DNA復(fù)制與轉(zhuǎn)錄翻譯PCR的區(qū)別

DNA復(fù)制（細(xì)胞內(nèi)復(fù)制）轉(zhuǎn)錄翻譯PCR技術(shù)（體外DNA復(fù)制技術(shù)）概念DNA復(fù)制是指DNA雙鏈在細(xì)胞分裂以前進(jìn)行的復(fù)制過程，復(fù)制的結(jié)果是一條雙鏈變成兩條一樣的雙鏈（如果復(fù)制過程正常的話），每條雙鏈都與原來的雙鏈一樣DNA分子首先解開雙鏈以DNA的一條鏈為模板按照堿基互補配對原則合成RNA的過程以mRNA為模板，以tRNA為運載工具．合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程PCR技術(shù)是一項在生物體外復(fù)制特定DNA片段的核酸合成技術(shù)。場所細(xì)胞核、線粒體、葉綠體細(xì)胞核、線粒體、葉綠體細(xì)胞質(zhì)（核糖體）體外原料4種游離脫氧核苷酸4種游離核糖核苷酸20種游離氨基酸4種游離脫氧核苷酸模板DNA分子中的兩條鏈DNA中的一條鏈mRNA目的基因（或目的基因的兩條鏈）酶解旋酶、DNA聚合酶等(DNA連接酶)解旋酶、RNA聚合酶等不要求氨基酰tRNA合成酶、氨肽酶等耐熱DNA聚合酶（Taq酶）能量ATPATPATP不需要ATP，能量來自外界加熱過程1、解旋：在解旋酶作用下，利用ATP釋放的能量解開雙螺旋；2、在DNA聚合酶的作用下，按照堿基互補配對原則，把游離的脫氧核苷酸連接到模板鏈上，并使脫氧核苷酸之間過磷酸二酯鍵連接；3、沿著模板鏈不斷延伸，最終形成兩個一模一樣的DNA分子。1、解旋：在解旋酶作用下，利用ATP釋放的能量解開雙螺旋；2、以解開的一條DNA鏈為模板，按堿基互補配對原則，游離的核糖核苷酸與脫氧核苷酸配對，3、核糖核苷酸間通過磷酸二酯鍵連接成RNA（mRNA，tRNA，rRNA）mRNA從核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，與核糖體結(jié)合，從起始密碼子（AUG）開始翻譯。tRNA一端攜帶氨基酸進(jìn)入核糖體．另一端的反密碼子與mRNA上的密碼子配對，兩氨基酸間形成肽鍵。核糖體繼續(xù)沿mRNA移動，每次移動一個密碼子，至終止密碼結(jié)束，肽鏈形成1、變性：即加熱至高溫使得目的基因的雙鏈打開（解旋，但不需要解旋酶）；2、退火(復(fù)性)：降溫使得解開的兩條鏈分別與引物結(jié)合；3、延伸：在Taq酶的作用下，按堿基互補配對原則，脫氧核苷酸之間過磷酸二酯鍵連接成新鏈。重復(fù)上述三步，就能獲得大量的目的基因。模板去向復(fù)制后，模板鏈與新形成的子鏈形成雙螺旋結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)錄后，模板鏈與非模板鏈重新形成雙螺旋結(jié)構(gòu)分解成核糖核苷酸擴增后，模板鏈與新合成的子鏈形成具有雙螺旋結(jié)構(gòu)的目的基因特點1、邊解旋邊復(fù)制；2、半保留復(fù)制邊解旋邊轉(zhuǎn)錄一條mRNA可與多個核糖體結(jié)合翻譯成多條相同的多肽鏈1、半保留復(fù)制；2、快速大量復(fù)制產(chǎn)物形成兩個完整的DNA分子三種單鏈RNA蛋白質(zhì)(多肽鏈)短時間內(nèi)形成大量的目的基因DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯、；逆轉(zhuǎn)錄以及PCR技術(shù)比較二、在基因過程的各種檢測和鑒定：1、標(biāo)記基因：為了檢測目的基因（目的基因表達(dá)載體）是否導(dǎo)入受體細(xì)胞；2、用DNA分子雜交法：檢測目的基因是否插到染色體DNA上（工具：基因探針）3、用DNA分子雜交法：檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA（工具：基因探針）；4、用抗原—抗體雜交法：檢測mRNA是否翻譯出蛋白質(zhì)；5、鑒定：個體水平鑒定：比如抗蟲實驗。一、命題規(guī)律與趨勢縱向分析近五年高考生物試題看，基因表達(dá)是考查的重點之一，多出現(xiàn)在選擇題中。從命題角度來看，高考重點考查基因表達(dá)涉及轉(zhuǎn)錄與翻譯兩個生理過程和這兩個生理過程的比較以及與中心法則、其他生理過程的比較。預(yù)計2013年高考，重點以考查轉(zhuǎn)錄和翻譯兩生理過程為主，會和DNA復(fù)制、遺傳定律等知識多角度的交叉綜合考查。二、規(guī)律總結(jié)1、DNA與RNA比較中文名稱基本單位徹底水解產(chǎn)物存在場所種類DNA脫氧核糖核酸脫氧(核糖)核苷酸磷酸、脫氧核糖、含氮堿基（A、T、G、C）真核生物：細(xì)胞核、線粒體、葉綠體；原核生物：擬核、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)（質(zhì)粒）。核DNA線粒體DNA葉綠體DNA質(zhì)粒RNA核糖核酸核糖核苷酸磷酸、核糖、含氮堿基（A、U、G、C）主要在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)mRNAtRNArRNA等2、DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯、PCR技術(shù)比較DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯PCR技術(shù)場所細(xì)胞核、線粒體、葉綠體細(xì)胞核、線粒體、葉綠體細(xì)胞質(zhì)（核糖體）體外原料4種游離脫氧核苷酸4種游離核糖核苷酸20種游離氨基酸4種游離脫氧核苷酸模板DNA分子中的兩條鏈DNA中的一條鏈mRNA目的基因（或目的基因的兩條鏈）酶解旋酶、DNA聚合酶等解旋酶、RNA聚合酶等氨基酰tRNA合成酶、氨肽酶等耐熱DNA聚合酶（Taq酶）能量ATPATPATP不需要ATP，能量來自外界加熱模板去向復(fù)制后，模板鏈與新形成的子鏈形成雙螺旋結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)錄后，模板鏈與非模板鏈重新形成雙螺旋結(jié)構(gòu)分解成核糖核苷酸擴增后，模板鏈與新合成的子鏈形成具有雙螺旋結(jié)構(gòu)的目的基因特點1、邊解旋邊復(fù)制；2、半保留復(fù)制邊解旋邊轉(zhuǎn)錄一條mRNA可與多個核糖體結(jié)合翻譯成多條相同的多肽鏈1、半保留復(fù)制；2、快速大量復(fù)制產(chǎn)物形成兩個完整的DNA分子單鏈RNA（mRNA、tRNA、rRNA）蛋白質(zhì)(多肽鏈)短時間內(nèi)形成大量的目的基因3、遺傳信息、密碼子、反密碼子的比較概念作用存在位置種類、數(shù)量特點相互聯(lián)系遺傳信息基因中脫氧核苷酸的排列順序控制生物的遺傳性狀DNA不同基因中脫氧核苷酸的數(shù)量、排列順序不同，決定遺傳信息特異性DNA兩條鏈上的堿基互補基因中脫氧核苷酸的序列決定mRNA中核糖核苷酸的序列，mRNA中堿基序列與基因模板鏈中堿基序列互補配對，密碼子與相應(yīng)反密碼子的序列互補配對密碼子mRNA中決定一個氨基酸的三個相鄰堿基直接決定蛋白質(zhì)中的氨基酸序列mRNA64種(3種終止密碼子、61種決定氨基酸的密碼子)與DNA模板鏈上的堿基互補(T被U取代)反密碼子tRNA中與mRNA密碼子互補配對的三個堿基識別密碼子，轉(zhuǎn)運氨基酸t(yī)RNA理論上61種與mRNA的堿基互補三、2014年高考命題視點1、命題視點1基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成【知識貯備】根據(jù)圖一完成圖二中基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成過程關(guān)系【答案】=1\*GB3①轉(zhuǎn)錄=2\*GB3②mRNA=3\*GB3③翻譯=4\*GB3④脫氧核苷酸序列=5\*GB3⑤遺傳密碼=6\*GB3⑥氨基酸序列【典例1】（2012安徽）圖示細(xì)胞內(nèi)某些重要物質(zhì)的合成過程，該過程發(fā)生在（）A．真核細(xì)胞內(nèi)，一個mRNA分子上結(jié)合多個核糖體同時合成多條肽鏈B．原核細(xì)胞內(nèi)，轉(zhuǎn)錄促使mRNA在核糖體上移動以便合成肽鏈C．原核細(xì)胞內(nèi)，轉(zhuǎn)錄還未結(jié)束便啟動遺傳信息的翻譯D．真核細(xì)胞內(nèi)，轉(zhuǎn)錄的同時核糖體進(jìn)入細(xì)胞核啟動遺傳信息的翻譯【答案】C【解析】本題考查原核基因表達(dá)過程，重點考查學(xué)生識圖、析圖能力，中等難度。圖示過程為轉(zhuǎn)錄和翻譯在同一時間同一地點進(jìn)行，所以為原核生物的基因表達(dá)過程，答案A、D錯，轉(zhuǎn)錄是核糖體沿mRNA移動，答案B錯。2、命題試點二中心法則的理解【知識貯備】據(jù)圖填空：（1）圖中生理過程①、②、③分別叫________、________、________，進(jìn)行的場所依次是________、________、________。（2）圖中④________、⑤________只發(fā)生在______________的細(xì)胞中。（3）④過程中堿基互補配對時，遵循的原則________________。【答案】（1）復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯細(xì)胞核細(xì)胞核核糖體（2）逆轉(zhuǎn)錄RNA的復(fù)制被RNA病毒寄生（3）A—T、U—A、C—G、G—C【典例2】如圖表示有關(guān)遺傳信息傳遞的模擬實驗。下列相關(guān)敘述中合理的是()A．若A是RNA，B是DNA，則試管內(nèi)必須加入DNA連接酶B．若A是CTTGTACAA，B含有U，則試管內(nèi)必須加入逆轉(zhuǎn)錄酶C．若A與B都是DNA，則試管內(nèi)必須加入氨基酸D．若B是蛋白質(zhì)，A是mRNA，則試管內(nèi)還應(yīng)該有其他RNA【答案】D【解析】本題以遺傳信息傳遞過程所需要的各種條件辨析作為考點，重點考查了學(xué)生的分析問題的能力，難度中等。若A是RNA，B是DNA，表示逆轉(zhuǎn)錄過程，需加入逆轉(zhuǎn)錄酶，A答案錯；若A是CTTGTACAA，B含有U，表示轉(zhuǎn)錄過程，需加入RNA聚合酶，B答案錯；若A與B都是DNA，表示DNA的復(fù)制過程，需加入DNA聚合酶，C答案錯；若B是蛋白質(zhì)，A是mRNA，表示翻譯過程，則試管內(nèi)還應(yīng)該有其他RNA，如tRNA，D答案對。3、命題試點三基因?qū)π誀畹目刂啤局R貯備】說明：線粒體、葉綠體中也有基因存在，這些部位基因的表達(dá)受核基因調(diào)控，但其基因的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯均是在基因所屬細(xì)胞器中的核糖體上完成的。【典例3】機體對性狀控制過程如圖所示，下列說法正確的是（）A．過程①、②都主要在細(xì)胞核中進(jìn)行B．食物中缺乏酪氨酸會使皮膚變白C．M1和M2不可能同時出現(xiàn)在同一個細(xì)胞中D．老年人細(xì)胞中不含有M2【答案】C【解析