霉仍能存活c若基因若基因b不存在,则瓜氨酸仍可以由鸟氨酸合成不存在,则瓜氨酸仍可以由鸟氨酸合成d基因基因c不能控制酶不能控制酶c的合成的合成变式训练变式训练51 在遗传信息的传递过程中不可能发生的是在遗传信息的传递过程中不可能发生的是()adna复制、转录及翻译过程都遵循碱基
20、互补配对原则复制、转录及翻译过程都遵循碱基互补配对原则b核基因转录形成核基因转录形成mrna穿过核孔进入细胞质中进行翻译过程穿过核孔进入细胞质中进行翻译过程cdna复制、转录都是以复制、转录都是以dna一条链为模板,翻译则是以一条链为模板,翻译则是以mrna为模板为模板ddna复制、转录和翻译的原料依次是脱氧核苷酸、核糖核苷复制、转录和翻译的原料依次是脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸酸、氨基酸基因的表达与个体发育之间的关系基因的表达与个体发育之间的关系1个体发育是从受精卵的有丝分裂开始到个体发育是从受精卵的有丝分裂开始到性成熟个体形成的过程,在这一过程中,生物性成熟个体形成的过程,在这一过程中,
21、生物个体的各种性状个体的各种性状(或表现型或表现型)得以逐渐表现。个体得以逐渐表现。个体发育过程是受遗传物质控制的,发育过程是细发育过程是受遗传物质控制的,发育过程是细胞内基因表达的结果。胞内基因表达的结果。2个体发育过程中产生的众多细胞均来自同一受精个体发育过程中产生的众多细胞均来自同一受精卵的有丝分裂,因而含有相同的遗传物质或基因,但生卵的有丝分裂,因而含有相同的遗传物质或基因,但生物体不同部位细胞表现出的性状不同,而且不同性状是物体不同部位细胞表现出的性状不同,而且不同性状是在不同时期表现出来的。所以在个体发育中,生物体内在不同时期表现出来的。所以在个体发育中,生物体内基因的表达有如下特
22、点:基因的表达有如下特点:(1)虽然不同的细胞含有相同的基因,但不同的细胞虽然不同的细胞含有相同的基因,但不同的细胞表达不同的基因,即选择性表达。如胰岛细胞能表达胰表达不同的基因,即选择性表达。如胰岛细胞能表达胰岛素基因,但不表达血红蛋白基因。岛素基因,但不表达血红蛋白基因。(2)细胞内基因顺序表达。即同一细胞在不同发育时细胞内基因顺序表达。即同一细胞在不同发育时期表达不同的基因。期表达不同的基因。4基因与生物性状之间的关系基因与生物性状之间的关系(1)生物的有些性状是受单基因控制的生物的有些性状是受单基因控制的(如豌豆的高茎如豌豆的高茎和矮茎,由一对等位基因控制和矮茎,由一对等位基因控制),而有些性状是由多对基,而有些性状是由多对基因来决定的因来决定的(如人的身高如人的身高),二者并非是简单的一一对应,二者并非是
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