2023届高三生物一轮复习课件：DNA复制、转录、翻译 课件

这是一份2023届高三生物一轮复习课件：DNA复制、转录、翻译 课件，共37页。PPT课件主要包含了假说-演绎法，多起点复制，三复制的特点，双向复制，相同点，不相同点，a·2n-1，3，5，模板链等内容，欢迎下载使用。

（一）DNA复制方式的探究
例 1958 年 Meselsn 和 Stahl 用 15N 和 14N 标记大肠杆菌，并提取其 DNA。利用DNA 分子 对紫外光有光吸收的特点确定 DNA 在密度梯度离心后在离心管中所处的位置。实验结果如下图，图中深色的区域是紫外光被一定程度吸收而形成的。下列分析错误的是(不考虑实验误差)
A．实验中定时取一些大肠杆菌提取其 DNA，但是不需检测其放射性B．1.9～3.0 代的条带深度变化说明位置 b 处的 DNA 的含量比例下降了C．该实验是先用 14N 标记大肠杆菌多代后，再转移到 15N 环境中培养的D．若分别用 14C、12C 取代 15N、14N，每代色带的相对位置仍基本相同
（二）DNA复制与染色体的对应
例 BrdU能代替胸腺嘧啶脱氧核苷掺入到新合成的DNA链中。若用姬姆萨染料染色，在染色单体中，DNA只有一条单链掺有BrdU则着色深；DNA的两条单链都掺有BrdU则着色浅。将植物根尖分生组织放在含有BrdU的培养液中培养一段时间，取出根尖并用姬姆萨染料染色，用显微镜观察染色体的染色单体的颜色差异。下列相关叙述不正确的是（ ）A．在第一个分裂周期的中期，每条染色体的染色单体间均无颜色差异B．在第二个分裂周期的中期，每条染色体的染色单体间均有颜色差异（呈色差染色体）C．在第三个分裂周期的中期，每条染色体的染色单体间均有颜色差异D．此实验可用于验证DNA的复制方式为半保留复制
1.真核生物DNA复制
半保留复制、半不连续复制、双向复制
例 如图表示生物体内DNA复制的过程，结合图示判断，下列有关叙述错误的是 （ ）A．DNA复制过程中首先需要解旋酶破坏DNA双链间的氢健，使两条链解开B．DNA分子的复制产生的两条子链的方向相反C．DNA分子的复制需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段D．DNA的两条子链都是连续合成的
2.原核生物DNA复制
例 如图为大肠杆菌的DNA复制示意图。如果是单起点单向复制，按正常的子链延伸速度，此DNA分子复制完成约需30 s，而实际上复制从开始到结束只需约16 s。据图分析，下列说法不正确的是(　　) A．“甲→乙”的场所与真核生物的DNA分子复制场所不同B．实际复制的时间之所以减半，是因为该DNA分子是从一个起点开始向两个方向复制的C．把甲放在含15N的培养液中复制三代，子代中含15N的DNA占75%D．如果甲中碱基A占20%，那么其子代DNA中碱基G的比例为30%
原核与真核生物DAN复制的特点比较
都是半保留复制、半不连续复制、双向复制，在复制中需要的原料、模板、引物都相同，都分为起始、延伸、终止三个过程。
1）真核生物DNA的合成只是在细胞周期的S期进行，而原核生物则在整个细胞生长过程中都可进行DNA合成 ；2）真核生物每条染色质上有多处复制起始点，而原核生物只有一个起始点；3）染色体端体的复制不同。原核生物的染色体大多数为环状，而真核生物染色体为线状，末端有特殊DNA序列组成的结构成为端体。
设某双链DNA分子中含某种碱基a个。1.复制n次需要含该碱基的脱氧核苷酸数为 个。2.第n次复制需要含该碱基的脱氧核苷酸数为 个。
（四）消耗的脱氧核苷酸数
模板链并非永远在同一条单链上。
转录是以结构基因作为单位的。
例 真核细胞内RNA的酶促合成过程如图所示。下列相关叙述中，错误的是 （ ）A.该过程不会发生在细胞质中B.该过程两个RNA聚合酶反向移动C.该DNA片段至少含有2个基因D.该DNA片段的两条链均可作为模板链
（二）启动子、终止子、起始密码子、终止密码子
RNA聚合酶识别和结合的部分，驱动基因转录出mRNA
核糖体结合后，翻译开始
核糖体结合后,翻译过程结束
原核生物转录过程中的现象
（三）原核与真核生物转录的特点
RNA合成方向都是从5’到3’，以DNA双链中的模板链为模版，在RNA聚合酶催化下，以4种三磷酸核苷为原料，根据碱基互补配对原则，各核苷酸之间通过形成磷酸二酯键，合成的RNA带有与DNA编码链相同的序列。边解旋边转录。转录的基本过程包括模板识别、转录起始、通过启动子及转录的延伸和终止。
1）真核生物的转录在细胞核内进行，原核生物则在拟核区进行。
2）真核生物mRNA分子一般只编码一个基因，原核生物的一个mRNA分子通常含多个基因。
3）真核生物转录后的加工。如mRNA在转录过程中有加帽、加尾；转录后剪接，才成为成熟的mRNA.
例 下图的基因模型为某种酶的基因内部和周围的DNA片段情况。距离以千碱基对（kb)表示（但未按比例画出），基因长度共8kb，人为划分a-g7个区间，转录直接生成的mRNA中d区间所对应的区域会被加工切除，成为成熟的mRNA。下列相关分析正确的是（ ）
A．该酶至少含有300个氧原子组成（不考虑多肽环型）B．基因的长度等于其直接转录的mRNA的长度C．成熟的mRNA是由3100个脱氧核糖核苷酸组成D．起始密码子对应的位点是转录该RNA所需的RNA聚合酶结合的位点
①数量关系：②目的意义：③方向：④结果：⑤形成的多条肽链氨基酸序列相同的原因：　
表示真核细胞的翻译过程，其中a是mRNA，f是核糖体，bcde表示正在合成的4条多肽链，具体内容分析如下：
从右向左，判断依据是多肽链的长短，长的翻译在前
一个mRNA可同时结合多个核糖体，形成多聚核糖体
少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质
有相同的模板mRNA　
合成的仅是多肽链，要形成成熟的蛋白质往往还需要运送至内质网、高尔基体等结构中进一步加工
表示原核细胞的转录和翻译过程，图中a是DNA模板链，bcde表示正在合成的4条mRNA，在核糖体上同时进行翻译过程。
（二）原核与真核生物 翻译的相同点
原料都是氨基酸，需tRNA，都需要消耗能量，都需要氨基酰—tRNA聚合酶，都是从5’到3’端翻译，氨基酸翻译完成后都需要进行加工。 
肽链的延伸：没有区别。
蛋白质翻译是一个循环进行的过称，每一个循环包括大、小亚基之间及其与mRNA的结合，翻译mRNA，然后各自分离。
例：AUG、GUG是起始密码子，在mRNA翻译成肽链时分别编码甲硫氨酸和缬氨酸，但人体血清白蛋白的第一个氨基酸既不是甲硫氨酸，也不是缬氨酸，这是因为（　）A．组成人体血清白蛋白的单体中没有甲硫氨酸和缬氨酸B．mRNA与核糖体结合前去除了最前端的部分碱基序列C．mRNA起始密码所在位置的碱基在翻译前发生了替换D．肽链形成后的加工过程中去除了最前端的部分氨基酸
总结：原核细胞和真核细胞的表达区分
（三）遗传密码破译过程的实验探究
思考： mRNA上的碱基与蛋白质中氨基酸有怎样的对应关系？
c)至少有多少个碱基决定一种氨基酸才足以组合出构成蛋白质的20种氨基酸？
b) 如果2个碱基决定一种氨基酸，最多能决定多少种氨基酸？
3个(共有64种组合)
a) 如果1个碱基决定1种氨基酸，4种碱基能决定多少种氨基酸？
mRNA的碱基与氨基酸之间有何对应关系？
2.1961年，布雷内和克里克根据DNA链与蛋白质链的共线性，通过研究某个基因的碱基的增加或减少对编码的蛋白质的影响验证了密码子的三联性。通过一定的技术手段，发现加入或减少一个和二个碱基都会引起移码突变，而加入或减少3个碱基时反而可以恢复正确的读框，表明每个密码的确是由3个碱基组成。
1.1959年，克里克提出“中心法则”，更为明确地指出了遗传信息传递的方向。
3. 1961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1种，结果只有加入苯丙氨酸的试管中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ATP和核糖体。
4.用重复共聚物破译密码
1965年柯拉纳发挥了自己合成RNA的特长，用已知碱基组成二个、三个或四个碱基合成重复共聚物mRNA，在体外翻译系统中加入同位素标记的氨基酸，然后分析所合成多肽的氨基酸顺序，再进行比较。
在的试验中，柯拉纳发现有3种三核苷酸（UAA、UAG、UGA）不代表任何氨基酸密码，它们被称为“终止密码子”。如此至1965年破译了所有氨基酸的密码子。
若用C、U 2种碱基相间排列的mRNA作为模板，检验1个密码子是否含有3个碱基。假设密码子是连续翻译的：①假如1个密码子中含有2个或4个碱基，则该RNA指导合成的多肽链应由 种氨基酸组成。②假如1个密码子中含有3个碱基，则该RNA指导合成的多肽链应由 种氨基酸组成。
此后又有科学家用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，包括终止密码子。下表是部分实验：说明：表中(UC)n表示“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：丝氨酸为 ；亮氨酸为 、 ；苯丙氨酸为 。
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