資源簡介

第4章第1節(jié) 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯。
2.運(yùn)用數(shù)學(xué)方法，分析堿基與氨基酸的對應(yīng)關(guān)系。
3.闡明中心法則的具體內(nèi)容。
一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄
基礎(chǔ)梳理
1.RNA
（1）基本單位：四種 。
（2）結(jié)構(gòu)：一般是 ，比DNA 。
（3）分布：主要在 內(nèi)合成，通過 進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)。
（4）分類
mRNA：將遺傳信息從DNA傳遞到 中。
tRNA：轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸，識別 。
rRNA： 的組成成分。
2.轉(zhuǎn)錄
（1）概念：在細(xì)胞核中，以 為模板合成 的過程。
（2）條件
模板：DNA的一條鏈。
原料：四種游離的 。
酶： 。
能量： 。
其他條件：適宜的溫度、 。
（3）過程
第1步：DNA雙鏈解開， 暴露出來。
第2步：游離的 與DNA模板鏈上的堿基互補(bǔ)配對，在 的作用下開始mRNA的合成。
第3步：新結(jié)合的核糖核苷酸連接到正在合成的 分子上
第4步：合成的mRNA從DNA鏈上 。而后，DNA雙螺旋 。
二、遺傳信息的翻譯
基礎(chǔ)梳理
1.翻譯的概念：游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸，以 為模板合成具有一定氨基酸順序的 的過程。
2.密碼子
（1）種類：64個(gè)，分三類。
起始密碼子： 個(gè)，AUG、GUG。
終止密碼子：3個(gè)，UAA、UAG、UGA。
普通密碼子：59個(gè)。
注：①在正常情況下， 是終止密碼子，但在特殊情況下，UGA可以編碼 。
②在原核生物中，GUG也可以作起始密碼子，此時(shí)它編碼甲硫氨酸。
（2）與氨基酸的對應(yīng)關(guān)系
起始密碼子和普通密碼子均有對應(yīng)的氨基酸，終止密碼子 氨基酸，僅僅是翻譯終止的信號。
（3）特點(diǎn)
：即一種氨基酸（如絲氨酸）可以由多種密碼子決定，有利于保持蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)（或生物性狀）的相對穩(wěn)定。
通用性：即整個(gè)生物界共用一套密碼子。同一種密碼子在 生物體內(nèi)編碼的氨基酸是相同的。
（4）反密碼子的概念：位于 上，在翻譯過程中能與 上的密碼子發(fā)生互補(bǔ)配對的三個(gè)相鄰的堿基。
（5）反密碼子的與氨基酸的對應(yīng)關(guān)系
一種tRNA只能轉(zhuǎn)運(yùn) 氨基酸；
一種氨基酸可由 RNA轉(zhuǎn)運(yùn)。
3.翻譯的過程
4.一條mRNA同時(shí)與 核糖體相結(jié)合，可以同時(shí)合成 多肽鏈，提高翻譯的效率。
易錯(cuò)提示
1.密碼子和反密碼子都位于mRNA上。（ ）
2.翻譯合成的多肽鏈需進(jìn)一步盤曲折疊才能形成蛋白質(zhì)。（ ）
三、中心法則
基礎(chǔ)梳理
1.提出者：克里克。
2.內(nèi)容：遺傳信息可以從DNA流向DNA，即DNA的 ；也可以從DNA流向RNA，進(jìn)而流向 ，即遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯。
隨堂訓(xùn)練
1.下列有關(guān)mRNA、tRNA和rRNA的描述錯(cuò)誤的是( )
A.tRNA是不含氫鍵的單鏈核酸分子
B.核仁是合成rRNA的場所
C.mRNA、tRNA和rRNA都從DNA轉(zhuǎn)錄而來
D.三種RNA都參與了基因表達(dá)時(shí)的翻譯過程
2.如圖表示轉(zhuǎn)錄過程，下列敘述正確的是( )
A.①為DNA聚合酶，②為模板鏈
B.③④間以氫鍵相連，⑤⑥間以磷酸二酯鍵相連
C.轉(zhuǎn)錄過程以4種堿基為原料，產(chǎn)物是mRNA
D.原核細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄發(fā)生在擬核區(qū)，真核細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄則只發(fā)生在細(xì)胞核
3.下列關(guān)于真核細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄的敘述，錯(cuò)誤的是( )
A. tRNA、rRNA和mRNA都經(jīng)DNA轉(zhuǎn)錄而來
B. 同一細(xì)胞中兩種RNA的合成有可能同時(shí)發(fā)生
C. 細(xì)胞中的RNA合成過程不會(huì)在細(xì)胞核外發(fā)生
D. 轉(zhuǎn)錄出的RNA鏈與模板鏈的相應(yīng)區(qū)域堿基互補(bǔ)
4.如圖是某細(xì)胞中正在進(jìn)行的翻譯過程，下列說法正確的是( )
A.參與圖示過程的RNA有3種，均不含氫鍵
B.圖中tRNA中氨基酸的結(jié)合位置為乙，可攜帶多種氨基酸
C.細(xì)胞膜上和細(xì)胞中運(yùn)輸氨基酸的物質(zhì)化學(xué)本質(zhì)不同
D.mRNA在核糖體上的移動(dòng)速度決定了圖中翻譯的速度
5.關(guān)于下圖所示過程的敘述，正確的是( )
A.圖示過程中只有兩種單鏈RNA參與
B.①表示信使RNA，其堿基排列順序與它的DNA模板鏈的互補(bǔ)鏈完全相同
C.②表示轉(zhuǎn)運(yùn)RNA，識別①mRNA上決定氨基酸種類的遺傳密碼
D.③表示核糖體，當(dāng)它沿圖中①從右往左移動(dòng)到終止密碼子時(shí)，多肽合成結(jié)束
6.下圖為某細(xì)菌mRNA與對應(yīng)的翻譯產(chǎn)物示意圖，下列相關(guān)敘述不正確的是( )
A.一個(gè)mRNA可翻譯成多種蛋白質(zhì)
B.一個(gè)mRNA只有一個(gè)游離磷酸基團(tuán)
C.該mRNA合成的過程中核糖體就可以與之結(jié)合
D.mRNA上的起始密碼子是由基因中的啟動(dòng)子轉(zhuǎn)錄形成
7.下圖表示核糖體上合成蛋白質(zhì)的過程。下列有關(guān)敘述正確的是( )
A. 翻譯進(jìn)行過程中，A位點(diǎn)tRNA上攜帶的氨基酸會(huì)轉(zhuǎn)移到位于P位點(diǎn)的tRNA上
B. 圖中從E位點(diǎn)離開的tRNA會(huì)在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中被水解
C. 圖中組成該蛋白質(zhì)前三個(gè)氨基酸序列為甲硫氨酸—組氨酸—色氨酸
D. 當(dāng)終止密碼進(jìn)入A位點(diǎn)時(shí)，由于tRNA不攜帶氨基酸，導(dǎo)致翻譯終止
8.關(guān)于蛋白質(zhì)生物合成的敘述，正確的是( )
A.一種tRNA可以攜帶多種氨基酸
B.DNA聚合酶是在細(xì)胞核內(nèi)合成的
C.反密碼子是位于mRNA上相鄰的3個(gè)堿基
D.線粒體中的DNA能控制某些蛋白質(zhì)的合成
答案解析
1.答案：A
解析：A、tRNA是三葉草形，部分區(qū)域含氫鍵，A錯(cuò)誤；B、核仁與某種RNA(rRNA)的合成以及核糖體的形成有關(guān)，B正確；C、mRNA、tRNA和RNA都從DNA轉(zhuǎn)錄而來，C正確；D、翻譯過程中需要mRNA作為模板，需要tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸，需要RNA組成核糖體，因此三者都參與了翻譯過程，D正確。故選A。
2.答案：B
解析：①為RNA聚合酶，②為模板鏈，A錯(cuò)；轉(zhuǎn)錄以DNA一條鏈為模板鏈，按照堿基互補(bǔ)配對原則生成單鏈RNA， ③④堿基對間以氫鍵相連，⑤⑥磷酸和核糖間以磷酸二酯鍵相連，形成RNA外側(cè)骨架，B正確；轉(zhuǎn)錄過程以4種核糖核苷酸為原料，產(chǎn)物是RNA，C錯(cuò)；原核細(xì)胞DNA存在于擬核，真核細(xì)胞DNA主要在細(xì)胞核染色體，細(xì)胞質(zhì)線粒體和葉綠體也含有少量DNA，故原核細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄發(fā)生在擬核區(qū)，真核細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄發(fā)生在細(xì)胞核、線粒體、葉綠體，D錯(cuò)。
3.答案：C
解析：根據(jù)中心法則,正常真核細(xì)胞中的tRNA,rRNA和mRNA都以DNA的某一條鏈為模板轉(zhuǎn)錄而來,A正確;不同RNA形成過程中所用的DNA模板鏈可能是不同的,所以兩種RNA的合成可以同時(shí)進(jìn)行,互不干擾,B正確;真核細(xì)胞中的線粒體和葉綠體為半自主性細(xì)胞器,線粒體DNA與葉綠體DNA在基因表達(dá)過程中也會(huì)合成RNA,C錯(cuò)誤;轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生RNA的過程遵循堿基互補(bǔ)配對原則,因此轉(zhuǎn)錄出的RNA鏈可以與模板鏈的相應(yīng)區(qū)域堿基互補(bǔ),D正確。
4.答案：C
解析：參與翻譯過程的RNA有3種，分別是mRNA、tRNA和rRNA，如題圖所示，tRNA為三葉草結(jié)構(gòu)，含有氫鍵，A錯(cuò)誤；題圖中攜帶氨基酸的分子為tRNA，氨基酸結(jié)合位置為乙，一種氨基酸可對應(yīng)多種tRNA，但是一種tRNA只能攜帶一種氨基酸，B錯(cuò)誤；細(xì)胞膜上運(yùn)輸氨基酸的物質(zhì)是載體蛋白，細(xì)胞中運(yùn)輸氨基酸的物質(zhì)是tRNA，C正確；核糖體在mRNA上移動(dòng)，并非mRNA在核糖體上移動(dòng)，D錯(cuò)誤。
5.答案：C
6.答案：D
解析：A、由圖可知，一個(gè)mRNA可翻譯成多種蛋白質(zhì)，A正確；B、mRNA為單鏈結(jié)構(gòu)，其上只有一個(gè)游離的磷酸基團(tuán)，B正確；C、細(xì)菌屬于原核生物，其細(xì)胞中不含核膜，因此該mRNA合成的過程中核糖體就可以與之結(jié)合，C正確；D、基因中的啟動(dòng)子不能轉(zhuǎn)錄，D錯(cuò)誤。故選：D。
7.答案：C
8.答案：D
解析：一種tRNA只能識別并攜帶一種氨基酸，故A錯(cuò)誤。DNA聚合酶是在細(xì)胞質(zhì)的核糖體上合成的，故B錯(cuò)誤。反密碼子是位于tRNA上的相鄰的3個(gè)堿基，故C錯(cuò)誤。線粒體中的DNA也能進(jìn)行轉(zhuǎn)錄和翻譯，即控制某些蛋白質(zhì)的合成，故D正確。
第2步：攜帶某個(gè)氨基酸的 以同樣的方式進(jìn)入位點(diǎn)2。
第1步： 進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，與核糖體結(jié)合。攜帶甲硫氨酸的 ，通過與堿基AUG互補(bǔ)配對，進(jìn)入位點(diǎn)1。
第3步：甲硫氨酸與這個(gè)氨基酸形成肽鍵，從而轉(zhuǎn)移到位點(diǎn)2的RNA上。
第4步：核糖體沿mRNA移動(dòng)，讀取下一個(gè)密碼子。原位點(diǎn)1的RNA離開 ，原位點(diǎn)2的RNA進(jìn)入位點(diǎn)，1個(gè)新的攜帶氨基酸的RNA進(jìn)入位點(diǎn)2，繼續(xù)肽鏈的合成。
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