基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成和基因?qū)π誀畹目刂?一輪復(fù)習(xí))

第三節(jié)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成和基因?qū)π誀畹目刂?．根據(jù)下表中的已知條件，判斷蘇氨酸的密碼子是()CDNA雙鏈TGmRNAtRNA反密碼子A氨基酸蘇氨酸A.TGUB．UGAC．ACUD．UCU【解析】mRNA上3個相鄰的堿基決定1個氨基酸，每3個這樣的堿基稱作1個密碼子。根據(jù)mRNA的密碼子和tRNA上的反密碼子互補配對，可推知mRNA的密碼子最后一位堿基為U。DNA的一條鏈為TG，另一條鏈為AC，若DNA轉(zhuǎn)錄時的模板鏈為TG鏈，則mRNA的密碼子為ACU；若DNA轉(zhuǎn)錄時的模板鏈為AC鏈，則mRNA的密碼子為UGU。2．下列敘述正確的是()A．DNA是蛋白質(zhì)合成的直接模板B．每種氨基酸僅由一種密碼子編碼C．DNA復(fù)制就是基因表達的過程D．DNA是主要的遺傳物質(zhì)D【解析】本題考查學(xué)生的理解能力。蛋白質(zhì)合成的直接模板是mRNA；一種氨基酸可由一種或多種密碼子編碼；基因具有兩個基本功能，即復(fù)制和表達，基因的復(fù)制是以DNA為基本單位進行的；基因的表達分為轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個過程；由于絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)都是DNA，所以DNA是主要的遺傳物質(zhì)。一、基因控制蛋白質(zhì)的合成1．細(xì)胞中兩種核酸的比較DNARNA組成元素C、H、O、N、P基本單位

脫氧核苷酸

核糖核苷酸

化學(xué)組成磷酸1分子磷酸1分子磷酸五碳糖脫氧核糖

核糖堿基A、T、C、GA、U、C、G結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu)一般為單鏈結(jié)構(gòu)功能通過復(fù)制向后代傳遞遺傳信息DNA控制蛋白質(zhì)合成的中介(橋梁)分布染色體、線粒體、葉綠體細(xì)胞質(zhì)2.基因控制蛋白質(zhì)合成的過程：包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個階段。(1)轉(zhuǎn)錄：以DNA的一條鏈為模板，按照堿基互補配對原則，合成RNA的過程。場所：細(xì)胞核(主要)；模板：DNA解旋后，以其中的一條鏈作為模板；原料：4種核糖核苷酸；產(chǎn)物：單鏈的mRNA

；條件：ATP、DNA解旋酶、RNA聚合酶

等。(2)翻譯：以信使RNA為模板，以轉(zhuǎn)運RNA為運載工具，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。主要場所：細(xì)胞質(zhì)中的核糖體；模板：

mRNA

；原料：20種氨基酸(由tRNA轉(zhuǎn)運)；產(chǎn)物：有一定氨基酸順序的肽鏈(蛋白質(zhì))。4．反密碼子：tRNA上的三個相鄰堿基，可以與mRNA上的密碼子互補配對。5．復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯的比較DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯場所細(xì)胞核(主要)細(xì)胞核(主要)核糖體模板DNA雙鏈DNA的一條鏈mRNA原料脫氧核苷酸核糖核苷酸氨基酸產(chǎn)物DNAmRNA肽鏈(蛋白質(zhì))3．密碼子：

mRNA上三個相鄰的堿基。密碼子共有64種，其中61種編碼20種氨基酸，另外3種(UAG、UAA、UGA)不編碼任何氨基酸，被稱為終止密碼子。二、基因概念的理解1．從結(jié)構(gòu)上看(1)基因是DNA上一個個特定的片段，一個DNA分子上有許多個基因。(2)基因與DNA結(jié)構(gòu)一樣，也是由4種脫氧核苷酸按一定順序排列而成的，也是雙螺旋結(jié)構(gòu)。(3)每個基因的脫氧核苷酸數(shù)目及排序是特定的。(4)基因中的堿基排列順序(或脫氧核苷酸的排列順序)代表遺傳信息。2．從功能上看：基因具有遺傳效應(yīng)，即基因能控制生物的性狀?；蚴强刂粕镄誀畹幕締挝?，特定的基因決定特定的性狀。(1)一個DNA上有許多個基因。構(gòu)成基因的堿基數(shù)小于

(填“大于”、“小于”或“等于”)DNA分子的堿基總數(shù)。(2)基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。(3)遺傳信息蘊藏在4種堿基的排列順序之中。(4)DNA分子具有多樣性和特異性，這是生物體多樣性和特異性的物質(zhì)基礎(chǔ)。三、基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系1．基因?qū)π誀畹拈g接控制(1)機理：基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體性狀。(2)實例：白化病是由于控制酪氨酸酶的基因異常引起的。2．基因?qū)π誀畹闹苯涌刂?1)機理：基因通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀。(2)實例：囊性纖維病是由于編碼一個跨膜蛋白(CFTR蛋白)的基因缺失3個堿基引起的。3．基因與性狀的關(guān)系(1)基因與性狀的關(guān)系并不都是簡單的線性關(guān)系。如人的身高可能是由多個基因決定的，后天的營養(yǎng)和體育鍛煉也有重要作用。(2)生物體性狀的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)：基因與基因、基因與基因產(chǎn)物、基因與環(huán)境之間存在著復(fù)雜的相互作用，精細(xì)地調(diào)控著生物體的性狀，即表現(xiàn)型(性狀)＝基因型＋環(huán)境因素。四、中心法則1．概念：是指遺傳信息從DNA傳遞給RNA，再從RNA傳遞給蛋白質(zhì)，即完成遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程。也可以從DNA傳遞給DNA，即完成DNA的復(fù)制過程。這是所有具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物所遵循的法則。在某些病毒中的RNA自我復(fù)制(如

煙草花葉病毒

等)和在某些病毒中能以RNA為模板逆轉(zhuǎn)錄形成DNA的過程(某些致癌病毒)是對中心法則的補充。2．圖解：1．DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯的比較復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯時間細(xì)胞分裂的間期個體生長發(fā)育的整個過程場所主要在細(xì)胞核主要在細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)中的核糖體模板DNA的兩條單鏈DNA的一條鏈mRNA原料4種脫氧核苷酸4種核糖核苷酸20種氨基酸條件都需要特定的酶和ATP復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯產(chǎn)物2個雙鏈DNA一個單鏈RNA(mRNA、tRNA、rRNA)多肽鏈(或蛋白質(zhì))動向傳遞到2個子細(xì)胞中離開細(xì)胞核進入細(xì)胞質(zhì)組成細(xì)胞結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)和功能蛋白質(zhì)特點邊解旋邊復(fù)制，半保留復(fù)制邊解旋邊轉(zhuǎn)錄；轉(zhuǎn)錄后DNA仍恢復(fù)原來的雙鏈結(jié)構(gòu)翻譯結(jié)束后，mRNA分解成單個核苷酸復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯堿基配對A—T，T—A，G—C，C—GA—U，T—A，G—C，C—GA—U，U—A，C—G，G—C遺傳信息傳遞方向DNA→DNADNA→mRNAmRNA→蛋白質(zhì)意義使遺傳信息從親代傳給子代表達遺傳信息，使生物表現(xiàn)出各種性狀

【例1】下列哪項是DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過程中完全相同的地方()A．解旋酶的解旋B．堿基配對的方式C．模板鏈D．核苷酸【思路點撥】運可用排除法解此題。DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過程中堿基配對的方式不完全相同，在轉(zhuǎn)錄過程中有A—U配對的方式，而DNA復(fù)制過程中沒有；DNA復(fù)制的模板鏈?zhǔn)荄NA的兩條鏈，而轉(zhuǎn)錄的模板鏈?zhǔn)荄NA的一條鏈；DNA復(fù)制利用的原料是脫氧核苷酸，而轉(zhuǎn)錄過程中利用的原料是核糖核苷酸；不管是DNA復(fù)制過程還是轉(zhuǎn)錄過程都要先將DNA雙鏈解旋為單鏈才能進行。A【舉一反三】下列各項中哪一項是蛋白質(zhì)合成所不需要的()A．mRNAB．核糖體C．tRNAD．內(nèi)質(zhì)網(wǎng)D【特別提醒】蛋白質(zhì)的合成是在核糖體上完成的，以mRNA為模板，tRNA為轉(zhuǎn)移工具，與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)無關(guān)。2．關(guān)于信使RNA、轉(zhuǎn)運RNA和核糖體RNA(1)信使RNA(mRNA)：單鏈結(jié)構(gòu)，遺傳信息的攜帶者，由基因的一條鏈轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生，其上具有多個密碼子，具有特異性。(2)轉(zhuǎn)運RNA(tRNA)：三葉草結(jié)構(gòu)，氨基酸的運載者，其上具有反密碼子，其反密碼子與mRNA上的密碼子互補，具有專一性。(3)核糖體RNA(rRNA)：核糖體的組分，由核仁DNA轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生，含量最多?！纠?】遺傳學(xué)上將某種分子上決定一個氨基酸的三個相鄰堿基稱為“密碼子”，這種分子是()A．肽鏈B．DNAC．信使RNAD．轉(zhuǎn)運RNA【思路點撥】mRNA上決定一個氨基酸的三個相鄰堿基稱為一個密碼子。C【舉一反三】