基因的表達是通過DNA控制蛋白質的合成來實現的。蛋白質的合成包括兩個階段——轉錄和翻譯。轉錄是在細胞核内進行的,是以DNA的一條鍊(以基因為單位轉錄)為模闆,按照堿基互補配對原則,合成mRNA的過程。翻譯是在細胞質中進行的,是指以mRNA為模闆,合成具有一定氨基酸順序的蛋白質的過程。mRNA上3個相鄰的堿基編碼1個氨基酸,這樣的3個堿基又稱做密碼子。tRNA是氨基酸的運載工具,它能夠識别mRNA的密碼子。每種tRNA隻能識别并轉運1種氨基酸。核糖體是細胞内利用氨基酸合成蛋白質的場所。
RNA的結構與分類、功能
(1)基本單位:核糖核苷酸。
(2)種類及功能
mRNA:蛋白質合成的模闆,
tRNA:識别并轉運氨基酸,
rRNA:核糖體的組成成分
(3)RNA與DNA的區别
物質組成 |
結構特點 | ||
五碳糖 |
特有堿基 | ||
DNA |
脫氧核糖 |
T(胸腺嘧啶) |
一般是雙鍊 |
RNA |
核糖 |
U(尿嘧啶) |
通常是單鍊 |
【技法提煉】DNA和RNA的區分
(1)DNA和RNA的判斷
①含有堿基T或脫氧核糖⇒DNA;
②含有堿基U或核糖⇒RNA。
(2)單鍊DNA和雙鍊DNA的判斷
①若:⇒雙鍊DNA;
②若:嘌呤數≠嘧啶數⇒單鍊DNA。
(3)DNA和RNA合成的判斷:用放射性同位素标記T或U可判斷DNA和RNA的合成。若大量消耗T,可推斷正在發生DNA的合成;若大量利用U,可推斷正在進行RNA的合成。
遺傳信息的轉錄
(1)場所:主要是細胞核,在葉綠體、線粒體中也能發生轉錄過程。
(2)條件
模闆:DNA的一條鍊,
原料:4種核糖核苷酸,
能量:ATP,
酶:RNA聚合酶
(3)過程
(4)産物:信使RNA、核糖體RNA、轉運RNA。
遺傳信息的翻譯
1.密碼子和氨基酸的對應關系
2.遺傳信息的翻譯過程
(1)場所或裝配機器:核糖體。
(2)條件
模闆:mRNA
原料:氨基酸
能量:ATP
酶:多種酶
搬運工具:tRNA
(3)過程
3.翻譯時的特點
一條mRNA可結合多個核糖體,其意義:少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白質。
4.原核生物和真核生物轉錄翻譯過程對比
(1)原核生物轉錄翻譯過程
(2)真核生物轉錄翻譯過程
5.複制、轉錄和翻譯的比較
(1)區别
複制 |
轉錄 |
翻譯 | |
時間 |
細胞分裂的間期 |
生物個體發育的整個過程 | |
場所 |
主要在細胞核 |
主要在細胞核 |
核糖體 |
模闆 |
DNA的兩條單鍊 |
DNA的一條鍊 |
mRNA |
原料 |
4種脫氧核苷酸 |
4種核糖核苷酸 |
20種氨基酸 |
條件 |
解旋酶、DNA聚合酶、能量 |
解旋酶、RNA聚合酶、能量 |
酶、ATP、tRNA |
産物 |
2個雙鍊DNA |
1個單鍊RNA |
多肽鍊 |
模闆去向 |
分别進入兩個子代DNA分子中 |
恢複原樣,重新組成雙螺旋結構 |
水解成單個核糖核苷酸 |
特點 |
邊解旋邊複制、半保留複制 |
邊解旋邊轉錄 |
1條mRNA上同時結合多個核糖體合成多條肽鍊 |
遺傳信息的傳遞 |
DNA→DNA |
DNA→mRNA |
mRNA→蛋白質 |
意義 |
傳遞遺傳信息 |
表達遺傳信息,使生物表現出各種性狀 |
(2)聯系
(3)複制、轉錄和翻譯過程中堿基互補配對原則及有關數量關系
①DNA分子複制、轉錄和翻譯過程中的堿基互補配對原則
a.DNA分子複制時:親代鍊與子代鍊間存在堿基互補配對,
b.DNA分子轉錄時:模闆鍊與RNA鍊間存在堿基互補配對,
c.翻譯過程中:mRNA中密碼子與tRNA中反密碼子間存在, 堿基互補配對)
②基因中堿基、RNA中堿基和蛋白質中氨基酸數量的關系
6 : 3 : 1
即:蛋白質中氨基酸的數目=1/3mRNA中的堿基數目=1/6DNA(基因)中的堿基數目。
小題精煉
1.判斷下列有關RNA的叙述
(1)一個tRNA分子中隻有三個堿基,可以攜帶多種氨基酸( ×)
(2)rRNA是核糖體的組成成分,原核細胞中可由核仁參與合成( ×)
(3)tRNA分子中的部分堿基兩兩配對形成氫鍵( √)
(4)有些RNA可通過降低化學反應的活化能來提高反應速率( √)
(5)在翻譯過程中,tRNA分子的—OH端與相應的氨基酸結合( √)
2.判斷下列有關遺傳信息、密碼子和反密碼子的叙述
(1)每種氨基酸僅由一種密碼子編碼( ×)
(2)一個tRNA上的反密碼子隻能與mRNA上的一種密碼子配對( √)
(3)mRNA上所含有的密碼子均能在tRNA上找到相對應的反密碼子( ×)
(4)如圖表示藍藻DNA上遺傳信息、密碼子、反密碼子間的對應關系,則①是β鍊,完成此過程的場所是細胞核( ×)
3.判斷下列有關複制、轉錄和翻譯的相關叙述
(1)DNA複制就是基因表達的過程( ×)
(2)轉錄和翻譯過程都存在T—A、A—U、G—C的堿基配對方式( ×)
(3)蛋白質合成旺盛的細胞中,DNA分子較多,轉錄成的mRNA分子也較多( ×)
(4)細菌的一個基因轉錄時兩條DNA鍊可同時作為模闆,提高轉錄效率( ×)
(5)細胞中的mRNA在核糖體上移動,指導蛋白質的合成( ×)
(6)DNA複制和轉錄時,其模闆都是DNA的一整條鍊( ×)
(7)一個DNA隻能控制合成一種蛋白質( ×)
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