高中生物-第三章-遗传的分子基础-第四节-遗传信息的表达――RNA和蛋白质的合成同步素材--浙科版必修2.doc

第三章 遗传的分子基础第4节 遗传信息的表达—RNA和蛋白质的合成

“基因指导蛋白质的合成”重点解读
“基因指导蛋白质的合成”包括遗传信息的转录和遗传信息的翻译两个阶段。其中，转录是指在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成RNA的过程；翻译是指在细胞质中，以mRNA为模板，以游离的氨基酸为原料合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。因此转录和翻译是本解的重难点。
一 。遗传信息的转录
1．转录
⑴转录的条件：模板、原料、能量、酶等。
⑵转录的场所：主要在细胞核
⑶转录的模板：以DNA的一条链为模板
⑷转录的原料：4种核糖核苷酸（尿嘧啶核糖核苷酸、鸟嘌呤核糖核苷酸、腺嘌呤核糖核苷酸、胞嘧啶核糖核苷酸）
⑸转录的产物：一条单链的mRNA
⑹转录的原则：碱基互补配对原则
2. DNA与RNA的异同点
核酸
项目
DNA
RNA
结构
通常是双螺旋结构，极少数病毒是单链结构
通常是单链结构
基本单位
脱氧核苷酸（4种）
核糖核苷酸（4种）
五碳糖
脱氧核糖
核糖
碱基
A、G、C、T
A、G、C、U
产生途径
DNA复制、逆转录
转录、RNA复制
存在部位
主要位于细胞核中染色体上，极少数位于细胞质中的线粒体和叶绿体上
主要位于细胞质中
功能
传递和表达遗传信息
①mRNA：转录遗传信息，翻译的模板
②tRNA：运输特定氨基酸
③rRNA：核糖体的组成成分

3. 转录与复制的异同（下表：）

阶段
项 目
复制
转录
时间
细胞有丝分裂的间期或减数第一次分裂间期
生长发育的连续过程
进行场所
主要细胞核
主要细胞核
模板
以DNA的两条链为模板
以DNA的一条链为模板
原料
4种脱氧核苷酸
4种核糖核苷酸
条件
需要特定的酶和ATP
需要特定的酶和ATP
过程
在酶的作用下，两条扭成螺旋的双链解开，以解开的每段链为模板，按碱基互补配对原则（A—T、C—G、T—A、G—C）合成与模板互补的子链；子链与对应的母链盘绕成双螺旋结构
在细胞核中，以DNA解旋后的一条链为模板，按照A—U、G—C、T—A、C—G的碱基互补配对原则，形成mRNA，mRNA从细胞核进入细胞质中，与核糖体结合
产物
两个双链的DNA分子
一条单链的mRNA
特点
边解旋边复制；半保留式复制（每个子代DNA含一条母链和一条子链）
边解旋边转录；DNA双链分子全保留式转录（转录后DNA仍保留原来的双链结构）
遗传信息的传递方向
遗传信息从亲代DNA传给子代DNA分子
遗传信息由DNA传到RNA
注：细胞中因有DNA和RNA ，所以就整个细胞而言，嘌呤和嘧啶未必相等。复制和转录发生在有DNA的部位，如：拟核，细胞核，线粒体，叶绿体等。
二、遗传信息的翻译
1．翻译
⑴翻译的条件：模板、原料、能量、酶、转运工具
⑵翻译的场所：细胞质的核糖体上
⑶翻译的模板：一条mRNA单链
⑷翻译的原料 ：游离的氨基酸
⑸翻译的产物 ：具有一定氨基酸序列的多肽链（或蛋白质）
⑹翻译的原则 ：碱基互补配对原则
2．遗传信息、密码子和反密码子

遗传信息
密码子
反密码子
概念
基因中脱氧核苷酸的排列顺序
mRNA中决定一个氨基酸的三个相邻碱基
tRNA中与mRNA密码子互补配对的三个碱基
作用
控制生物的遗传性状
直接决定蛋白质中的氨基酸序列
识别密码子，转运氨基酸
种类
基因中脱氧核苷酸种类、数目和排列顺序的不同，决定了遗传信息的多样性
64种
61种：能翻译出氨基酸
3种：终止密码子，不能翻译氨基酸
61种或tRNA也为61种
联系
①基因中脱氧核苷酸的序列 mRNA中核糖核苷酸的序列
②mRNA中碱基序列与基因模板链中碱基序列互补
③密码子与相应反密码子的序列互补配对

3．翻译与转录的异同点（下表）：
阶段
项目
转录
翻译
定义
在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程
以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程
场所
细胞核
细胞质的核糖体
模板
DNA的一条链
信使RNA
信息传递的方向
DNA→mRNA
mRNA→蛋白质
原料
含A、U、C、G的4种核苷酸
合成蛋白质的20种氨基酸
产物
信使RNA
有一定氨基酸排列顺序的蛋白质
实质
是遗传信息的转录
是遗传信息的表达
注：DNA复制只发生在细胞分裂的间期，而在高度分化的细胞（不具分裂能力）中不发生，而转录和翻译只要是活细胞均可能发生（哺乳动物成熟红细胞除外），而且是是所有时期均存在。
基因的表达过程是在细胞中完成的。DNA分子、RNA分子、氨基酸分子和核糖体，线粒体等众多细胞器一道，完成遗传信息的转录和翻译过程。在组成蛋白质的肽链合成后，就从核糖体与mRNA的复合物上脱离，经过一系列步骤，被运送到各自的“岗位”，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子，开始承担细胞生命活动的各项职责。
三 。转录和翻译的重难点归纳再现：
1．基因表达过程中有关DNA、RNA、氨基酸的计算
⑴转录时，以基因的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，产生一条单链mRNA，则转录产生的mRNA分子中碱基数目是基因中碱基数目的一半，且基因模板链中A+T（或C+G）与mRNA分子中U+A（或C+G）相等。
⑵翻译过程中，mRNA中每3个相邻碱基决定一个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中氨基酸数目是mRNA中碱基数目的1/3，是双链DNA碱基数目的 1/6 。

2．遗传信息、遗传密码和密码子
⑴遗传信息：
指基因中的（功DNA中的）控制遗传性状的碱基排列顺序，也指核酸中的碱基排列顺序。
⑵遗传密码：指mRNA中决定氨基酸排列顺序的碱基序列。
⑶密码子：
指mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的、连续的碱基。密码子具有通用性、简并性和不间断性（连续性）。

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