第1节基因指导蛋白质的合成

1、n第1节基因指导蛋白质的合成1简述DNA与RNA的主要区别。2说明密码子、反密码子、遗传信息之间的关系。3概述遗传信息的转录与翻译的过程。n一、RNA的组成及分类n1基本单位： 。n2化学成分核糖核苷酸核糖核苷酸n3结构：一般是 链，长度比DNA ；能通过核孔从细胞核转移到细胞质中。n4分类：在翻译过程中起模板作用的是 ；起转运作用的是 ；参与构成核糖体的是 。短短单单mRNAtRNArRNAn1现有一核酸片段，欲确定是DNA还是RNA，你能从哪些方面进行判断？n提示：根据五碳糖不同；根据含氮碱基不同。n二、遗传信息的转录n1特点n(1)场所： 。n(2)模板：。n(3)产物：。n(4)原料：

2、。 细胞核细胞核(主要主要)DNA的一条链的一条链RNA四种游离的核糖核苷酸四种游离的核糖核苷酸n2过程n(1)解旋： 解开。n(2)配对：细胞中游离的与供转录用的DNA的一条链上的碱基互补配对。n(3)连接：在的作用下，依次连接，形成一个mRNA分子。n(4)脱离：合成的从DNA链上释放，而后，DNA 恢复。双螺旋双螺旋核糖核苷酸核糖核苷酸RNA聚合酶聚合酶mRNA双螺旋双螺旋n三、遗传信息的翻译n1特点n(1)场所：。n(2)模板：。n(3)原料：。n(4)产物：具有的肽链。核糖体核糖体mRNA20种游离的氨基酸种游离的氨基酸一定氨基酸排列顺序一定氨基酸排列顺序n2密码子n(1)位置：上。

3、n(2)实质：决定1个氨基酸的。n(3)种类：种。n3工具n(1)装配机器： 。n(2)搬运工(翻译者)：。mRNA3个相邻碱基个相邻碱基64核糖体核糖体tRNAn4过程n(1)mRNA与结合。n(2)tRNA与mRNA ，将氨基酸置于特定位置。n(3)脱水缩合形成 (写出结构简式)，氨基酸连接形成肽链。n(4)肽链盘曲折叠，形成成熟的。核糖体核糖体互补配对互补配对蛋白质蛋白质-CO-NH-n2一个mRNA可结合多个核糖体，每个核糖体只合成多肽链中的一段，还是独立合成一条完整的多肽链？n提示：每个核糖体合成一条完整的多肽链。一、DNA和RNA的比较项目项目DNARNA分布分布主要存在于细胞主要

4、存在于细胞核中核中主要存在于细胞主要存在于细胞质中质中基本组成单位基本组成单位脱氧核苷酸脱氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸五碳糖五碳糖脱氧核糖脱氧核糖核糖核糖含氮碱基含氮碱基A、G、C、TA、G、C、U项目项目DNARNA无机酸无机酸磷酸磷酸磷酸磷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呈单链通常呈单链分类分类mRNA、tRNA、rRNA三类三类功能功能绝大多数生物的遗传绝大多数生物的遗传物质物质作为部分病毒的遗传物质作为部分病毒的遗传物质作为翻译的模板和运载工作为翻译的模板和运载工具具参与核糖体的构成参与核糖体的构成少少数数RNA有催化作用有催化作用联系联系RNA由由DNA转录产生

5、，转录产生，DNA是遗传信息的储存者，是遗传信息的储存者，RNA是遗传信息的携带者，是遗传信息的携带者，RNA的遗传信息来自于的遗传信息来自于DNAn【拓展延伸】(1)DNA与RNA中虽然有共同的碱基(A、G、C)，但与之对应的核苷酸不相同，因为二者的五碳糖不同。n(2)DNA的转录产物不仅仅是mRNA，tRNA和rRNA均是由DNA转录而来。n(3)在真核细胞内，转录的mRNA需要经过加工才具有生物活性。n下列有关DNA和RNA的叙述，正确的是()n ADNA和RNA是同一物质在不同时期的两种形态nBDNA和RNA的基本组成单位是一样的nCAGCTGA既可能是DNA的碱基序列，也可能是RNA

6、的碱基序列n DmRNA上的碱基序列，决定于DNA的碱基序列，同时又决定蛋白质中氨基酸的序列n解析：本题考查DNA和RNA的区别及其功能。n答案：Dn1在如图所示四种化合物的化学组成中，“”中所对应的含义最接近的是()nA和B和nC和 D和n解析：中代表一磷酸腺苷，其中的五碳糖为核糖，按核酸命名原则可称之为腺嘌呤核糖核苷酸，中代表腺嘌呤，中代表腺嘌呤脱氧核苷酸，中代表腺嘌呤核糖核苷酸，所以和最相近。n答案：Dn二、遗传信息的表达n1DNA上遗传信息、密码子、反密码子的对应关系n n(2)反密码子：与mRNA分子中的密码子互补配对的tRNA上的3个碱基。n种类：61种。n对应关系：反密码子与61

7、种决定氨基酸的密码子对应。na一种tRNA只能运输一种氨基酸。nb一种氨基酸可由一种或几种tRNA运输。n特点：反密码子的三个碱基与相应的DNA模板链上对应的碱基相同，只是DNA的“T”对应tRNA的“U”。n【拓展延伸】密码子的特性n(1)简并性：当密码子中有一个碱基改变时，可能并不会改变其对应的氨基酸，从而减少变异发生的频率。当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸可保证翻译的速度。n(2)通用性：说明所有生物可能有共同的起源或生命在本质上是统一的。n2DNA复制、转录和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的间期细胞分裂的间期个体生长发育的整个过程个体生长发

8、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细胞质的核糖体体模板模板DNA的两条单链的两条单链DNA的其中一的其中一条链条链mRNA原料原料4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸4种核糖核苷种核糖核苷酸酸20种氨基酸种氨基酸ATP都需要都需要复制复制转录转录翻译翻译酶酶解旋酶、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产物产物2个双链个双链DNA1个单链个单链RNA多肽链多肽链(或蛋白质或蛋白质)产物去向产物去向传递到传递到2个子细个子细胞或子代胞或子代离开细胞核进入离开细胞核进入细胞质细胞质组成细胞结构蛋组成细胞结构蛋白或功能蛋白白或功能

9、蛋白特点特点边解旋边复制，边解旋边复制，半保留复制半保留复制边解旋边转录，边解旋边转录，转录后转录后DNA恢复恢复原状原状翻译结束后，翻译结束后，mRNA被降解成被降解成单体单体碱基配对碱基配对AT，TA，CG，GCAU，TA，CG，GCAU，UA，CG，GC意义意义传递遗传信息传递遗传信息表达遗传信息，使生物表现出各种表达遗传信息，使生物表现出各种性状性状n【拓展延伸】(1)从核糖体上脱离下来的只是多肽键，再经折叠，加工成为具有复杂空间结构的有活性的蛋白质。n(2)一种氨基酸可对应一种或多种密码子，也可由一种或多种tRNA来运输，但一种密码子(tRNA)只决定(运输)一种氨基酸。n(1)图中

10、标出的碱基符号，包括了_种核苷酸。n(2)DNA双链中，_链为转录的模板链；遗传信息存在于_链上；密码子存在于_链子(只写标号)。n(3)如合成胰岛素，共含51个氨基酸，则控制其 合 成 的 基 因 上 至 少 含 有 脱 氧 核 苷 酸_个。n解析：(1)DNA为，包括四种碱基，有四种脱氧核苷酸；RNA为，也包括四种碱基，有四种核糖核苷酸，故图中共有八种核苷酸。(2)能够与信使RNA碱基互补配对的转录模板链是，其上脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息；信使RNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基为遗传密码子。(3)信使RNA上每3个相邻碱基决定1个特定的氨基酸，据此，合成51个氨基酸的蛋白质，基因

11、上脱氧核苷酸数最少为306个。n答案：(1)八(2)(3)306n【触类旁通】基因表达过程中有关数量变化n(1)转录、翻译过程中DNA(基因)碱基数 mRNA碱基数 多肽链氨基酸数6 3 1图解如下：n(2)氨基酸数1/3mRNA碱基数1/6基因中碱基数的关系都是最大值，即每合成1个氨基酸至少需要mRNA中3个碱基，基因中6个碱基，其原因如下：nDNA中有的片段无遗传效应，不能转录出mRNA。n在基因片段中，有的片段起调控作用，不转录。n转录出的mRNA中有终止密码子，终止密码子不对应氨基酸，所以基因或DNA上碱基数目比蛋白质氨基酸数目的6倍多。n2(2012孝感高一检测)关于图示的生理过程的

12、说法，正确的是()nA该图所示的生物细胞有真正的细胞核nBmRNA上所含有的密码子均能在tRNA上找到相对应的反密码子nC该图表示的是转录和翻译nD该图表示的生理过程所需要的能量都由线粒体提供n解析：由图可知，该图所示的生理过程包括转录和翻译过程，该图所示的生理过程既可发生在真核生物细胞内，也可发生在原核生物细胞内；mRNA上的终止密码子在tRNA上没有相应的反密码子；该图所示的生理过程所需的能量可由细胞质基质或细胞质基质和线粒体提供。n答案：C与本节内容有关的实验问题：1探究影响基因表达的因素。2模拟遗传密码的破译。n【案例探究】n为了探究DNA的转录过程，有人在实验室中进行如下相关模拟实验

13、：n实验一：将从大肠杆菌中提取的RNA聚合酶加到具有足量的四种核糖核苷酸的试管中，在适宜温度条件下培养，一段时间后，测定其中的RNA的含量。n( 1 ) 该 实 验 能 否 检 测 出 R N A ？_。n原因是什么？_。n实验二：人们通过研究发现，有些抗生素可以通过阻断细菌细胞内蛋白质的合成，从而抑制细菌的繁殖。现发现一种新型抗生素，请你根据上述模拟实验一的方法探究这种抗生素能否阻断细菌DNA和人体DNA的转录过程。n(2)实验步骤：n取A、B、C、D 4支试管，各加入足量的ATP、核糖核苷酸、相关的酶的混合溶液；n _；n_。n(3)预期实验结果并得出实验结论：n该实验有可能会出现_种实验

14、结果，如果出现_，则说明该抗生素只阻断细菌DNA的转录过程，不阻断人体DNA的转录过程。n解析：(1)转录需要DNA模板、原料、能量和酶。实验一中所给的条件中缺乏DNA模板和ATP(能量)，故该实验不能检测出RNA。(2)本实验要探究某种新型抗生素对细菌和人体DNA的转录过程是否有阻断作用，要分别设计两组实验。根据题中所给的实验步骤，A、B两试管可设计与细菌DNA转录相关的实验，C、D两试管可设计与人体DNA转录相关的实验，注意实验变量是DNA的种类。 n(3)该实验结果可能有四种：A试管中无RNA生成，B、C、D试管中均有RNA生成，则说明该抗生素只阻断细菌DNA的转录过程，不阻断人体DNA的转录过程；A、B、D试管中均有RNA生成，C试管中无RNA生成，则说明该抗生素只阻断人体DNA的转录过程，不阻断细菌DNA的转录过程；A、B、C、D试管中均有RNA生成，则说明该抗生素既不阻断细菌DNA的转录过程，也不阻断人体DNA的转录过程； nA、C试管中均无RNA生成，B、D试管中均有RNA生成，则说明该抗生素既能阻断细菌DNA的