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导学案--基因指导蛋白质的合成

发布时间：2020-11-24 14:22|栏目：第1节基因指导蛋白质的合成 |浏览次数：

1．什么是基因的表达？
基因的表达是指基因通过指导蛋白质的合成来控制性状的过程，包括转录和翻译。
2．RNA有哪3种？分别有什么功能？RNA与DNA在化学组成上有什么区别？
在高中生物学教材中介绍了三种RNA（生物体内的RNA不止三种）：⑴mRNA：信使RNA，作为翻译蛋白质的模板。⑵tRNA：转运RNA，在蛋白质合成中，tRNA携带细胞质中游离的氨基酸到核糖体上。⑶rRNA：核糖体RNA，核糖体的组成成分之一。RNA与DNA在化学组成上的区别是：RNA含有碱基U（尿嘧啶），DNA含有碱基T（胸腺嘧啶）； RNA所含的五碳糖是核糖，DNA上的五碳糖是脱氧核糖。
3．什么是转录？场所？模板？原料？产物？能量？酶？转录需要解旋酶吗？如果一个DNA片段有n个碱基对，转录出的mRNA的碱基数量是n/2吗？
转录是指以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。场所主要是细胞核（线粒体和叶绿体中也可以发生）。模板是DNA的一条链。原料是4种核糖核苷酸。产物是mRNA。能量由ATP提供。酶是RNA聚合酶（有解旋功能）。由于真核细胞的基因上存在无编码意义而被切除的序列，因此，生成的mRNA上的碱基数量少于n/2。
4．什么是翻译？场所？模板？原料？产物？能量？酶？
游离在细胞质中的各种氨基酸，就以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质，这一过程叫做翻译。场所是核糖体（细胞质）。模板是mRNA。原料是细胞质中游离的氨基酸。产物是蛋白质（或多肽）。能量由ATP提供。多种酶参与翻译过程。
5．什么是密码子？有多少种？其中能够决定氨基酸的有多少种？与氨基酸有什么对应关系？密码子的简并性是什么意思？有何意义？起始密码子有对应的氨基酸吗？它是什么过程的起点？终止密码子有对应氨基酸吗？它是什么过程的终点？
mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基叫做1个密码子。密码子有64种。多数情况下能够决定氨基酸的有61种。一种密码子只能决定一种氨基酸，一种氨基酸可以对应好几种密码子，这就是“密码子的简并性”，其意义在于：①增强密码容错性——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；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，可以保证翻译的速度。起始密码子对应的氨基酸是甲硫氨酸。起始密码子作为翻译的起点。终止密码子通常作为翻译的终止信号，没有对应的氨基酸（但在特殊情况下，UGA可以编码硒代半胱氨酸）。
6．什么是反密码子？有多少种？tRNA是61种吗？tRNA与其所运输的氨基酸有什么对应关系？tRNA中有氢键吗？
tRNA上可以与mRNA上的密码子互补配对的3个碱基，叫做反密码子。反密码子有61种（事实上大约45种）。一种tRNA只能转运一种氨基酸，每种氨基酸可能由多种tRNA来转运。tRNA的碱基配对区域有氢键。
7．若不考虑终止密码子，DNA上的碱基、mRNA上的碱基与蛋白质中的氨基酸在数量上有何关系？（正常情况下，真核生物的mRNA是需要剪切的，而且翻译过程应该考虑终止密码子）
若不考虑终止密码子，DNA上的碱基、mRNA上的碱基与蛋白质中的氨基酸在数量上的关系为6:3:1。
8．原核基因与真核基因在结构上有何不同？在表达过程中有何差异？如何通过基因的表达过程判断某种生物是真核生物还是原核生物？
原核基因和真核基因在结构上存在的主要不同是：前者的DNA的核苷酸序列与其编码的多肽链的氨基酸序列严格一致，后者的DNA上包含一些并不与基因所编码多肽链的氨基酸序列相对应的核苷酸序列。在mRNA指导多肽链合成之前，这些序列会从基因的初级RNA转录物上被去掉。
在基因表达过程中，真核细胞具有细胞核，它们的mRNA分子在被翻译之前必须在细胞核内完全形成，并通过核孔进入细胞质才能与核糖体结合，然后才能指导进行翻译，也就是说，在真核细胞中转录和翻译并不同步进行，是“先转录后翻译”；原核细胞由于不具备以核膜为界限的细胞核，通常是在转录还未完成的时候就开始翻译，这可以理解为“边转录边翻译”。
9．中心法则最早是由谁提出的？中心法则描述的是什么传递和表达的规律？画出完整的中心法则图解。HIV可以发生哪些过程？人体细胞可以完成哪些过程？
中心法则是由克里克最先提出，用来描述遗传信息传递的一般规律。目前比较完善的中心法则是：遗传信息可以从DNA流向DNA（DNA复制），也可以流向RNA（转录），进而流向蛋白质（翻译）；在RNA病毒中，遗传信息可以从RNA流向RNA（RNA复制），也可以流向DNA（逆转录）。
完整的中心法则图解如下：

在HIV中，可以发生如下过程：

人体细胞可以发生如下过程：

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