遗传信息的表达——RNA和蛋白质的合成
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高考生物专题知识点归纳总结—基因的表达课标要求概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成,细胞分化的本质是基因选择性表达的结果,生物的性状主要通过蛋白质体现。
考点一遗传信息的转录和翻译1.RNA的结构与功能2.遗传信息的转录(1)源于必修2 P65“图4-4”:①遗传信息的转录过程中也有DNA的解旋过程,该过程不需要(填“需要”或“不需要”)解旋酶。
②一个基因转录时以基因的一条链为模板,一个DNA 分子上的所有基因的模板链不一定(填“一定”或“不一定”)相同。
③转录方向的判定方法:已合成的mRNA 释放的一端(5′-端)为转录的起始方向。
(2)源于必修2 P 64~65“正文”:RNA 适合做信使的原因是RNA 由核糖核苷酸连接而成,可以携带遗传信息;一般是单链,而且比DNA 短,因此能够通过核孔,从细胞核转移到细胞质中。
3.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 为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
(2)易混淆的遗传信息、密码子与反密码子 ①概念辨析 比较项目 实质联系遗传信息 DNA 中脱氧核苷酸的排列顺序遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序。
通过转录,使遗传信息传递到mRNA 的核糖核苷酸的排列顺序上;密码子直接控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序,反密码子可识别密码子密码子mRNA 上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基反密码子位于tRNA 上的能与mRNA 上对应密码子互补配对的三个相邻碱基②数量关系 Ⅰ.密码子有64种a .有2种起始密码子:在真核生物中AUG 作为起始密码子;在原核生物中,GUG 也可以作为起始密码子,此时它编码甲硫氨酸。
b .有3种终止密码子:UAA 、UAG 、UGA 。
正常情况下,终止密码子不编码氨基酸,仅作为翻译终止的信号,但在特殊情况下,终止密码子UGA 可以编码硒代半胱氨酸;不同生物共用一套遗传密码。
Ⅱ.通常一种密码子决定一种氨基酸,一种tRNA 只能转运一种氨基酸。
基因转录与蛋白质翻译探索表达的两个关键步骤基因转录与蛋白质翻译:探索表达的两个关键步骤基因转录和蛋白质翻译是生物体内实现基因表达的两个关键步骤。
基因转录指的是将DNA序列转录为RNA,而蛋白质翻译则是将RNA翻译成蛋白质。
这两个过程密切相关,不仅在分子机制上有着紧密的联系,而且在细胞功能和生命活动中都起着不可或缺的作用。
本文将探索基因转录和蛋白质翻译的具体过程和重要意义。
一、基因转录的过程基因转录是生物体内将DNA信息转录成RNA的过程。
在真核生物中,这一过程发生在细胞核中。
首先,转录起始复合物在DNA上结合,并开始“读取”DNA的编码信息。
DNA的双链被解开,其中的一条链成为模板链,通过互补对应的碱基配对,合成一条与模板链互补的RNA 链,这个过程被称为链式生长。
RNA合成酶沿着DNA模板链滑动,持续合成RNA链,直到遇到终止信号。
最终产生的RNA被称为信使RNA(mRNA)。
基因转录的过程中,还涉及到启动子和转录因子的调节。
在DNA 上,启动子是转录起始复合物的结合位点,起到酵母RNA聚合酶在正确位置起始转录的作用。
而转录因子则能与启动子和RNA聚合酶相互作用,调节基因的转录活性。
基因转录的过程是复杂而精细的,它的准确与否直接影响到后续蛋白质翻译的结果。
无论是在表达特定基因的过程中,还是在调节基因表达中,基因转录都起着非常重要的作用。
二、蛋白质翻译的过程蛋白质翻译是将mRNA上的信息转化为氨基酸序列并合成蛋白质的过程。
这一过程发生在细胞质的核糖体中。
蛋白质的合成是由三个连续的步骤组成:起始、延伸和终止。
首先,起始子复合物识别mRNA上与翻译起始相关的信号,并为翻译提供一个起始点。
在这个过程中,起始tRNA与mRNA的起始子相关区域结合,从而使氨基酸序列的构建可以开始。
在延伸过程中,核糖体沿着mRNA滑动,识别下一个密码子,并在tRNA的带领下将氨基酸连到已经合成的氨基酸链上。
这个过程一直持续到终止信号出现。
RNA的结构与功能DNA是遗传信息的载体,遗传信息的作用通常由蛋白质的功能来实现,但DNA并非蛋白质合成的直接模板,合成蛋白质的模板是RNA。
与DNA相比,RNA种类繁多,分子量相对较小,一般以单股链存在,但可以有局部二级结构,其碱基组成特点是含有尿嘧啶(uridin,U)而不含胸腺嘧啶,碱基配对发生DNA是遗传信息的载体,遗传信息的作用通常由蛋白质的功能来实现,但DNA并非蛋白质合成的直接模板,合成蛋白质的模板是RNA。
与DNA相比,RNA种类繁多,分子量相对较小,一般以单股链存在,但可以有局部二级结构,其碱基组成特点是含有尿嘧啶(uridin,U)而不含胸腺嘧啶,碱基配对发生于C和G与U和A之间,RNA碱基组成之间无一定的比例关系,且稀有碱基较多。
此外,tRNA还具有明确的三级结构。
一、信使RNA(mRNA)遗传信息从DN A分子抄录到RNA分子中的过程称为转录(transcr iption)。
在真核生物中,最初转录生成的RNA称为不均一核RNA(heterog eneous nuclear RNA,hnRNA),然而在细胞浆中起作用,作为蛋白质的氨基酸序列合成模板的是mR NA(messeng er RNA)。
hnRNA是m RNA的未成熟前体。
两者之间的差别主要有两点:一是hnRNA核苷酸链中的一些片段将不出现于相应的mRNA中,这些片段称为内含子(intron),而那些保留于m RNA中的片段称为外显子(e xon)。
也就是说,hnRNA在转变为mRNA的过程中经过剪接,被去掉了一些片段,余下的片段被重新连接在一起;二是mRNA的5′末端被加上一个m7pGpp p帽子,在mRNA3′末端多了一个多聚腺苷酸(polyA)尾巴。
基因指导蛋白质的合成教学反思一、背景授课内容:生物(必修二)《基因指导蛋白质的合成》(人教版)课程改革强调以学生的发展为本,新课程的实施改变原来强调老师教学生背记的机械做法,倡导学生参与、乐于探索、勤于动手。
二、教学过程课标要求1.理解基因的概念。
2.掌握基因控制蛋白质的合成过程。
3.了解基因对性状控制的表现复习重难点基因控制蛋白质的合成过程知识网络体系一、遗传信息的转录2.RNA的类型⑴信使RNA(mRNA)⑵转运RNA(tRNA)⑶核糖体RNA(rRNA)3.转录⑴转录的概念:画图: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⑸转录的产物一条单链的mRNA⑹转录的原则碱基互补配对⑺转录与复制的异同(下表:)注:细胞中因有DNA和RNA ,所以就整个细胞来说,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定义:画图:⑵翻译的场所细胞质的核糖体上⑶翻译的模板mRNA⑷翻译的原料20种氨基酸⑸翻译的产物多肽链(蛋白质)⑹翻译的原则碱基互补配对2.遗传信息、密码子和反密码子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−−→−决定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密码子与相对应反密码子的序列互补配对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(不具分裂水平)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有。
遗传信息的转录与翻译过程生命的形成和演化离不开遗传信息的传递和变异。
遗传信息储存于细胞核内的 DNA 分子中,通过转录和翻译过程转换成蛋白质,这一过程也是生命活动的基础。
本文将从转录与翻译的角度来探讨遗传信息的表达过程。
一、DNA的转录DNA 分子不能直接参与细胞内的代谢和功能活动,需要将其中的遗传信息转换成 RNA 分子,再由 RNA 分子进行下一步的转化。
这一过程被称为转录。
转录分为三个步骤:起始、中间、终止。
在起始步骤中,RNA 聚合酶与 DNA 分子结合,使双链 DNA分子解开,形成单链的 RNA 轴线。
此时,RNA 聚合酶与 DNA 分子结合的部位称为启动子。
RNA 聚合酶会扫描DNA 分子的长度,寻找与所需转录的基因序列相符合的区域。
进入中间步骤,RNA 聚合酶开始在模板链上逐个拼接核苷酸,从而合成 RNA 分子。
过程中,RNA 段不断伸长,在引导 RNA 在DNA 分子上滑动的作用下,RNA 聚合酶逐渐遍历全部需要被转录的基因序列,合成完整的 RNA 分子。
这一过程被称为延长链。
RNA 分子与 DNA 分子的匹配是以互补配对为基础的。
即腺嘌呤(A)与尿嘧啶(U)互补,鸟嘌呤(G)与胸腺嘧啶(A)互补。
转录进行到一定程度,RNA 聚合酶便会达到基因序列的末端。
在转录的终止步骤中,RNA 聚合酶把所合成的 RNA 和 DNA 分子分离。
此时,RNA 分子还没有成为最终的 RNA 产物,需经过多个步骤的处理和修饰方可形成具有生物学功能的 RNA 分子。
这些处理和修饰包括剪接、加工和修饰等过程。
二、RNA的翻译在细胞内,RNA 最终转化成蛋白质。
这一过程称为翻译,与转录相比翻译更为复杂。
翻译由核糖体和多种 tRNA(转移 RNA)共同参与。
tRNA 负责将特定的氨基酸转运到核糖体上,而核糖体则通过识别 mRNA(信使 RNA)序列并将其翻译成蛋白质。
翻译可以分为三个阶段:起始、延长和终止。