(1)图1、图2中[A]是搬运工tRNA,[B]是原料氨基酸,[C]是场所核糖体,[D]是模板mRNA,[E]是产物多肽(链)。
(2)据上图完成翻译的三个阶段
①起始阶段:利用ATP供能,携带甲硫氨酸的tRNA识别位于核糖体第一位置上的mRNA上的起始密码子AUG,mRNA、tRNA与核糖体三者相结合,翻译开始。
②延伸阶段
a.进位:携带着特定氨基酸的tRNA按碱基互补配对原则识别并进入第二位置。 b.转肽:下一个氨基酸通过与前一个氨基酸(甲硫氨酸)形成肽链而转移到占据第二位置的tRNA上。
c.移位:核糖体读取下一个密码子,原占据第一位置的tRNA离开核糖体,占据第二位置的tRNA进入第一位置,一个新的携带氨基酸的tRNA进入第二位置,继续肽链的合成。
d.以后依次在多肽链上每增加一个氨基酸都需要经过进位、转肽和移位三个步骤,并不断重复这三个步骤,肽链不断延伸。
③终止阶段:核糖体沿mRNA移动,当遇到终止密码子时,翻译自行停止。
(1)完成下图,区分遗传信息、遗传密码子和反密码子。
(2)蛋白质中氨基酸数目与mRNA碱基数目、 DNA碱基数目的对应关系是什么? 提示:在不考虑非编码区、内含子和终止密码子等条件下,蛋白质中氨基酸数目=1/3
mRNA碱基数目=1/6 DNA碱基数目。
1.转录与翻译的比较 DNA 功能 时间 场所 原料 模板 条件 表达遗传信息 转录 生长发育的连续过程中 真核细胞主要在细胞核,部分在线粒体和叶绿体;原核细胞在拟核 四种核糖核苷酸 DNA中的一条链 特定的酶和ATP DNA解旋,以一条链为模板,按碱过程 基互补配对原则形成mRNA(单链),mRNA进入细胞质与核糖体结合 模板 去向 特点 产物 意义 恢复原样,与非模板链重新形成双螺旋结构 边解旋边转录,DNA双链全保留 RNA 以mRNA为模板,tRNA一端的反密码子与mRNA上的密码子配对,另一端携带相应氨基酸,在核糖体上合成有一定氨基酸序列的蛋白质 分解成单个核苷酸 一个mRNA上可连续结合多个核糖体,依次合成多肽链 蛋白质 细胞质 二十种氨基酸 mRNA 翻译 表达遗传信息,使生物体表现出各种遗传性状 2.基因表达过程中的相关数量计算(如图)
说明:翻译过程中,mRNA上每3个碱基决定一个氨基酸,所以不考虑终止密码等时,经翻译合成的蛋白质分子中的氨基酸数目是mRNA中碱基数目的1/3,是DNA(基因)中碱基数目的1/6。
突破1 遗传信息、密码子、反密码子与氨基酸的关系分析 1.有关蛋白质合成的叙述,不正确的是( ) A.终止密码子不编码氨基酸 B.每种tRNA只转运一种氨基酸
C.核糖体能在mRNA上移动 D.每种氨基酸都对应多种密码子
解析:选D。终止密码子不编码氨基酸,A正确;每种tRNA上只含一种反密码子,故只能转运一种氨基酸,B正确;翻译时,是核糖体在mRNA上移动,C正确;一个氨基酸可能对应一个或几个密码子,D错误。
密码子的特性
(1)简并性:①当密码子中有一个碱基改变时,可能并不会改变其对应的氨基酸,从而减少变异发生的频率。②当某种氨基酸使用频率高时,几种不同的密码子都编码一种氨基酸可保证翻译的速度。
(2)通用性:说明所有生物可能有共同的起源或生命在本质上是统一的。 突破2 蛋白质合成过程
2.如图1和图2是基因控制胰蛋白酶合成的两个主要步骤,下列叙述正确的是( )
A.图1和图2所示过程的进行方向都是从右往左 B.图1中乙与丁是同一种物质
C.图2中有RNA、多肽和多糖三种大分子物质 D.图1和图2中的碱基互补配对方式相同
解析:选A。根据图1中RNA聚合酶的位置可知,该过程进行的方向是从右向左;由图2中多肽链的长度可知,该过程进行的方向是从右向左,A正确;图1中乙为胞嘧啶脱氧核苷酸,丁为胞嘧啶核糖核苷酸,两者不是同一种物质,B错误;图2中共有RNA、多肽和蛋白质三种大分子物质,C错误;图1中碱基配对方式为:A—U、T—A、C—G、G-C,而图2中的碱基互补配对方式为:A—U、U—A、C—G、G—C,可见两者的碱基配对方式不完全相同,D错误,故选A。
判断转录和翻译过程的方向
(1) 根据RNA聚合酶的位置推断转录的方向。
(2) 1个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成,表明细胞可以迅速翻译出大量相同的蛋白质,其合成方向是从短链到长链。
突破3 蛋白质合成过程及最值计算
3.一条多肽链中有氨基酸1 000个,作为合成该多肽链模板的mRNA分子和用来转录mRNA的DNA分子分别至少需要碱基( )
A.3 000和3 000个 C.2 000和4 000个
B.1 000和2 000个 D.3 000和6 000个
解析:选D。mRNA上三个相邻的碱基决定一个氨基酸,所以mRNA上碱基的数量至少是其控制合成多肽链中氨基酸个数的3倍;mRNA是以DNA双链中的一条单链为模板,按照碱基互补配对原则转录形成的,所以DNA分子的碱基数量是其转录形成的mRNA碱基数量的2倍,至少是其指导合成蛋白质的氨基酸数量的6倍。
蛋白质翻译计算中“最多”和“最少”的分析
(1)翻译时,mRNA上的终止密码子不决定氨基酸,因此准确地说,mRNA上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。
(2)基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些。 (3)在回答有关问题时,应加上最多或最少等字。如:mRNA上有n个碱基,转录产生它的基因中至少有2n个碱基,该mRNA指导合成的蛋白质最多有n/3个氨基酸。
核心知识小结 [网络构建]
[关键语句]
1.基因是DNA分子上具有遗传效应的片段。 ....2.转录的产物RNA有mRNA、.rRNA和tRNA。 ...
3.一种密码子(除终止密码子外)决定一种氨基酸,一种氨基酸可以有多个对应的密码子。 ..4.翻译过程分为起始、延伸和终止三个阶段。 ..
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