翻译过程中多聚核糖体模式图解读

第1课时基因表达与遗传密码1.列举DNA的功能。

2.比较DNA与RNA的异同。

3.概述遗传信息的转录和翻译的过程,并说明遗传密码。

[学生用书P51]一、DNA的功能DNA具有携带遗传信息和表达遗传信息的双重功能：即一方面以自身为模板,半保留地进行复制,保持遗传信息的稳定性；另一方面,根据它所贮存的遗传信息决定蛋白质的结构。

二、转录1．概念：转录是指遗传信息由DNA传递到RNA上的过程。

该过程需要有RNA聚合酶的催化。

2．结果：转录形成RNA。

其种类有信使RNA(mRNA)、转运RNA(tRNA)和核糖体RNA(rRNA)等。

行使传达DNA上遗传信息功能的是mRNA,把氨基酸运送到核糖体的是tRNA,核糖体的重要成分是rRNA。

3．过程(1)结合：RNA聚合酶与DNA分子的某一启动部位相结合。

(2)解开螺旋：DNA片断的双螺旋解开,以其中一条链为模板。

(3)配对：游离的核苷酸碱基与DNA模板链上的碱基互补配对。

(4)连接：相邻的核糖核苷酸通过磷酸二酯键聚合成RNA分子。

三、翻译1．场所：核糖体。

2．过程(1)起始：核糖体沿mRNA移动。

(2)延伸：在移动中核糖体认读mRNA上决定氨基酸种类的密码,选择相应的氨基酸,由对应的tRNA转运,加到延伸中的肽链上。

多肽链合成时,在一个mRNA分子上可以有若干个核糖体同时进行工作。

(3)终止：当核糖体到达mRNA的终止密码子时,多肽合成结束。

四、遗传密码1．遗传密码位于mRNA上。

2．特点(1)除少数密码子外,生物界的遗传密码是统一的。

(2)除少数氨基酸只有1种遗传密码外,大多数氨基酸有两个以上的遗传密码。

DNA转录时是把所有DNA分子都转录出来吗？提示：不是。

转录不是转录整个DNA分子,而是以基因为单位进行的。

密码子与氨基酸有怎样的对应关系？提示：一种密码子只能决定一种氨基酸(终止密码子除外),一种氨基酸可以有一种或多种对应的密码子。

DNA与RNA[学生用书P51]1．DNA与RNA的比较DNA RNA组成分子五碳糖脱氧核糖核糖碱基胸腺嘧啶(T) 尿嘧啶(U)腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C) 磷酸磷酸基本单位脱氧核苷酸(4种) 核糖核苷酸(4种)产生途径DNA复制、逆转录转录、RNA复制结构规则的双螺旋结构常呈单链结构分布主要分布于细胞核,其次分布于线粒体、叶绿体主要分布于细胞溶胶、线粒体、叶绿体、核糖体,少量分布于细胞核(1)若某核酸分子中有脱氧核糖,一定为DNA；有核糖,一定为RNA。

1．RNA是在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成的，这一过程称为转录。

2．以DNA为模板转录RNA的过程：(1)DNA双链解开，DNA双链的碱基得以暴露；(2)游离的核糖核苷酸随机地与DNA链上的碱基碰撞，当核糖核苷酸与DNA 的碱基互补时，两者以氢键结合(有RNA聚合酶参与)；(3)新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上；(4)合成的mRNA从DNA链上释放。

而后，DNA双链恢复。

3．游离在细胞质中的各种氨基酸，就以mRNA为模板合成具有肯定氨基酸挨次的蛋白质，这一过程叫做翻译。

自主学习一、RNA的组成及分类1．基本单位：核糖核苷酸。

2．组成成分。

3．结构：一般是单链，长度比DNA短；能通过核孔从细胞核转移到细胞质中。

4．种类、作用及结构。

种类作用结构信使RNA(mRNA) 蛋白质合成的直接模板单链结构转运RNA(tRNA) 识别密码子，运载氨基酸呈三叶草形核糖体RNA(rRNA)核糖体的组成成分单链结构二、遗传信息的转录和翻译1．遗传信息的转录。

(1)概念：在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。

(2)过程：DNA解旋→原料与DNA碱基互补配对并通过氢键结合→mRNA新链的延长→合成的mRNA从DNA链上释放→DNA复旋。

2．遗传信息的翻译。

(1)概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有肯定氨基酸挨次的蛋白质的过程。

(2)密码子和反密码子。

①位置：密码子位于mRNA上，反密码子位于tRNA上。

②种类：密码子64种，其中3种终止密码子不打算氨基酸，打算氨基酸的有61种。

(3)过程。

①mRNA与核糖体结合。

②tRNA与mRNA依据碱基互补配对原则结合，将氨基酸置于特定位置。

③相邻氨基酸脱水缩合形成肽键，氨基酸连接形成肽链。

④肽链盘曲折叠，形成成熟的蛋白质。

合作交流1．推断正误：(1)转录是以DNA的两条链作为模板，只发生在细胞核中，以4种核糖核苷酸为原料。

第4章第1节基因指导蛋白质的合成一、选择题1．下列对转运RNA的描述正确的是()A．每种转运RNA能识别并转运一种氨基酸B．转运RNA的三个相邻碱基是决定氨基酸的一个密码子C．转运RNA的合成在细胞质内D．转运RNA能与DNA相应的密码子互补解析：选A每种转运RNA一端的三个碱基叫反密码子，它与信使RNA 上的三个碱基——密码子进行碱基互补配对。

转运RNA是在细胞核内通过转录合成的，而不是在细胞质内合成的。

2．下列关于人体细胞内遗传信息传递和表达的叙述，正确的是()A．在转录和翻译过程中发生的碱基配对方式完全不同B．不同组织细胞中所表达的基因完全不同C．不同核糖体中可能翻译出相同的多肽D．不同的氨基酸可能由同种tRNA运载解析：选C转录过程与翻译过程中的碱基配对方式部分相同；人体内不同组织细胞中表达的基因部分相同。

在翻译过程中，一条mRNA上可能结合多个核糖体，从而使不同的核糖体中翻译出相同的多肽。

一种氨基酸可以由不同的tRNA运载，但一种tRNA只能运载一种氨基酸。

3．如图代表真核细胞中发生的某一过程，下列叙述正确的是()A．该过程表示翻译，模板是核糖体B．该图所示过程也可以发生在原核细胞中C．启动和终止此过程的是起始密码子和终止密码子，都不对应氨基酸D．图中没有酶，因为该过程不需要酶的参与解析：选B该过程表示翻译，模板是mRNA，场所是核糖体，原料是游离的氨基酸，同时需要酶、tRNA和ATP的参与。

启动和终止此过程的是起始密码子和终止密码子，起始密码子对应氨基酸，终止密码子不对应氨基酸。

原核生物中也含核糖体，也可进行翻译过程。

4．在蛋白质合成过程中，少量的mRNA分子就可以指导迅速合成出大量的蛋白质。

其主要原因是()A．一种氨基酸可能由多种密码子来决定B．一种氨基酸可以由多种tRNA携带到核糖体中C．一个核糖体可同时与多条mRNA结合，同时进行多条肽链的合成D．一个mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成解析：选D一个mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，从而实现少量的mRNA分子指导迅速合成出大量的蛋白质。

遗传信息的表达与中心法则真题回放1．(2019·全国卷Ⅰ，2)用体外实验的方法可合成多肽链。

已知苯丙氨酸的密码子是UUU，若要在体外合成同位素标记的多肽链，所需的材料组合是(C)①同位素标记的tRNA②蛋白质合成所需的酶③同位素标记的苯丙氨酸④人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸⑤除去了DNA和mRNA的细胞裂解液A．①②④B．②③④C．③④⑤D．①③⑤[解析]在体外合成同位素标记的多肽链，需要有翻译合成该多肽链的模板——mRNA，人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸是合成mRNA所需要的原料；还需要有合成该多肽链的原料——同位素标记的氨基酸(苯丙氨酸)。

此外，合成该多肽链还需要酶、能量等，可由除去了DNA和mRNA的细胞裂解液提供。

2．(2018·江苏卷)长链非编码RNA(lncRNA)是长度大于200个碱基，具有多种调控功能的一类RNA分子。

下图表示细胞中lncRNA的产生及发挥调控功能的几种方式，请回答下列问题：(1)细胞核内各种RNA的合成都以_四种核糖核苷酸__为原料，催化该反应的酶是_RNA 聚合酶__。

(2)转录产生的RNA中，提供信息指导氨基酸分子合成多肽链的是_mRNA(信使RNA)__，此过程中还需要的RNA有_tRNA和rRNA(转运RNA和核糖体RNA)__。

(3)lncRNA前体加工成熟后，有的与核内_染色质__(图示①)中的DNA结合，有的能穿过_核孔__(图示②)与细胞质中的蛋白质或RNA分子结合，发挥相应的调控作用。

(4)研究发现，人体感染细菌时，造血干细胞核内产生的一种lncRNA，通过与相应DNA 片段结合，调控造血干细胞的_分化__，增加血液中单核细胞、中性粒细胞等吞噬细胞的数量。

该调控过程的主要生理意义是_增强人体的免疫抵御能力__。

[解析](1)细胞核内各种RNA的合成原料是四种核糖核苷酸，催化RNA合成的酶是RNA聚合酶。

(2)转录产生的各种RNA中，氨基酸分子合成多肽链提供信息指导的是mRNA，翻译过程中还需要tRNA和rRNA参与。

课时验收评价（五）细胞的基本结构1．如图是细胞膜结构模式图。

下列关于细胞膜结构和功能的叙述，正确的是()A．细胞膜上有糖蛋白，主要起运输物质的作用B．磷脂分子呈单列排布，具有选择透过性C．细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，还有少量的糖类D．功能越复杂的细胞，细胞膜上蛋白质的种类和数量就越少解析：选C细胞膜上的糖蛋白主要与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系，A错误；磷脂分子呈双列排布，具有选择透过性，B错误；细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质，还有少量的糖类，C正确；功能越复杂的细胞，膜上蛋白质的种类和数量越多，D错误。

2．关于线粒体和叶绿体起源的“内共生起源假说”认为：线粒体是由原始真核细胞吞噬需氧型细菌演化而成的，而叶绿体则是由原始真核细胞吞噬蓝细菌(光合细菌)演化成的。

下列叙述不支持该假说的是()A．线粒体和叶绿体都含有少量的核糖体B．线粒体和叶绿体都含有少量的DNA和RNAC．线粒体和叶绿体都是具有两层生物膜的细胞器D．线粒体和叶绿体的膜都以磷脂双分子层为基本支架解析：选D线粒体和叶绿体的膜都以磷脂双分子层为基本支架，原核细胞的细胞膜、真核细胞的其他细胞器膜和核膜等也是以磷脂双分子层为基本支架，不能说明线粒体和叶绿体起源于原核生物，D项不支持“内共生起源假说”。

3．(2023·湖南高考)关于细胞结构与功能，下列叙述错误的是()A．细胞骨架被破坏，将影响细胞运动、分裂和分化等生命活动B．核仁含有DNA、RNA和蛋白质等组分，与核糖体的形成有关C．线粒体内膜含有丰富的酶，是有氧呼吸生成CO2的场所D．内质网是一种膜性管道系统，是蛋白质的合成、加工场所和运输通道解析：选C细胞骨架与细胞运动、分裂和分化等生命活动密切相关，故细胞骨架被破坏会影响到这些生命活动的正常进行，A正确；核仁含有DNA、RNA和蛋白质等组分，核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关，B正确；有氧呼吸生成CO2的场所是线粒体基质，C错误；内质网是由膜围成的管状、泡状或扁平囊状结构连接形成一个连续的内腔相通的膜性管道系统，是蛋白质的合成、加工场所和运输通道，D正确。