第4章 基因的表达 第1节 基因指导蛋白质的合成
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学习目标 1.辨析三种 RNA 的结构和功能。 2.概述遗传信息转录、翻译的过程和特 点。(重、难点 ) 3.说明密码子、反密码子和遗传信息之 间的关系。 (重点)
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知识概览
[自 主 预 习·探 新 知]
一、RNA 的结构与种类 1．RNA 的结构 (1)基本单位及组成[识图填空]
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2．下列关于转录的叙述，不正确的是( ) A．多数发生在细胞核中 B．以核糖核苷酸为原料 C．DNA 的两条链都可作模板 D．边解旋边转录 C [DNA 的两条链中只有其中一条链可作为模板。 ]
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[合 作 探 究·攻 重 难]
遗传信息的转录
[背景材料 1] 经测定，甲、乙、丙、丁 4 种生物的核酸中碱基所占的比例如下表：
结构不同
规则的双螺旋结构 一般为 单链
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3.RNA 的种类及其作用 [填图]
??名称：信使RNA（mRNA）
(1)
?
??作用：DNA 的信使
??名称：核糖体RNA （rRNA）
(2)
?
??作用：组成核糖体
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??名称： 转运RNA （tRNA）
(3)
?
??作用：
识别并转运氨基酸
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T＝27%，G＝C＝23%。
答案：27%、23%。
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[归纳总结 ]
1．DNA 复制与转录的比较
模板
原料 能量
酶
DNA DNA 的两条
解பைடு நூலகம்酶、DNA
脱氧核苷酸 ATP
复制
链
聚合酶
DNA 的一条
转录
核糖核苷酸 ATP RNA 聚合酶
链
产物 DNA RNA
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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。 (3)转录特点：边解旋边转录，单链转录。
碱基 (终止密码除外 )
对的 3 个相邻的碱基
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2.翻译 (1)概念的理解
tRNA
20种游离的氨基酸
核糖体
mRNA 模板 多肽
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(2)过程 起始：mRNA 与 核糖体 结合
↓
运输： tRNA 携带氨基酸置于特定位置
延伸：核糖体沿 mRNA 移动，读取下一个密码子，由对
↓
应 tRNA 运输相应的氨基酸加到延伸中的肽链 )
二、遗传信息的转录 [填图] 1．概念
细胞核 一条链
核糖核苷酸 RNA
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2．过程
碱基 碱基互补配对
一条链
RNA聚合
mRNA
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DNA 双螺旋
三、遗传信息的翻译
1．密码子与反密码子
密码子
反密码子
种类
64 种
61 种
位置 实质
mRNA
tRNA
决定一个氨基酸的 3个相邻的 与 密码子 发生碱基互补配
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2．丙中含有的核酸是哪种？依据是什么？ 提示：RNA；丙的核酸中含有碱基 U，不含碱基 T。 3．生物丁的核酸中含有几种核苷酸？ 提示：生物丁的核酸既有 DNA 又有 RNA，因此含有 8 种核苷酸。 答案：8 种。
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4．RNA 为什么适合做 DNA 的信使？ 提示：(1)RNA 一般为单链，比 DNA 短，可以通过核孔从细胞核进入细 胞质。 (2)RNA 是另一种核酸，也是由四种核苷酸组成的，也可以储存大量的遗 传信息。 (3)RNA 与 DNA 之间也遵循碱基互补配对原则。
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4．在根尖细胞中，上述过程发生的场所在哪里？
提示： 细胞核；线粒体。
5．若 d 中 A 占 35%，U 占 19%，则 d 对应的 DNA 分子片段中 T 和 C
分别占多少？
提示：d 是以 DNA 的一条链为模板转录来的 ，若 d 中 A＝35%，U＝19%，
A＋U＝54%，则对应的 DNA 分子片段中 A＋T＝54%，G＋C＝46%，故 A＝
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提示：(1)× 转录合成的 RNA 有三种类型： mRNA、tRNA、rRNA。 (2)× 转录的模板是 DNA 分子的一条单链 ，不是 mRNA。 (3)√ (4)× 核糖体在 mRNA 上移动翻译出蛋白质。 (5)√ (6)× 密码子共有 64 种，有 3 种终止密码子 ，不决定氨基酸 ，决定氨基 酸的密码子有 61 种。 (7)√
AGC TU
甲 60 40 60 40
乙 30 20 20 30
丙 41 23 44
28
丁 32 15 16 24 13
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[思考交流 1] 1．甲、乙含有哪种核酸？二者有什么区别？ 提示：甲、乙中含有碱基 T，因此为 DNA；在甲中 A 与 T 不相等，G 与 C 不相等，因此甲只能为单链 DNA。在乙中 A 与 T 相等，G 与 C 相等，最可 能是双链 DNA。 答案：甲、乙中核酸是 DNA，甲只能为单链 DNA，乙最可能是双链 DNA。
上。（一个 mRNA 分子上可以结合多个核糖体）
终止：当核糖体读取到 mRNA 上的 终止密码 时，合成终止
脱离：肽 盘链 曲合 折成 叠后 成， 具从 有核 特糖定体空与间m结R构NA和的功复能合物的上蛋脱白离质，分子
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[基础自测 ] 1．判断对错 (1)遗传信息转录的产物只有 mRNA。( ) (2)转录和翻译都是以 mRNA 为模板合成生物大分子的过程。 ( ) (3)一个 tRNA 分子中只有一个反密码子。 ( ) (4)mRNA 在核糖体上移动翻译出蛋白质。 ( ) (5)细胞核中发生的转录过程有 RNA 聚合酶的参与。 ( ) (6)在蛋白质合成过程中密码子都决定氨基酸。 ( ) (7)细胞中有多种 tRNA，一种 tRNA 只能转运一种氨基酸。 ( )
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[背景材料 2] 如图表示某真核生物细胞内 DNA 的转录过程，请据图分析回答下列问 题：
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[思考交流 2] 1．在图中方框内用“→”或“←”标出转录的方向。
提示： ← 2．a 为启动上述过程必需的有机物，其名称是什么？ 提示：RNA 聚合酶。 3．b 和 c 的名称分别是什么？ 提示：b 是胞嘧啶脱氧核苷酸 ，c 是胞嘧啶核糖核苷酸。
① 磷酸 ；② 核糖 ；③碱基： A、U、G、C ；④ 核糖核苷酸 。 (2)空间结构：一般是 单链 ，且比 DNA 短。
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2．RNA 与 DNA 的比较[填表]
比较项目
DNA
RNA
基本组成单位
组成
不同
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
单位
五碳糖不同
脱氧核糖
核糖
碱基不同 特有的是 胸腺嘧啶(T) 特有的是 尿嘧啶(U)