1、第四章 遗传的分子基础 光阴似箭,日月如梭。增广贤文第三节 基因控制蛋白质的合成 1.能说出蛋 白 质 的 合 成 过 程,描 述 转 录 和 翻 译 的 过程,能列表比较转录、翻译与 DNA 复 制 过 程 的 不 同 点,说出在三个过程中碱基互补配对的特点。2.能说出中心法则中的信息流动,能描述基因与性状的关系:区分一因一效、一因多效和多因一效。3.能说出人类基因组计划是完成人体24条染色体上的全部基因的 遗 传 图、物 理 图 和 全 部 碱 基 的 序 列 测 定,能列举人类基因组对人类的影响。要点1 从基因到蛋白质1.基因的概念:基因是有遗传效应的 DNA 片段,基因中脱氧核苷酸 的
2、 排 列 顺 序 代 表 生 物 的 遗 传 信 息。作 为 遗 传 物质,其主要功能是把遗传信 息 转 变 成 由 特 定 氨 基 酸 按 一 定 的顺序构成的多肽和蛋白质,从而决定生物体的性状。基因控制蛋白质的合成包括转录和翻译两个过程。是决定生物性状的遗传物质的基本单位。遗传效应是指 基 因 具 有 复 制、转 录、翻 译、重 组 和 突 变 以及调控等功能。(1)遗传信息的转录概念: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。场所:细胞核。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
3、 互 补 配 对 原 则(AT、CG、TA、GC)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。产物:一条单链的 mRNA。(2)翻译概念: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:细胞质的核糖体上。过程:翻译过程可分为起始、延伸、终止三个阶段。起始阶段:mRNA、tRNA 与核糖体相结合,mRNA 上的起始密码子位于核 糖 体 的 第 一 位 置,相 应 的tRNA 识 别 并 与 其配对。延伸阶段:携 带 着 特 定 氨 基 酸 的tRNA 按 照 碱 基 互 补 配对原则,识别并进 入 第 二 位 置,在 酶 的 作 用 下,将 氨
4、基 酸 依 次连接,形成多肽链。终止阶段:识别终止密码子,多肽链合成终止并被释放。产物:多肽链(蛋白质)。关键提醒 三种 RNA:mRNA、tRNA、rRNA 都是转录的产物;翻译合成 的 是 一 条 多 肽 链,要 经 加 工 修 饰,转 变 成 具有一定空间结构有生物活性的蛋白质。【案 例 1】有 关 基 因 转 录 与 翻 译 的 比 较,正 确 的 是()。两个过程的完成都需要碱基互补配对两个过程的完成都需要运载工具两个过程的产物都以碳链为骨架两个过程都以核酸作为模板A.B.C.D.【精析】两个过程的完成都需要碱基互补配对,产生的产物是 mRNA 和多肽链,都以碳链为骨架;基因转录与翻
5、译的模板分别是 DNA 和 RNA,都是核酸;基因翻 译 需 转 运 RNA运载。【解答】B 拓展反思 1.转录中 DNA(基因)决定 RNA 的性质,遵循碱基互补配对原则;而翻译中,mRNA 上密码子的排列顺序决定蛋白质中氨基酸的排列顺序。2.翻译中,tRNA 即 转 运 氨 基 酸,又 能 与 mRNA 上 的 密码子互补配对,起了翻译者的作用。3.mRNA、rRNA、tRNA 都是由 DNA 转录产生的,在翻译过程中一起发挥作用。教材全析第三节 基因控制蛋白质的合成向还没有开辟的领地进军,才能创造新天地。李政道结构异常的血红蛋白而引起疾病。3.基因决定生物的性状:一般说来一个基因决定生物
6、的一个性状,一个性状有时受多个基因控制,一个基因也可以控制生物的多个性状。【案例2】报春花的花色白色(只含白色素)和黄色(含黄色锦葵色素)由两对等位基因(A 和a,B 和 b)共同控制,两对等位基因独立遗传,显性基因 A 控制以白色素为前体物合成黄色锦葵色素的代谢过程,但当显性基因 B 存 在 时 可 抑 制其表达。现选择 AABB和 aabb两个品种进行杂交,得到 F1,F1 自交得 F2,则下列说法不正确的是()。基因 B抑制基因A白色素(前体物质)黄色锦葵色素A.黄色植株的基因型是 AAbb或 AabbB.F1 的表现型是白色C.F2 中黄色白色的比例是35D.F2 中的白色个体的基因型
7、种类是7种 【精析】根据图示,基因 A 表达才能合成黄色锦葵素,而基因 B表达时基因 A 受抑制,花色为白色,因此白色的基因型为 A B、A bb或aabb,而黄色植株的基因型是 AAbb或 Aabb,故 A 正确;AABB 和 aabb杂 交,F1 为 AaBb应 为 白色,故B正确;F1 自交,F2 的基因型为:A B、aaB、A bb、aabb,其比例9331,其中黄色为3/16,白色为(9+3+1)/16,因此 F2 中黄色白色的比例是313,故 C 错误;由于 F2 共有9中基因型,其中黄色植株的基因型只有 AAbb或Aabb两种,因此白色个体的基因型种类是7种,故 D 正确。【解答
8、】C 归纳整理 结构基因直接控制作用性状间接控制作用调节基因结构蛋白细胞结构酶或激素细胞代谢 要点3 人类基因组计划1.人类基因组计划“人类基因组计划”被喻为人类生命科学史上一次伟大的登月行动,与“曼哈顿原子弹计划”“阿 波 罗 登 月 计 划”并 称 为人类自然科学史上的三大计划。人类基因组是指人体 DNA 分子所携带的全部遗传信息。人的单倍体基因组由24条双链的 DNA 分子组 成,上 面 约 有30亿个碱基对,估计有3万多个基因。人类的体细胞中有23对染色体,为了便 于 研 究,人 们 根 据 染 色 体 的 形 状、大 小 等 特征,将染色体编号 并 排 列 成 染 色 体 组 型 图
9、。人 类 基 因 组 计 划研究的是22条常染色体、1条 X 染色体和1条 Y 染色体,共24条染色体上 DNA 的总和。人类基因组计划研究的任务就是把人类基 因 组 全 部 基 因 的 核 苷 酸 对 的 序 列 定 位 在 染 色 体上,并进行基因功能的研究。2003年,美、日、德、法、英、中6国科学家宣布人类基因组框架图绘制完成,共测出31.647亿个碱基。由于当代高新技术的飞速发展,特别是 DNA 克隆技术和 DNA测序技术的发 要点2 基因对性状的控制个体发育过程中产生的众多体细胞均来自同一受精卵的有丝分裂,因而含有相同的遗传物质或基因,但生物体不同部位细胞表现出的性状不同,而 且
10、不 同 性 状 是 在 不 同 时 期 表 现的。因而在个体发育中,生物体内基因的表达有以下特点:1.虽然不同的细胞含有相同的基因,但不同的细胞表达不同的基因,即选择性表达。2.一些基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,从而控制生物的性状;还有一些可 以 通 过 控 制 蛋 白 质 分 子 的 结 构 来直接影响性状。生物的一切性 状 都 是 受 基 因 控 制 的,但 是 基 因 对 性 状 的控制往往要经过一系列的 代 谢 过 程,而 代 谢 过 程 中 的 每 一 步化学反应都需要酶来催化,因 此 一 些 基 因 就 是 通 过 控 制 酶 的合成来控制生物性状的,如 一 个 人 由 于
11、基 因 不 正 常 而 缺 少 酪氨酸,导致不能合成黑色素而表现出白化症状;另一种情况是通过控制蛋白质分子的结 构 来 直 接 影 响 性 状,如 一 个 人 如 果控制血红蛋白分子结构的 基 因 不 正 常,那 么 这 个 人 就 会 合 成第四章 遗传的分子基础 古之成大事者,不惟有超士之才,亦有坚忍不拔之志。苏 轼展,为研究人类基因组提供了可能。我国在1993年启动了相关研究项目,又在上海和北京相继成立了国家人类基因组南、北两个中心。1999年7月,我国在国际人类基因组注册、承担了其中1%的测序任务,此举标志着我国已掌握生命科学领域中最前沿的大片段基因组测序技术,在结构基因组学中占了一席
12、之地。人类基因组序列图绘制完成后,我国科学家又完成了水稻等生物的基因组测定。2.人类基因组后续计划人类基因组后续计划是人类基因组单体型图计划。已经完成的序列图是全人类基因的一 个“范 本”,是 属 于 人 类 共 性的研究,而人类基因组单体型图计划主要是针对不同种族、不同民族人类单体型图的研究。我国在该计划 中 将 承 担 10%的 研 究 任 务,也 就 是 完 成 3号染色体、21号染色体和8号染色体短臂单体型图。此外,在该计划中,我国还将提供近一半的亚裔样品。人类基因 组 单 体 型 图 计 划,可 联 系 染 色 体 结 构、染 色 体组、DNA、基因与染 色 体 的 关 系、DNA
13、的 结 构 和 功 能、基 因 控制蛋白质合成过程、遗传基本定律等知识。“人类基因组计 划”并 不 仅 仅 是 一 项 理 论 上 的 研 究,它 和我们的生活 有 着 千 丝 万 缕 的 联 系。从 中 学 生 物 学 的 角 度 来看,这项浩大的工程和我们 学 习 的 很 多 生 物 学 基 础 知 识 也 有着密切的联系,要注意挖掘这种联系。【案例3】根据以下材料,回答下列问题。1990年有关国家联合实施了一项“人类基因组计划”。这项计划的目标是绘制四张 图,每 张 图 均 涉 及 人 类 一 个 染 色 体组的常染色体和性染色体,具体情况如下:两张图的染色体上都标明人类全部的大约10万
14、个基因的位置(其中一张图用遗传单位表示基因间的距离,另 一 张 图 用 核 苷 酸 数 目 表 示 基 因间的距离);一张图显示染色体上全部 DNA 约30亿个碱基对的排列顺序;还有一张是基因转录图。参加这项计划的有美、英、日、法、德和中国的科学家,他们在2000年5月完成计划的90%,2003年将该计划全部完成。参加这项计划的 英 国 科 学家宣布,已 在 人 类 第 22 号 染 色 体 上 定 位 679 个 基 因,其 中55%是新发现的,这些基因主要与人类的先天性心脏病、免疫功能低下和多种恶性肿瘤等有关。此外,还发现第22号染色体上约有160个基因与鼠的基因具有相似的碱基序列。参加这
15、项计划的中国科学家宣布,在完成基本计划之后,将重点转向研究中国人的基因,特别是与疾病有关的基因,同时还将应用人类基因组大规模测定碱基顺序的技术,测定出猪、牛等哺乳动物基因组的全部碱基顺序。(1)“人类基因组计划”需要测定人类的24条染色体的基因和碱基顺 序。试 指 出 是 哪 24 条 染 色 体?为 什 么 不 是 测 定23条染色体?(2)在上述24条染色体中,估计基因的碱基对数目不超过全部 DNA 碱基对的10%。试问平均每个基因最多含多少个碱基对?(3)你认为完成“人类基因组计划”有哪些意义?【精析】最新研究表明,人类染色体上含有的基因大概是2.5万个左右,但题目中给出的最初研究的数据
16、是10万个基因,所 以 计 算 过 程 中 以 10 万 为 准。30 亿 10%/10 万=3000个(碱基对)。科学家们认识到,人类基因组研究的理论与技术上的进展,将对人类社会产生深远的影响。【解答】(1)是 22 条 常 染 色 体 和 X、Y 两 条 性 染 色 体。因为 X、Y 染色体之间具有不相同的基因和碱基顺序,所以一共需测定24条染色体。(2)3000个。(3)有利于疾 病 的 诊 断 和 治 疗;有 利 于 研 究 生 物 进 化;有利于培育优良的高等动植 物 品 种;有 利 于 研 究 基 因 表 达 的 调控机制。顿有所悟 基因组和染色体组 的 概 念 不 同:人 类 染
17、 色体组是22+X 或22+Y,人类基因组是22+X+Y。拓展点1 遗传信息、密码子、反密码子1.遗传信息是指 DNA 分子中基因上的脱氧核苷(碱基)排列顺序。密码子是指信使 RNA 上决定一个氨基酸 的 三 个相邻碱基的排列顺序。反密码子是指转运 RNA 上的 一 端 的三个碱基排列顺序。2.遗传密码对应规则的发现(1)尼伦伯格和马太采用蛋白质的体外合成技术方法:每个试管 中 分 别 加 入 一 种 氨 基 酸,加 入 除 去 DNA和 mRNA 的细胞提取液,以 及 人 工 合 成 的 RNA 多 聚 尿 嘧 啶核苷酸。结果:加入了苯 丙 氨 酸 的 试 管 中 出 现 了 多 聚 苯 丙
18、 氨 酸 的肽链。结论:尿嘧啶的碱基序列编码由苯丙氨酸组成的肽链。后续研究:科学家沿着蛋白质体外合成的思路,破译出全部的密码子,并编制出了密码子表。(2)种类起始密码子:2种,AUG、GUG,也编码氨基酸普通密码子:59种,只编码氨基酸终止密码子:3种,UAA、UGA、UAG,不编码61种编码氨基酸(3)密码子的特点:通用性:不 同 的 生 物 密 码 子 基 本 相 同,即 共 用 一 套 密码子。简并性:大 多 数 的 氨 基 酸 都 可 以 具 有 几 组 不 同 的 密码子。不重叠:两个密码子间没有标点符号,读码必须按照一定的读码框架,从正确的起点开始,一个不漏地一直读到终止信号。一定
19、的方向性。3.反密码子的特点:反密码子的三个碱基与相应 DNA 模板链 上 对 应 的 碱 基 相 同,只 是 DNA 链 上 碱 基 T的 位 置 在 教材全析第三节 基因控制蛋白质的合成心灵纯洁的人,生活充满甜蜜和喜悦。列夫托尔斯泰tRNA 上为 U。4.遗传信息、密码子、反密码子的区别位置不同。遗传信息位于 DNA 分子的基因上,密码子位于 mRNA 上,反密码子位于 tRNA 上。这里要注意的是,DNA 分子上并不是所有片段都代表着遗传信息,非基因上的脱氧核苷酸的排列不含遗传信息。作用不同。遗传信息决定着 mRNA 上密码子的排序,密码子决定着 氨 基 酸 的 种 类,tRNA 上 的
20、 反 密 码 子 则 保 证 了tRNA 准确的运载相应的氨基酸。不同的生物 个 体 具 有 不 同 的 基 因 遗 传 信 息,合 成 不 同的 mRNA,但共用一套密码子与反密码 子,因 此 不 同 生 物 的密码子、反密码子和tRNA 的种类是相同的。列表比较遗传信息、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
21、、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种联系基因中脱氧核苷酸的序列 mRNA 中核糖核苷酸的序列mRNA 中碱基序列与基因模板链中碱基序列互补密码子与相应反密码子的序列互补配对 拓展反思 密码子有64个,但有3个终止密码子不编码氨基酸,所以与之相对应的tRNA 是61种;而构成生物的氨基酸有20种,但tRNA 不止20种,每种tRNA 上的反密码子要与 mRNA 上 的 密 码 子 互 补 配 对。一 种 氨 基 酸 可 由 几 种tRNA 运载,但每种tRNA 只能运载一种氨基
22、酸。【案 例 1】已 知 某 tRNA 一 端 的 三 个 碱 基 顺 序 为GAU,它所转运的是亮氨酸,那么决定此氨基酸的密码子由下列哪个碱基序列转录而成?()。A.GATB.GAUC.CUAD.CTA 【精析】tRNA 中的三个碱基(反密码子)是 GAU,那么根据碱基互补配对原则,决定此氨基酸的 mRNA 上的密码子是 CUA,mRNA 由 DNA 转录而来,由 DNA 转录 mRNA 时,碱基 A 转录为 U(RNA 中不含 T),T 转录为 A,G 转录为 C,C转录为 G。所 以,mRNA 上 的 CUA 是 由 DNA 上 的 GAT 转录而来的。【解答】A 拓展点2 DNA 两大
23、功能比较1.复制、转录、翻译的比较传递遗传信息表达遗传信息复制转录翻译时期细胞分裂的间期在 生 长 发 育 的连续过程中在 生 长 发 育 的连续过程中场所细 胞 核(线 粒体、叶绿体)细 胞 核(线 粒体、叶绿体)细 胞 质 中 核 糖体上条件模板以 DNA 解旋的两条链为模板以 DNA 解旋的一条链为模板以 mRNA 为模板原料4种脱氧核苷酸4种核糖核酸20种氨基酸能量ATPATPATP酶解 旋 酶、DNA聚合酶等解 旋 酶、RNA聚合酶等酶、还需要tRNA碱基配对方式AT TACG GCAU TACG GCAU UACG GC遗传信息传递方向DNADNADNARNARNA蛋白质特点边解旋
24、边复制半保留复制边解旋边转录,转录 后 的 DNA仍 然 保 留 原 来的双链结构mRNA 分 子 可被 多 个 核 糖 体结 合 进 行 多 肽链的合成产物两个 双 链 DNA分子1 条 单 链 的mRNA多肽或蛋白质 【案例2】如下图所示,各试管内所盛的物质标明在相应试管的下方,另加的物质标在试管右上方,四个试管内最终都有产物生成,试指出四个试管中依次模拟哪一生理过程?()。A.DNA 的复制、DNA 的复制、RNA 的复制B.DNA 的复制、DNA 的转录、RNA 的复制C.DNA 的转录、DNA 的转录、DNA 的翻译D.DNA 的 复 制、DNA 的 复 制 和 转 录、RNA 的
25、复 制 和转录 【精析】信息 流 动 的 每 个 过 程 中 的 模 板、原 料、碱 基 配对方式、产物各有所不同。由上图可看出,分 析 某 一 过 程 性 质 及 产 物 可 从 如 下 两 方面着手:(1)从模板分析:如果模板是 DNA,生理过程可能是 DNA复制或 DNA 转录;如果模板是 RNA,生理过 程 可 能 是RNA第四章 遗传的分子基础 廉者常乐无求,贪者常忧不足。王 通复制或 RNA 逆转录。(2)从原料分 析:如 果 原 料 为 脱 氧 核 糖 核 苷 酸,产 物 一 定是 DNA;如果原料为核糖核苷酸,产物一定是 RNA。【解答】B 拓展点3 中心法则1.图解2.含义:
26、包 括 五 个 方 面,而 且 都 表 现 出 碱 基 互 补 配 对原则。DNA 的复制;遗传 信 息 从 DNA 传 递 给 信 使 RNA 的 转录;在逆转录酶的作用下,以 RNA 为模板合成 DNA;以 RNA为模板复制 RNA(如某些只有 RNA 的病毒);以 RNA 为模板翻译成蛋白质,体现生物性状。(1)以 DNA 为遗传物质的生物遗传信息传递(2)以 RNA 为遗传物质的生物遗传信息传递3.关于中心法则的有关计算基因对性状的控制是通过对蛋白质的合成过程进行控制来实现的。包括 转 录 和 翻 译 两 个 过 程,这 两 个 过 程 都 要 遵循碱基互补配对 原 则。有 关 知 识
27、 可 以 总 结 出 关 系 式:氨 基 酸数=1/3mRNA 的碱基数=1/6基因中的碱基数。在双链 DNA 及其转录的 RNA 之间:在碱基数量上,a链上的(A+T)=b链上的(A+T)=RNA 分子中(A+U)=1/2DNA 分子中的(A+T);a链上的(G+C)=b链上的(G+C)=RNA 分子中(G+C)=1/2DNA 分子中的(G+C)。4.中心法则与基因表达的关系(1)DNA 的复制体现了遗传信息的传递功能,发生在细胞增殖或产生子代的生殖过程中。(2)DNA 的转录和翻译共同体现了遗传信息的表达功能,发生在个体的发育过程中。【案例3】下 表 为 DNA(基 因)控 制 蛋 白 质
28、 的 合 成 过程,分析回答:DNA 片段 TAG(基因)ATC信使 RNAUAG转运 RNAAUC氨基酸(1)图中标出的碱基符号,包括了 种核苷酸。(2)DNA 双链中,链为转录链;遗传信息存在于 链上,密码子存在于 链上。(只写标号)(3)如果合成共含51个氨基酸的胰岛素,控制合成的基因上,至少有 个脱氧核苷酸。【精析】(1)DNA()两条链包含4种碱基、4种核苷酸,RNA()也 含 有 4 种 碱 基、4 种 核 苷 酸。因 为 DNA 含脱氧核糖,RNA 含核糖,所以 DNA 和 RNA 共有8种核苷酸;(2)DNA链上碱 基 可 与 信 使 RNA 上 碱 基 互 补(AU、GC),
29、所以信使 RNA 是以链为模板转录而来的,链上脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息。组成信使 RNA 的 核 糖 核苷酸中,三个相邻碱基代表遗传密码子;(3)根 据转录和翻译过程中基因碱基数信使 RNA 碱基数多肽链氨基酸数=631推知,合成含有51个氨基酸的蛋白质,至少需基因上的脱氧核苷酸516=306个。【解答】(1)8(2)(3)306 综合应用题 【例1】(要点1)如图甲、乙表示真核生物遗传信息传递过程中的某两个阶段的示 意 图,图 丙 为 图 乙 中 部 分 片 段 的 放大示意图。对此分析合理的是()。A.图甲所示过程主要发生于细胞核内,图乙所示过程主要发生于细胞质内B.图中催化图甲、
30、乙所示两过程的酶1、酶2和酶3是相同的C.图丙中a链为模板链,b链为转录出的子链D.图丙中含有两种单糖、五种碱基、五种核苷酸 【精析】图甲所示为 DNA 的复制过程,图乙所示为转录过程,DNA 的复制和转录主要发生在细胞核内;图甲中酶1和酶2相同,为 DNA 聚合酶,图乙中酶3为 RNA 聚合酶;由于转录是以 DNA 为模板合成 RNA 的过程,图丙的 a链中含有碱基 T,b链中含有碱基 U,故a链为 DNA 模板链,而 b链为转录产生的 RNA 链,因此图丙中含有2种单糖、5种碱基、8种核苷酸。【解答】C 【归纳演绎】复制时 DNA 的两条链均为模板,转录 教材全析第三节 基因控制蛋白质的合
31、成对人不尊敬 首先就是对自己的不尊敬。惠特曼以 DNA 的一条链为模板。【例2】(要点2)基因是有“遗传效应的”DNA 片段,下列哪项不是“遗传效应”的含义?()。A.能控制一种生物性状的表现B.能控制一种蛋白质的合成C.能决定一种氨基酸的位置D.能转录成一种 mRNA 【精析】基因是有遗传效应的 DNA 片段,能通过转录和翻译决定蛋白质中氨基 酸 的 种 类 和 排 列 顺 序,而 不 是 一 种氨基酸的位置。【解答】C 【探索发现】基因是有遗传效应的 DNA 片段,因此在 DNA 上还存在没有遗传效应的非基因序列,它们往往与调控基因的表达有关。【例3】(拓展点1)下列有关蛋白质合成的叙述,
32、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.tRNA 的反密码子携带了氨基酸序列的遗传信息D.核糖体可在 mRNA 上移动 【精析】终止密码子不编码氨基酸,遇到终止密码子是翻译停止;在翻译时每种tRNA 只转运一种氨基酸;tRNA 的反密码子与 mRNA 的碱基互补配对,而氨基酸的遗传信息在DNA 上;翻译时核糖体可在 mRNA 上移动,其结果使蛋白质链不断延伸。【解答】C 【归纳演绎】密 码 子 有 兼 并 性,因 此 一 个 氨 基 酸 有多种密码子,而一个密码子只对应于一个氨基酸。【例4】(拓展点2)下列有关遗传信息传递过程的叙述,错误的是()。A.D
33、NA 复 制、转 录 及 翻 译 过 程 都 遵 循 碱 基 互 补 配 对原则B.核基因转录形成的 mRNA 穿过核孔进入细胞质中参与翻译过程C.DNA 复制、转 录 及 翻 译 的 原 料 依 次 是 脱 氧 核 糖 核 苷酸、核糖核苷酸和氨基酸D.DNA 复制和转录都是以 DNA 的一条链为模板,翻译则以 mRNA 为模板 【精析】遗传信息传递指 DNA 复制、转录及翻译过程,DNA 的复制是以 DNA 的两条链为模板,转录是以 DNA 的一条链为模板,翻译是以 mRNA 为直接模板。【解答】D 【探索发现】DNA 分子的复制、转录和翻译都遵循碱基互补配 对 原 则,只 不 过 在 复
34、制 时 DNA 的 母 链 与 子 链 配对,是 DNADNA 配对;转录是 DNA 的一条链与 mRNA 配对,是 DNARNA 配对;翻译是 mRNA 的碱基与tRNA 碱基互补配对,是 RNARNA 配对。【例5】(拓展点2)由n 个碱基组成的基因,控制合成由1条多肽链组成的蛋白质,氨基酸的平均分子量为a,则该蛋白质的分子量最大为 。【精析】解答本题需要用到两个规律:基因中的碱基数 信 使 RNA 上 碱 基 数(最 大)氨 基 酸 数(最 大)=631,即n个基因中的碱基相当于n6 个氨基酸;蛋白质的分子量=氨基酸的总分子量-脱下的水的总量。故蛋白质的分子量最大为n6 a-18n6()
35、-1,化简得(a-18)n6+18。【解答】(a-18)n6+18 【例6】(拓展点3)下图为遗传信息在生物大分子之间传递的图解。正常情况下在动植物细胞中都不可能发生的是()。A.B.C.D.【精析】是逆转录过程,是 RNA 自我复制过程,这两个过程及过程只发生 在 少 数 病 毒 内,在 动 植 物 体 内 不 会发生。【解答】B【例7】(拓 展 点 3)艾 滋 病 病 毒(HIV)是 一 种 球 形 的RNA 病毒,HIV 侵染 T 淋巴细胞并繁殖新一代病毒的过程示意图如下图。请分析回答:(1)图中表 示 病 毒 正 侵 染 淋 巴 细 胞。进 入 寄 主 细 胞 的是病毒的 。(2)遗传
36、学上将过程称为 。(3)和的信息传递过程分别称为 。(4)每年的12月1日是 日。(5)据最 新 研 究 认 为,引 起“严 重 急 性 呼 吸 系 统 综 合 症”(SARS)的病原体可能是 ,它和 HIV 一样,遗传信息的传递是按照 (用简图表达)的规律进行的。【精析】由 题 可 知,艾 滋 病 病 毒(HIV)是 一 种 球 形 的RNA 病毒,侵染人体,人的遗传物质是 DNA,所以病毒 RNA首先要逆转录成人体 DNA 才能够整合到人体DNA 中。【解答】(1)RNA(2)逆转录(3)转录和翻译(4)世界艾滋病(5)SARS冠状病毒 探究创新题 【例8】(要点2)日常饮食中都或多或少含
37、有核酸。据第四章 遗传的分子基础 一个人的真正伟大之处就在于他能够认识到自己的渺小。保 罗研究,每100g白米或面粉中含有核酸46mg。核酸含量较高的是鱼类、海鲜、猪肝和豆制品等食物,如100g鱼干核酸含量高达1187mg。据报道,各种补充核酸的保健品以“基因食品”推出,号称能补充和及时修复人体受损基因,迅速消除疾病;从而成为21世纪第1个春节人们送礼的新宠,而且价格不菲。基因与健康的密切 关 系 毋 庸 置 疑。我 国“人 类 基 因 组 计划”重大项目秘书长杨焕明教授 在 很 多 场 合 说 过,“人 类 所 有的疾病都直接或间接与基因受损有关”,而且一些诺贝尔奖获得者也有类似的表述。请结
38、合上述材 料,运 用 你 所 学 的 新 陈 代 谢 和 遗 传 学 知 识分析上述资料中存在的不科学的说法。【解答】文中说补充核酸的食品号称为“基因食品”,能够补充和修复人体基因,这种说法是不科学的。核酸是大分子的有机化合物,包括 DNA 和 RNA,而基因是有遗传效应的 DNA 片段。虽然不同生物的核酸 的 基 本 组成单位是一样的,但是每种生物的核酸和基因都有其特异性。况且核酸食品并不能以核酸大分子的形式直接被人体吸收利用,而必须降解为小分子的 物 质 才 能 被 人 体 吸 收 作 为 核 酸 合成的基本材料。可见服用核酸能补充人体基因的说法是不科学的。基因作为遗 传 物 质 具 有
39、一 定 的 稳 定 性,如 果 服 用 核 酸食品就能够修复即改变人 体 基 因,人 体 就 要 经 常 产 生 基 因 突变了。可见服用核酸能修复人体基因的说法也是不科学的。夯基固本1.(要点1)真核细胞遗传信息的传递和表达 过 程,在 细 胞 核中进行的是()。A.复制和翻译B.转录和翻译C.复制和转录D.翻译2.(要点2)下列关于基因的概念中,叙述错误的是()。A.基因是有遗传效应的 DNA 片段B.基因是 DNA 上有一定功能的特异碱基排列顺序C.基因是一小段染色体D.基因是控制生物性状的遗传物质的结构单位和功能单位3.(要点3)人类基因组计划研究的染色体总数是()。A.22条B.23
40、条C.24条D.46条4.(拓展 点 1)下 列 哪 种 碱 基 排 列 顺 序 肯 定 不 是 遗 传 密 码?()。A.UUUB.AAAC.GUCD.GAT5.(拓展点2)下列关于转录和翻译的比较,错误的是()。A.需要的原料不同B.所需酶的种类不同C.均可以在线粒体和叶绿体中进行D.碱基配对的方式相同6.(拓展点3)下列各项过程中,遵循“碱基互补配对 原 则”的有()。DNA复制 RNA复制 转录 翻译 逆转录A.B.C.D.7.(要点1)下图为蛋白质合成示意图,请据图回答,下列说法不正确的是()。A.a、b分别代表转录和翻译过程B.是翻译产物C.遗传信息是指中氨基酸排列顺序D.遗传学上
41、的密码子位于上8.(要点2)人的胰岛细胞能产生胰岛素,但不 能 产 生 血 红 蛋白,据此推测胰岛细胞中()。A.只有胰岛素基因B.比人受精卵的基因要少C.既有胰岛素基因,也有血红蛋白基因和其他基因D.有胰岛素基因和其他基因,但没有血红蛋白基因9.(要点3)“人类 基 因 组 计 划”中 的 基 因 测 序 工 作 是 指 测 定()。A.DNA 的碱基对排列顺序B.mRNA 的碱基排列顺序C.蛋白质的氨基酸排列顺序D.DNA 的基因排列顺序10.(拓展点1)下列关于密码子的叙述中,错误的是()。A.能决定氨基酸的密码子有64个B.一种氨基酸可有多种对应的密码子C.同一密码子在人和猴子细胞中决
42、定同一种氨基酸D.CTA 肯定不是密码子综合应用11.(拓展点2)若 DNA 分子的某个基因含240个脱氧核苷酸和80个鸟嘌呤,则该片段转录成的信使 RNA 中,含有的尿嘧啶个数最多不会超过()。A.20个B.40个C.60个D.80个12.(拓展点2)已知一段 mRNA中有30个碱基,其中 A 和 C共有12个,那么转录成该 mRNA 的一段 DNA 分子中 G 和T 的数目之和以及该 mRNA 经翻译合成蛋 白 质(只 含条肽链)时,应脱去的水分子的数目分别是()。A.12个和30个B.30个和29个C.18个和0D.30个和9个13.(拓展点2)一条多肽链中有49个肽键,那么控制合成该肽
43、链的基因片段中至少有碱基()。A.49个B.98个C.150个D.300个14.(拓展点2)一段原核生物的 mRNA 通过翻译可合成一条含有11个肽键的多肽,则此 mRNA 分子至少含有的碱基个数及合成这段多肽需要的tRNA 个数依次为()。A.33、11B.36、12 教材全析第三节 基因控制蛋白质的合成原谅敌人要比原谅朋友容易。狄尔治夫人C.12、36D.11、3615.(要点1)下列对 mRNA 的描述,正确的是()。A.转录后的 mRNA 都可作为合成蛋白质的直接模板B.mRNA 上的每三个相邻的碱基决定一个氨基酸C.mRNA 上有四种脱氧核苷酸、64种密码子、代表20种氨基酸D.mR
44、NA 只有与核糖体结合后才能发挥作用16.(要点1)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转运 RNA 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17.(要点1)下图为细胞中合成蛋白质的示意图,相关说法不正确的是()。A.该图说 明 少 量 的 mRNA 可 以 迅 速 合 成 出 大 量 的 蛋白质B.该过程的模板是 mRNA,原料是氨基酸C.的最终结构各不相同D.合成的
45、场所在细胞核,的合成与核仁有关18.(拓展点2)DNA 分子片段复制、转录的情况如图所示,图中a、b、c、d表示脱氧核苷酸链的片段。如果没 有 发 生 变异,下列说法错误的是()。A.b和c的碱基序列可以互补B.a和e的碱基序列可以互补C.a中(A+G)/(T+C)的比值与d中(A+G)/(T+C)的比值一般不相同D.a中(A+T)/(G+C)的比值与 b中(A+T)/(G+C)的比值相同19.(拓展点1)下图是真核生物信使 RNA 合成过程图,请据图判断下列说法中正确的是()。A.R 所示的节段正处于解旋状态,形成这种状态需要解旋酶B.图中是以4种脱氧核苷酸为原料合成的C.如果图中表示酶分子
46、,则它的名称是 DNA 聚合酶D.图中的合成好后,直接进入细胞质中与核糖体结合并控制蛋白质的合成20.(要 点 1)DNA 一 条 链 的 一 段 碱 基 排 列 顺 序 为“CTCGAT”,以 其 为 模 板 转 录 mRNA,则 此 段mRNA决定的氨基酸序列由左至右为()。密码子:CAU:组氨酸;CAG:谷氨酰胺;CUA、CUC:亮氨酸;GUC、GUA:缬氨酸(起始);GAG:谷氨酸;GAU:天冬氨酸A.亮氨酸天冬氨酸B.谷氨酸亮氨酸C.谷氨酰胺缬氨酸D.缬氨酸组氨酸21.(要点1)科学家已经证明密码子是 mRNA 上决定一个氨基酸的三个相邻碱基。以下是遗传密码破译过程的几个阶段。(1)
47、根据理论推测,mRNA 上的三个相邻的碱基可以构成 种排列方式,实际上 mRNA 上决定氨基酸的密码子共有 种。(2)1955年,尼伦伯格和马太成功建立了体外蛋白质合成系统,破译 了 第 一 个 密 码 子:苯 丙 氨 酸(UUU)。具 体的做法是在代表“体外蛋白质合成系统”的 20支试管中各加入作为模板(mRNA)的多聚尿嘧啶核苷酸(即只由 U 组成的 mRNA),再向20支试管中分别加入20种氨基酸中的一种,结果只有加入苯丙氨酸的试管中才出现了多聚苯丙氨酸肽链。体外蛋白质合成系统中除 了 加 入 全 套 必 要 的 酶 系 统、tRNA、人 工 合 成 的mRNA 和氨基酸外,还需提供 。
48、(3)上述实验后,又有科学家用 C、U 两种碱基相间排列的mRNA 为模板,检验一个密码子是否含有3个碱基,如果密码子是连续翻译的:假如一个密码子中含有2个或4个碱基,则该 RNA指导合成的多肽链中应由 种氨基酸组成。假如一个密码子中含有3个碱基,则该 RNA 指导合成的多肽链中应由 种氨基酸组成。(4)1964年又有科学家用 2个、3个或 4个碱基为单位的重复序列,最终破译了全部密码子,包括终止密码。下表是部分实验实验序号重复的 mRNA序列生成的多肽所含氨基酸种类1(UC)n丝氨酸、亮氨酸2(UUC)n苯丙氨酸、亮氨酸、丝氨酸3(UUAC)n亮氨酸、苏氨酸、酪氨酸说明:表 中(UC)n 表
49、 示 UCUCUCUCUCUC 这 样的重复 mRNA 序列。请分析上 表 后 推 测 下 列 氨 基 酸的密码子:亮氨酸 、;丝氨酸;苯丙氨酸 。22.(要点1)下 图 为 蛋 白 质 合 成 示 意 图(图 中 甲 表 示 甲 硫 氨酸,丙表示丙氨酸),请据图分析:第四章 遗传的分子基础 愿每次回忆,对生活都不感到负疚。郭小川(1)该图表示 过程,组成的单体是 。(2)丙氨酸的密码子是 。若合成的蛋白质由570个氨基酸组成,那么与 对应的基因中有 对碱基。(3)图中表示甲和丙之间的结合方式是 ,甲和丙之间的化学键结构式是 。(4)若上的某一个碱基发生了改变,不一定引起相应的氨基酸的改变,因
50、为。(5)该过程不可能发生在人的()。A.神经细胞B.肝细胞C.成熟的红细胞D.脂肪细胞23.(拓展点2)下图表示细胞内遗传信息表达的过程,根据所学的生物学知识回答:图1图2(1)图2中方框内所示结构是 的一部分,它主要在 中合成,其基本组成单位是 ,可以用图2方框中数字 表示。(2)图1中以为模板合成物质的过程称为 ,进行的 主 要 场 所 是 ,所 需 要 的 原 料 是 。(3)若该多肽合成到图1示 UCU 决定的氨基酸后就终止合成,则导致合成结束的终止密码子是 。(4)从化学成分角度分析,与图1中结构的化学组成最相似的是()。A.乳酸杆菌B.噬菌体C.染色体D.流感病毒(5)若图1的所
51、示的分子中有1000个碱基对,则由它所控制形成的信使 RNA 中含有的密码子个数和合成的蛋白质中氨基酸种类最多不超过()。A.166和55B.166和20C.333和111D.333和2024.(要点1)下图为在实验室中进行的相关模拟实验,请据图回答问题:(1)图中甲、乙模拟实验模拟的过程分别是 、。(2)图中乙过程要顺利进行,还需向试管中加入的物质或细胞结构有 、。(3)人们通过研究发现,有些抗生素通过阻断细菌细胞内蛋白质的合成,从而抑制细菌的繁殖。现发现一种新型抗生素,请你根据上述模拟实验的方法探究这种抗生素能否阻断细菌 DNA 和人体 DNA 的转录过程。实验步骤:第一步:取 A、B、C
52、、D4支试管,各加入足量的 ATP、核糖核苷酸、相关的酶的混合溶液;第二步:;第三步:。(4)预期实验结果并得出实验结论:该实验有可能会出现 种实验结果,如果出现 ,则说明该抗生素只阻断细菌 DNA的转录,不阻断人体 DNA 的转录。探究创新25.(要点3)由于人类基因组计划的实施,某科学家预言:“不久的几年内,人们将看到一份描述人类自身的说明书,它是一本完整地讲述人体构造和运转情况的指南,到那时,危害人类健康的 6000 种 遗 传 病 以 及 与 遗 传 密 切 相 关 的癌症、心血管疾病、关节炎、糖尿病、高血压、精神病等,都可以得到早期诊断和治疗。”你同意此种说法吗?教材全析第三节 基因
53、控制蛋白质的合成为了生活 为了工作,为了自己,努力工作!鲁 迅参考答案与点拨1.C 2.C 3.C 4.D 5.D6.A 提示:根据 碱 基 互 补 配 对 原 则 和 中 心 法 则:DNA 复制是以 DNA 的一条链为模板合成子链的过程。配对的碱基是A 与T 或 T 与 A;C与 G 或 G 与 C。RNA复制是以RNA 为模板,合成 RNA 的过程。配对的碱基是 A 与 U 或U 与 A;C与 G 或 G 与C。转录的过程是以 DNA 的一条链为模板,合成 RNA 的过程。配对的碱基是 A 与 U 或 T与 A;C 与 G 或 G 与 C。翻 译 的 过 程 是 以 mRNA 为 模板,
54、以tRNA 为运载工具,合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。配对的碱基是 A 与 U 或 U 与 A;C 与 G 或 G与 C。逆转录过程是以 RNA 为模板,合成 DNA 的过程。互补配对发生在 RNA 与 DNA 的 一 条 链 间。配 对 的 碱 基为 U 与 A 或 A 与 T;C与 G 或 G 与 C。7.C 8.C 9.A 10.A 11.B12.D 提 示:本 题 考 查 DNA 上 的 碱 基 数、mRNA 中 的 碱 基数、蛋白质中的氨基酸数的关系。由于 mRNA 中共有30个碱基,故 DNA 中有60个碱基,则 G+T 占碱基数目的一半,共30个;mRNA 上的3个碱基决
55、定一个氨基酸,故蛋白质中共有10 个 氨 基 酸,该 蛋 白 质 形 成 时 脱 去 了9个水分子,形成了9个肽键。13.D 提示:两个氨基酸缩合成二肽,含有一个肽键;一条含49个肽键的多 肽 链 应 由 50 个 氨 基 酸 组 成。用 来 翻 译 多肽链的直接模板为 mRNA,mRNA 上 三 个 相 邻 碱 基 决 定一个氨基酸,故作为合成该肽链的 mRNA 分子至少有503=150个碱基。由于转录 mRNA 的模板是 DNA 分子(基因)中的一条链,故用来转录含有150个碱基的 mRNA的 DNA 片段至少应有1502=300个碱基。14.B 提示:由题目中“一条含有11个肽键的多肽”
56、可知,这条多肽含有12个氨基酸,mRNA上三个相邻的碱基对应一个氨基酸,所以由12个氨基酸可知,mRNA 分子至少含有的碱基个数为36个;每个tRNA可以转运一个氨基酸,所以需要tRNA12个。15.D16.D 提示: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。17.C 提示:图中表示以同一 mRNA 为模板在多个核糖体上合成蛋白质的过程,合成的 b、c、d、e在结 构 上 相 同,大大提高了合成蛋 白 质 的 速 率,因 此 选 C;为 信 使 RNA,其合成的主要场所为细胞核,为核糖体,它的合成与核
57、仁有关。18.B 提示:A 项,图中b与d相同,c与a相同,它们是互补的;B项,a和e的碱基都与d互补,它们间碱基是一致的,只不过e中是 U 而a中是 T;C 项,a中(A+G)/(T+C)的比值与d中(A+G)/(T+C)的 比 值 是 互 为 倒 数 的;D项,a、d两 条 链 中 的 比 例(A+T)/(G+C),分 子 等 于 分子、分母等于分母,故一定相同。19.A20.B 提 示:DNA 一 条 链 的 一 段 碱 基 排 列 顺 序 为“CTCGAT”,以 其 为 模 板 转 录 的 mRNA 为GAGCUA,所 以 其 决 定 的 氨 基 酸 为 GAG(谷 氨酸)、CUA(亮
58、氨酸)。21.(1)64 61(2)ATP和核糖体(3)1 2(4)CUU CUC UCU UUC22.(1)翻译 核糖核苷酸(2)GCU 1710(3)脱水缩合CONH(4)一种氨基酸有多种密码子(5)C提示:(1)图为发生在核糖体中的翻译过程,为tRNA,其单体即基因单位为核糖核苷酸。(2)与丙氨酸相对应的mRNA 上三个碱基为 GCU。基因中碱基与蛋白质中氨基酸比为61,注意问的是碱基对数量,则5703=1710。(3)氨基酸间连接方式为脱水缩合,连接的化学键为肽键。(4)上碱基改变后如果密码子仍对应同一氨基酸,则不引起氨基酸改变。(5)图示过程为基因表达过程的翻译过程,一般细胞都会有,
59、但成熟细胞中没有了细胞核和细胞器,不能发生上述过程,红细胞不久也会衰老死亡。23.(1)RNA 细胞核 核糖核苷酸 1、2、7(2)翻译 核糖体 氨基酸(3)UAA(4)D(5)D提示:(1)图 2 中 方 框 内 所 示 结 构 中 有 碱 基 U,因 此 是RNA 的一部分,它 主 要 在 细 胞 核 中 经 转 录 过 程 形 成 的,RNA 的基本组成单位是核糖核苷酸,完成的核糖核苷酸包括三个组成部分:碱基、核糖、磷酸;(2)图1中作为模板的 是 mRNA,以它为模板在核糖体中经过翻译 合 成 的为多肽链,该过程所需要的原料是游离的氨基酸;(3)该多肽合成到图1示 UCU 决定的氨基酸
60、后就终止合成,则UCU 的下一 个 密 码 子 就 是 终 止 密 码 子,据 图 知 应 该 是UAA;(4)从化学成分角度分析,图1中是核糖体,其化学成分主要是 RNA 和 蛋 白 质,在 所 给 的 四 个 选 项 中,只有流感病毒是由 RNA 和蛋白质组成的;(5)若图 1的(DNA)所示的分子中有1000个碱基对,则由它所控制形成的信使 RNA 中含有的密码子个数为1000/3=333.33,经翻译后合成的蛋白质中氨基酸种类最多不超过20种。24.(1)转录 翻译(2)tRNA 核糖体(3)第二步:向 A 试 管 滴 加 适 量 一 定 浓 度 的 抗 生 素 水 溶液,B试管中滴加
61、等量的蒸馏水,同时 A、B 试管中加入等量相同的细菌 DNA;向 C 试管滴加适量一定浓度的抗生素水溶液,D 组滴加等量的蒸馏水,同时 C、D 试管中加入等量相同的人体 DNA 第三步:把 A、B、C、D4支试管在相同且适宜的条件下培养一段时间后,检测4支试管中有无 RNA 的生成(4)4 A 试管中无 RNA 生成,B试管中有 RNA 生成,C、D 试管中均有 RNA 生成提示:(1)甲试管中 DNA 为模板,核糖核苷酸为原料,生成物必然是 RNA,说明模拟的是转录过程。乙试 管 中 有mRNA,原料为氨基酸,说明模拟的是翻译过程;(2)翻译过程 需 要 mRNA、氨 基 酸、酶、ATP 还
62、 需 要 运 载 工 具tRNA,场所是核糖体;(3)要探究这种抗生素能否阻断细菌 DNA 和人体 DNA 的转录过程,需要设置对照实验,实验变量为 抗 生 素 的 有 无,而 观 察 指 标 为 是 否 有 RNA 生成。因要探究抗生素对人体 DNA 和细菌 DNA 转录的影响,故需有两组对照。25.略第四章 遗传的分子基础 君子赠人以言,庶人赠人以财。荀 况积极思维(P69)提示:上述科学家的实验说明 mRNA 很可能就是和遗传密码子密切相关的物质。评价指南1.B 2.D 3.A 4.A 5.A 6.B 7.A8.略继续探究1962年,英国科学家克里克、威尔金斯、美 国 科 学 家 沃 森
63、因发现脱氧核糖核酸的分 子 结 构 获 诺 贝 尔 生 理 学 或 医 学 奖。1968年美国科学家霍利、科拉纳、尼伦贝格因解释遗传密码而获诺贝尔生理学或医学奖。1975年美国科学家杜尔贝科、特明、巴尔摩因研究肿瘤病毒 与 遗 传 物 质 的 相 互 关 系 获 得 诺 贝尔生理学或医学奖。1978年瑞士科学家阿尔伯、美国科学家史密斯、内森斯因发现并应 用 脱 氧 核 糖 核 酸 的 限 制 酶 获 诺 贝尔生理学或医学奖。1980年美国科学家伯格因研究操纵基因重组 DNA 分子,美国科学家吉尔伯特、英国科学家 桑 格 因 创立 DNA 结构的化学和生物分析法获诺贝尔化学奖。1983年美国科学
64、家麦克林托克因研究玉米的转座因子获诺贝尔生理学或医学奖。1984年美国科学家梅里菲尔德因对发展新药物和遗传工程的重大贡献获诺贝尔化学奖。1989年美国科学家切赫、加拿大科学家奥尔特 曼 因 发 现 核 酸 的 催 化 功 能 获 诺 贝尔化学奖。美国科 学 家 毕 晓 普、瓦 穆 斯 因 发 现 致 癌 基 因 是 遗传物质,而不是病毒获诺贝尔生理学或医学奖。1993年美国科学家穆利斯因发明“聚合酶链式反应”法,在遗传领域研究中取得突破性成就,加拿大籍英裔科学家史密斯因开创“寡聚核苷酸基定点诱变”方法获得诺贝尔化学奖。核 糖 体1.核糖体的结构核糖体是一个 致 密 的 核 糖 核 蛋 白 颗
65、粒,可 以 解 离 为 两 个亚基,每个亚基都含有一 个 相 对 分 子 质 量 较 大 的rRNA 和 许多不同的蛋白质分子。这些大分子rRNA 能在特定位点与蛋白质结合,从而完 成 核 糖 体 不 同 亚 基 的 组 装。原 核 生 物 核 糖体由约2/3的 RNA 及1/3的蛋白质组成;在真核生物核糖体中,RNA 约占3/5,蛋白质约占2/5。原核生物、真核生物细胞质及细胞器中的核糖体存在很大的差异。核糖体上的活 性 中 心 不 止 一 个,每 一 个 这 样 的 中 心 都 由一组特殊的蛋白 质 构 成。核 糖 体 是 一 个 许 多 酶 的 集 合 体,单个酶或蛋白只有在这个总 体
66、结 构 内 才 具 有 催 化 性 质,它 们 在这一结构中共同承担了蛋白质合成的任务。2.核糖体的功能核糖体存在于每个进行蛋白质合成的细胞中。虽然在不同生物体内其大小有别,但组织结构基本相同,而且执行的功能也完全相同。在多肽合成 过 程 中,不 同 的tRNA 将 相 应 的 氨 基 酸 带 到蛋白质合成部位,并与 mRNA 进行专一性的相互作用,以选择对信息专一的氨酰tRNA。核糖体还必须能同时容纳另一种携带肽链的tRNA,即肽基tRNA,并使之处于肽键易于生成的位置上。核糖体还有负责肽链延伸的各种延伸因子的结合位点。核糖体小亚基负责对模板 mRNA 进行序列特异性识别,如起始部分识别、密
67、码子与反密码子的相互作用等,mRNA 的结合位点也在小亚基上。大亚基具有携带氨基酸和tRNA 的功能。此外肽键的形成,氨酰tRNA、肽基tRNA 的结合位等都在大亚基上完成。核糖体在体内及体外都可解离为亚基或结合成 70S/80S的颗粒。在翻译的 起 始 阶 段 需 要 游 离 的 亚 基,随 后 才 结 合 成70S/80S颗粒,开 始 翻 译 进 程。大 肠 杆 菌 中 的 起 始 因 子IF-3与小亚基结合,阻碍了后者与大亚基的结合,从而控制翻译的起始过程。mRNA 链 上 一 般 每 40 个 核 苷 酸 有 一 个 核 糖 体。肽链释放后,核糖体脱离 mRNA 解离成亚基,直接参与另一轮蛋白质的合成,或两个亚基结合生成稳定的核糖体,不参与蛋白质合成。教材全析
