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基因指导蛋白质的合成

[日期:2015/5/15 14:31:00] 阅读:3316

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一、RNA的组成及分类

1基本单位的组成


2结构

一般是单链,长度比DNA短;能通过核孔从细胞核转移到细胞质中。

3分类

在翻译过程中起模板作用的是mRNA;起转运作用的是tRNA;参与构成核糖体的是rRNA。

二、遗传信息的转录

1对转录概念的理解

主要场所

细胞核

模板

DNA的一条链

原料

4种游离的核糖核苷酸

产物

RNA

 

2转录过程

三、遗传信息的翻译

1对翻译概念的理解

 

场所

细胞质的核糖体上

模板

mRNA

原料

20种氨基酸

产物

具有一定氨基酸顺序的蛋白质

 

2遗传信息、密码子、反密码子的比较

 

 

存在位置

含义

生理作用

 遗传

信息

DNA

脱氧核苷酸(碱基对)的排列顺序

直接决定mRNA中碱基排列顺序,间接决定氨基酸的排列顺序

 密码子

mRNA

mRNA3个相邻的碱基

直接决定氨基酸的排列顺序

反密

码子

_tRNA

密码子互补的三个碱基

识别密码子

 

3翻译的过程

(1)mRNA核糖体结合。

(2)tRNAmRNA碱基互补配对,将氨基酸置于特定位置。

(3)脱水缩合形成—CO—NH—(写出结构简式),氨基酸连接形成肽链。

(4)肽链盘曲折叠,形成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子。

一、遗传信息的转录

1.阅读教材P6263,分析图42、43探究下列问题:

结合第3章第2DNA分子结构的学习,比较DNARNA。

比较项目

DNA

RNA

分布

主要存在于______

主要存在于______

化学组成

基本组成单位

________

________

碱基

嘌呤

________鸟嘌呤(G)

腺嘌呤(A) ________

嘧啶

胞嘧啶(C) ________

胞嘧啶(C)________

五碳糖

________

________

空间结构

规则的双螺旋结构

通常呈单链结构

 

提示:细胞核细胞质脱氧核糖核苷酸核糖核苷酸腺嘌呤(A) 鸟嘌呤(G) 胸腺嘧啶(T) 尿嘧啶(U) 脱氧核糖 核糖

2.探究RNA为什么能作为DNA的信使?

提示:RNA的基本组成单位是核苷酸,含有4种碱基,可以储存遗传信息;

RNA一般是单链,比DNA短,能通过核孔,从细胞核进入细胞质;

组成RNA的碱基也严格遵循碱基互补配对原则。

3.仔细分析教材P6344,探究下列问题:

如下所示为一段DNA分子,如果以β链为模板进行转录,试回答下列问题:

DNA α链:……A T G A T A G G G A A A C……

β链:……  T   A   C   T   A   T   C   C   C   T   T   T   G……

(1)写出对应的mRNA的碱基顺序。

提示:按照碱基互补配对原则,对应的mRNA的碱基顺序为……AUGAUAGGGAAAC……。

(2)转录成的RNA的碱基序列,与作为模板的DNA单链的碱基序列有何关系?与DNA的另一条链的碱基序列有哪些异同?

提示:转录成的RNA的碱基序列,与作为模板的DNA单链的碱基序列互补配对。

相同点:a.碱基数目相等;b.都含A、G、C 3种碱基;不同点:RNA中含有U,DNA中含有T。

二、遗传信息的翻译

1.组成生物体的氨基酸有20种,如果mRNA上的1个碱基决定1个氨基酸,能决定多少种氨基酸?2个碱基决定1个氨基酸能决定多少种氨基酸?试推测mRNA上至少几个碱基决定1个氨基酸才能决定20种氨基酸。

提示:mRNA上的碱基有4种,如果1个碱基决定1个氨基酸,能决定414种氨基酸。

2个碱基决定1个氨基酸能决定4216种氨基酸。

当由3个碱基决定一个氨基酸时,可以编码4364种氨基酸,所以至少需要3个碱基决定1种氨基酸才足以组合出构成蛋白质的20种氨基酸。

2.结合教材P654120种氨基酸的密码子表思考:

(1)密码子有多少种?在蛋白质合成过程中都决定氨基酸吗?

提示:密码子共有64种,但有3种为终止密码子,不决定氨基酸,决定氨基酸的密码子有61种。

(2)一种氨基酸可能对应几个密码子,这一现象称为密码的简并,密码的简并对生物体的生存发展有什么意义?

提示:密码的简并在遗传的稳定性和提高翻译速率上有一定的意义,具体如下:

当密码子中有一个碱基改变时,由于密码的简并,可能并不会改变对应的氨基酸。

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以保证翻译的速率。

3.结合下面图解,思考:

(1)基因中的碱基数、mRNA分子中的碱基数、蛋白质分子中的氨基酸数之间有何数量关系?

提示:基因中的碱基、mRNA分子中的碱基与蛋白质分子中的氨基酸三者之间的数量比为631。

(2)在蛋白质合成过程中,DNA中碱基数、mRNA中碱基数、氨基酸数是否一定遵循以上数量关系?

提示:不一定。因在一段多肽链对应的mRNA中含有不编码氨基酸的终止密码子,而在其对应的DNA中,还含有一些不能转录为mRNADNA片段。

4.判断正误

(1)氨基酸与密码子之间具有一一对应的关系。(×)

(2)转录和翻译过程可以出现AU、UA、CG、GC四种配对关系,不会出现TA的配对方式。(×)

(3)当密码子中有一个碱基改变时,可能不会改变对应的氨基酸。()

5.连线(将左侧的名词与其相对应的概念用线连接起来)

1转录、翻译与DNA复制的比较

项目

DNA复制

转录

翻译

场所

主要是细胞核

主要是细胞核

主要是细胞质中的核糖体

模板

DNA的两条链

DNA的一条链

mRNA

原料

4种脱氧核苷酸

4种核糖核苷酸

20种氨基酸

时间

细胞分裂间期

生物生长发育的过程中

产物

2个相同的DNA

RNA(mRNA、tRNA、rRNA)

有一定氨基酸排列顺序的蛋白质

特点

边解旋边复制,半保留复制

边解旋边转录,DNA仍保留

1mRNA分子可结合多个核糖体,提高合成蛋白质的速度

研究方法

可用放射性同位素标记“T”

可用放射性同位素标记“U”

可用放射性同位素标记氨基酸

联系

 

[特别提醒]

(1)一个mRNA翻译出的多肽链不一定是一条,可以同时随着多个核糖体,翻译出多条多肽链。

(2)从核糖体上脱离下来的只是肽链,肽链还要进一步加工,才能成为具有生物活性的蛋白质。

2遗传信息、密码子、反密码子与氨基酸之间的关系

3转录、翻译中的有关计算

(1)基因中碱基、RNA中碱基和氨基酸的数量关系:

转录时只以DNA的一条链为模板,因此转录形成的mRNA分子中的碱基数目是基因中碱基的1/2。

翻译过程中,mRNA中每3个碱基决定1个氨基酸,所以经翻译合成的蛋白质分子中氨基酸数目是mRNA中碱基的1/3。

(2)基因控制蛋白质合成过程中的几种数量关系:

基因中碱基数mRNA上的碱基数蛋白质中氨基酸个数=631。

[特别提醒]

(1)上述比例关系只是针对基因中的碱基,而不是整个DNA分子。

(2)由于终止密码子的存在,因此mRNA上碱基数目比氨基酸数目的3倍还要多一些,注意题目中是否有限定词,如最少等。

[1] (2012·全国新课标)同一物种的两类细胞各产生一种分泌蛋白,组成这两种蛋白质的各种氨基酸含量相同,但排列顺序不同。其原因是参与这两种蛋白质合成的(  )

AtRNA种类不同

BmRNA碱基序列不同

C.核糖体成分不同

D.同一密码子所决定的氨基酸不同

[解析] 选项A,蛋白质中氨基酸的种类和排列顺序的决定与参与蛋白质合成的tRNA种类没有关系。选项B,这两种分泌蛋白氨基酸排列顺序不同的直接原因是mRNA的碱基序列不同。选项C,核糖体都是由rRNA和蛋白质组成的。选项D,自然界中几乎所有的生物共用一套遗传密码。

[答案] B

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