基因的表達是通過DNA控制蛋白質的合成來實現的。蛋白質的合成包括兩個階段——轉錄和翻譯。轉錄是在細胞核內進行的，是以DNA的一條鏈（以基因為單位轉錄）為模板，按照堿基互補配對原則，合成mRNA的過程。翻譯是在細胞質中進行的，是指以mRNA為模板，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質的過程。mRNA上3個相鄰的堿基編碼1個氨基酸，這樣的3個堿基又稱做密碼子。tRNA是氨基酸的運載工具，它能夠識別mRNA的密碼子。每種tRNA只能識別并轉運1種氨基酸。核糖體是細胞內利用氨基酸合成蛋白質的場所。
RNA的結構與分類、功能
(1)基本單位：核糖核苷酸。
(2)種類及功能
mRNA：蛋白質合成的模板,
tRNA：識別并轉運氨基酸,
rRNA：核糖體的組成成分
(3)RNA與DNA的區別
物質組成 |
結構特點 |
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五碳糖 |
特有堿基 |
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DNA |
脫氧核糖 |
T(胸腺嘧啶) |
一般是雙鏈 |
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RNA |
核糖 |
U(尿嘧啶) |
通常是單鏈 |
【技法提煉】DNA和RNA的區分
(1)DNA和RNA的判斷
①含有堿基T或脫氧核糖?DNA；
②含有堿基U或核糖?RNA。
(2)單鏈DNA和雙鏈DNA的判斷
①若：?雙鏈DNA；
②若：嘌呤數≠嘧啶數?單鏈DNA。
(3)DNA和RNA合成的判斷：用放射性同位素標記T或U可判斷DNA和RNA的合成。若大量消耗T，可推斷正在發生DNA的合成；若大量利用U，可推斷正在進行RNA的合成。
遺傳信息的轉錄
(1)場所：主要是細胞核，在葉綠體、線粒體中也能發生轉錄過程。
(2)條件
模板：DNA的一條鏈,
原料：4種核糖核苷酸,
能量：ATP,
酶：RNA聚合酶
(3)過程
(4)產物：信使RNA、核糖體RNA、轉運RNA。
遺傳信息的翻譯
1.密碼子和氨基酸的對應關系
2.遺傳信息的翻譯過程
(1)場所或裝配機器：核糖體。
(2)條件
模板：mRNA
原料：氨基酸
能量：ATP
酶：多種酶
搬運工具：tRNA
(3)過程
3.翻譯時的特點
一條mRNA可結合多個核糖體，其意義：少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白質。
4.原核生物和真核生物轉錄翻譯過程對比
(1)原核生物轉錄翻譯過程
(2)真核生物轉錄翻譯過程
5.復制、轉錄和翻譯的比較
(1)區別
復制 |
轉錄 |
翻譯 |
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時間 |
細胞分裂的間期 |
生物個體發育的整個過程 |
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場所 |
主要在細胞核 |
主要在細胞核 |
核糖體 |
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模板 |
DNA的兩條單鏈 |
DNA的一條鏈 |
mRNA |
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原料 |
4種脫氧核苷酸 |
4種核糖核苷酸 |
20種氨基酸 |
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條件 |
解旋酶、DNA聚合酶、能量 |
解旋酶、RNA聚合酶、能量 |
酶、ATP、tRNA |
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產物 |
2個雙鏈DNA |
1個單鏈RNA |
多肽鏈 |
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模板去向 |
分別進入兩個子代DNA分子中 |
恢復原樣，重新組成雙螺旋結構 |
水解成單個核糖核苷酸 |
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特點 |
邊解旋邊復制、半保留復制 |
邊解旋邊轉錄 |
1條mRNA上同時結合多個核糖體合成多條肽鏈 |
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遺傳信息的傳遞 |
DNA→DNA |
DNA→mRNA |
mRNA→蛋白質 |
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意義 |
傳遞遺傳信息 |
表達遺傳信息，使生物表現出各種性狀 |
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(2)聯系
(3)復制、轉錄和翻譯過程中堿基互補配對原則及有關數量關系
①DNA分子復制、轉錄和翻譯過程中的堿基互補配對原則
a.DNA分子復制時：親代鏈與子代鏈間存在堿基互補配對,
b.DNA分子轉錄時：模板鏈與RNA鏈間存在堿基互補配對,
c.翻譯過程中：mRNA中密碼子與tRNA中反密碼子間存在, 堿基互補配對)
②基因中堿基、RNA中堿基和蛋白質中氨基酸數量的關系
6 ： 3 ： 1
即：蛋白質中氨基酸的數目＝1/3mRNA中的堿基數目＝1/6DNA(基因)中的堿基數目。
小題精煉
1．判斷下列有關RNA的敘述
(1)一個tRNA分子中只有三個堿基，可以攜帶多種氨基酸( ×)
(2)rRNA是核糖體的組成成分，原核細胞中可由核仁參與合成( ×)
(3)tRNA分子中的部分堿基兩兩配對形成氫鍵( √)
(4)有些RNA可通過降低化學反應的活化能來提高反應速率( √)
(5)在翻譯過程中，tRNA分子的—OH端與相應的氨基酸結合( √)
2．判斷下列有關遺傳信息、密碼子和反密碼子的敘述
(1)每種氨基酸僅由一種密碼子編碼( ×)
(2)一個tRNA上的反密碼子只能與mRNA上的一種密碼子配對( √)
(3)mRNA上所含有的密碼子均能在tRNA上找到相對應的反密碼子( ×)
(4)如圖表示藍藻DNA上遺傳信息、密碼子、反密碼子間的對應關系，則①是β鏈，完成此過程的場所是細胞核( ×)
3．判斷下列有關復制、轉錄和翻譯的相關敘述
(1)DNA復制就是基因表達的過程( ×)
(2)轉錄和翻譯過程都存在T—A、A—U、G—C的堿基配對方式( ×)
(3)蛋白質合成旺盛的細胞中，DNA分子較多，轉錄成的mRNA分子也較多( ×)
(4)細菌的一個基因轉錄時兩條DNA鏈可同時作為模板，提高轉錄效率( ×)
(5)細胞中的mRNA在核糖體上移動，指導蛋白質的合成( ×)
(6)DNA復制和轉錄時，其模板都是DNA的一整條鏈( ×)
(7)一個DNA只能控制合成一種蛋白質( ×)
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