第4章 第1节 基因指导蛋白质的合成1

提示：(1) (2)生成的RNA的碱基序列与模板链互补，与非模 板链碱基序列基本相同(除T和U外)。
[跟随名师·解疑难] 1．三种RNA的比较
mRNA 分布 常与核糖体结 部位 合 tRNA rRNA 与蛋白质结合 形成核糖体
细胞质中
结构
mRNA 功 翻译时作模板
tRNA 翻译时作搬运
rRNA 参与核糖
解旋酶 D．一个细胞周期中，甲所示过程在每个起点只起始一次， 乙可起始多次
[思路点拨]
[精讲精析]
图甲表示DNA分子的复制过程，图乙表示转
录过程，乙的产物是单链的mRNA分子；甲、乙过程主要在
细胞核中进行；甲、乙过程均需要解旋酶的参与；在一个细 胞周期中，核中DNA分子只复制一次，而转录可以进行多次。 [答案] D
是4种脱氧核苷酸，组成RNA链的是4种核糖核苷酸，因此图
解中共有8种核苷酸。 答案：C
[例2]
ห้องสมุดไป่ตู้
下图表示真核细胞内合成某种分泌蛋白过程中由
DNA到蛋白质的信息流动过程，①②③④表示相关过程。请
据图回答下列问题：
(1)①过程的产物是DNA，则①过程发生在__________
期，催化过程②的酶是______________。
(2)以上关系应理解为：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：
①DNA中有的片段无遗传效应，不能转录出mRNA。
②在基因片段中，有的片段起调控作用，不转录。
③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。
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第 4 章
第 1 节
把握 热点 考向
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1． RNA有三种：信使RNA(mRNA)、转运
RNA(tRNA)和核糖体RNA(rRNA)。
2．转录的主要场所是细胞核，条件是模板 (DNA的一条链)、原料(4种核糖核苷酸)、 酶(RNA聚合酶)和能量。 3．翻译的场所是核糖体，条件是模板
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。
[例1]
(2011· 安徽高考)下面的甲、乙图示为真核细 ( )
胞内两种物质的合成过程，下列叙述正确的是
A．甲、乙所示过程通过半保留方式进行，合成的产物是 双链核酸分子 B．甲所示过程在细胞核内进行，乙在细胞质基质中进行
C．DNA分子解旋时，甲所示过程不需要解旋酶，乙需要
(2)已知甲硫氨酸和酪氨酸的密码子分别是AUG、 UAC，某tRNA一端的三个碱基是UAC，该tRNA所携带的 氨基酸是________。
(3)a、b为mRNA的两端，核糖体在mRNA上的移动方向
是________。④过程进行的场所有______________。 (4)一个mRNA上连接多个核糖体叫做多聚核糖体，多聚 核糖体形成的意义是________________________________。 从原核细胞中分离的多聚核糖体常与DNA结合在一起，这说
意义
传递遗传信息
表达遗传信息，使生物表现出各
种性状
[特别提醒] (1)从核糖体上脱离下来的只是多肽链，再经折叠，加工 成为具有复杂空间结构的有活性的蛋白质。
(2)密码子的特性：
①简并性：a.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。b.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 酸可保证翻译的速率。
一个mRNA上连接多个核糖体以后，可以同时合成多条相同
的肽链，提高蛋白质的合成速率。在原核细胞中分离的多聚 核糖体常与DNA结合在一起，说明在原核细胞中边转录边翻 译，转录和翻译可同时同地点进行。(5)信使RNA上每3个相 邻碱基决定1个特定的氨基酸，据此，合成含51个氨基酸的
蛋白质，基因上脱氧核苷酸数至少为306个。
a．起始密码子：2种，AUG、GUG， 61种编码 同时编码氨基酸 氨基酸 ①种类 b．普通密码子：59种，只编码氨基酸 e．终止密码子：3种，UAA、UGA、UAG， 不编码氨基酸，只是终止信号 a．决定20种氨基酸的密码子共有61种 b．一种氨基酸可以由一种或几种密码 ②对应关系 子来决定（简并性） c．一种密码子只能决定一种氨基酸
解 旋 酶 、 DNA 解 旋 酶 、 RNA 聚
聚合酶 合酶
产物
2个双链DNA
1个单链RNA
产物 去向
传 递 到 2 个子 细 离开细胞核进入细 胞或子代 胞质
复制
边解旋边复制， 半保留复制
转录
翻译
边解旋边转录， 翻译结束后，
转录后DNA恢 复原状 mRNA被降解 成单体
特点
碱基 配对
A—T，T—A， A—U，T—A， A—U，U—A， C—G，G—C C—G，G—C C—G，G—C
能
联
氨基酸的工具
体的组成
①组成相同：4种核糖核苷酸 ②来源相同：都由转录产生 ③功能协同：都与翻译有关
系
2.转录有关问题分析
(1)碱基互补配对关系：G—C、C—G、T—A、A—U。
(2)mRNA与DNA模板链碱基互补，但与非模板链碱基
序列基本相同，只是用U代替T。
[特别提醒]
(1)转录的基本单位是基因，而不是整个DNA。 (2)在真核细胞内，转录出来的RNA需经过加工才具 有生物活性。
1．RNA的组成和种类[判断正误] (1)DNA和RNA中都含有脱氧核糖。 (× )
(2)DNA和RNA共有的碱基是A、G、C，RNA特有的
碱基是U，DNA特有的碱基是T。
(3)RNA一般为单链结构。
(√ )
(√ )
2．RNA的种类[填空]
①信使RNA（mRNA）——传递遗传信息 ②转运RNA（tRNA）——运输 氨基酸 ③核糖体RNA（rRNA）——组成 氨基酸
2．DNA复制、转录和翻译的比较 复制 时间 转录 翻译
细胞分裂的间
期
个体生长发育的整个过程 细胞质的核 糖体 mRNA
场所
主要在细胞核
主要在细胞核
模板 原料 能量
DNA 的 两 条 单 DNA 的 其 中 一
链
条链
4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 20种氨基酸 都需要
复制 酶
转录
翻译 合成酶 多肽链 ( 或蛋白 质) 组成细胞结构 蛋白或功能蛋 白
提示：不一定。因为一种氨基酸可对应一种或多种密码子。
3．一个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？ 提示：每个核糖体合成一条完整的多肽链。
[跟随名师·解疑难] 1．DNA上遗传信息、密码子、反密码子的对应关系
(1)密码子：mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻碱基。
[自读教材·夯基础] 1．翻译的概念[填空]
2．密码子与反密码子[填表]
密码子 位置 种类 mRNA 64 种 决定一个氨基酸的 3个相邻的碱基
反密码子 tRNA 61种 与 密码子 发生碱基互
实质
补配对的3个相邻的
碱基
3．过程[填空]
1．若某一多肽链片段为“—苯丙氨酸—色氨酸—谷氨 酸—”，请写出指导该多肽合成的mRNA中相应碱基组成；
典例剖析
抗生素是临床上治疗各种由细菌引起的疾病的特效药，能 够有效地抑制细菌蛋白质的合成，而不影响人的蛋白质的合成。 抗生素是通过什么机制抑制细菌蛋白质的合成的呢？有人提出 了如下两种假设：
①抗生素能抑制细菌DNA的转录过程，而不影响人体
DNA的转录过程。 ②抗生素能抑制细菌体内的翻译过程，而不影响人体内的
3．DNA的转录[填空]
(1)
(2)过程：
1．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？ 提示：①根据五碳糖不同；②根据含氮碱基不同；③利
用甲基绿吡罗红染液进行染色。
2．下图是一小段DNA片段，①链是模板链，请写出其转 录生成的RNA的碱基序列，并分析RNA的碱基序列与DNA两 条链碱基序列的关系？
(2)实验结果及结论： ①若甲组________生成量明显少于乙组，丙、丁两组蛋
白质生成量相似，则说明抗生素是通过抑制________来抑制细
菌蛋白质合成的； ②若甲、乙两组RNA生成量相似，丙组________生成量 明显少于丁组，则说明抗生素是通过抑制________来抑制细菌 蛋白质合成的；
翻译过程。
请你设计实验，探究抗生素抑制细菌蛋白质合成的原因。 (假设抗生素不影响人体的任何生理功能)
(1)实验设计的思路：
①先设计两组实验(甲、乙两组)，体外模拟细菌________
的过程，甲组加适量________，乙组加等量蒸馏水，检测两组 实验中________的生成量。通过这两组实验探究是否为第一种 假设 。 ②再设计两组实验(丙、丁两组)，体外模拟细菌________ 的过程，丙组加适量________，丁组加等量蒸馏水，检测两组 实验中________的生成量，以此来探究是否为第二种假设 。
2．一段原核生物的mRNA通过翻译可合成一条含有 11个肽键的多肽，则此mRNA分子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mRNA的基因 中至少含有的碱基数依次为 ) (
A．33、11、66
C．12、36、24
B．36、12、72
D．11、36、72
解析：此多肽含有11个肽键，所以是由12个氨基酸脱水缩合
(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。
①种类：61 种。 a.反密码子与61种决定氨基酸的密码子对应 对应 b.一种tRNA只能运输一种氨基酸 ② 关系 c.一种氨基酸可由一种或几种tRNA运输 ③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”。