高中生物必修二DNA结构、复制和表达知识梳理
DNA结构、复制和表达知识梳理
一、DNA的结构
由两条反向平行的脱氧核苷酸长链组成_双螺旋结构_。
碱基互补配对原则:_A=T,C≡G_结构特点:多样性;特异性;稳定性。
外侧:脱氧核糖和磷酸交替排列,构成基本骨架
内侧:双链间碱基通过_氢键_配对而成碱基对
结构特点:
稳定性:
①.DNA中脱氧核糖和磷酸交替连接的方式不变。
②.两条链间碱基互补配对的方式不变。
多样性:DNA分子中碱基对排列顺序多种多样。
特异性:每种DNA有区别于其它DNA的特定的碱基排列顺序。
二、DNA复制、转录、翻译的比较
复制 | 转录 | 翻译 | |
时间 | 细胞有丝分裂的间期或减数第一次分裂前的间期 | 个体生长发育的整个过程 | |
场所 | 主要在细胞核 | 主要在细胞核 | 细胞质的核糖体 |
模板 | DNA的两条单链 | DNA的一条链 | mRNA |
原料 | 4种脱氧核苷酸 | 4种核糖核苷酸 | 20种氨基酸 |
条件 | 都需要特定的酶和ATP | ||
产物 | 2个双链DNA | 一个单链RNA (mRNA,tRNA,rRNA) | 多肽链(或蛋白质) |
产物动向 | 传递到2个子细胞 | 离开细胞核进入细胞质 | 组成细胞结构蛋白质 和功能蛋白质 |
特点 | 边解旋边复制, 半保留复制 | 边解旋边转录;转录后DNA仍恢复原来的双链结构 | 密码子与反密码子互补配对,一条mRNA可与多个核糖体结合,合成多条相同的多肽链。翻译结束后,mRNA分解成单个核苷酸 |
碱基配对 | A—T,T—A, G—C,C—G | A—U,T—A, G—C,C—G | A—U,U—A, C—G,G—C |
遗传信息传递 | DNA→DNA | DNA→mRNA | mRNA→蛋白质 |
意义 | 传递遗传信息:使遗传信息从亲代传给子代 | 表达遗传信息,使生物表现出各种性状 |
三、与DNA复制有关的碱基计算
1.一个DNA连续复制n次后,DNA分子总数为:2n
2.第n代的DNA分子中,含原DNA母链的有2个,占1/(2n-1)
3.若某DNA分子中含碱基T为a,
(1)则连续复制n次,所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为:a(2n-1)
(2)第n次复制时所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为:a·2n-1
四、基因是有遗传效应的DNA片段
基因是控制生物性状的遗传物质的结构单位和功能单位,是具有遗传效应的DNA片段。
1、对基因认识的发展
(1)遗传因子
(2)基因位于染色体上,呈线性排列 ,染色体是基因的主要载体
(3)基因是有遗传效应的DNA片段(概念)
2、基因、染色体、DNA的关系
(1)一条染色体上一个DNA分子(未复制时或分裂刚结束时)
(2)一个DNA分子上有很多基因(基因是决定生物性状的基本单位)
(3)一个基因含有成百上千个脱氧核苷酸
(4)不同基因含有不同遗传信息
3、基因的功能
通过复制把遗传信息传递给下一代,即传递遗传信息
使遗传信息以一定的方式反映到蛋白质分子上,从而使后代表现出与亲代相似的性状,即表达遗传信息(基因的表达)
4、RNA结构(与DNA比较)
空间结构 | 基本组成单位 | 碱基 | 五碳糖 | |
DNA | 通常呈双链结构 | 脱氧核苷酸 | A T G C | 脱氧核糖 |
RNA | 通常呈单链结构 | 核糖核苷酸 | A U G C | 核糖 |
RNA种类:
信使RNA(mRNA)转录遗传信息,翻译的模板
转运RNA(tRNA):蛋白质合成中运输氨基酸
核糖体RNA(rRNA):参与核糖体的构成,与蛋白质的合成有关
五、基因表达中相关数量计算
(一)基因中碱基数与mRNA中碱基数的关系:转录时,组成基因的两条链中只有一条链能转录,另一条链则不能转录。基因为双链结构而RNA为单链结构,因此转录形成的mRNA分子中碱基数目是基因中碱基数目的1/2。
(二)mRNA中碱基数与氨基酸的关系:翻译过程中,信使RNA中每3个碱基决定一个氨基酸,所以经翻译合成的蛋白质分子中的氨基酸数目是信使RNA碱基数目的1/3。综上可知:蛋白质中氨基酸数目=tRNA数目=1/3mRNA碱基数目=1/6DNA(或基因)碱基数目。
(三)计算中“最多”和“最少”的分析
1、翻译时,mRNA上的终止密码不决定氨基酸,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。只要题干中未明确提出要考虑终止密码子,则终止密码子不用计算在内。
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。
4、蛋白质中氨基酸的数目=肽键数+肽链数(肽键数=缩去的水分子数)。
六、中心法则
⑴DNA→DNA:DNA的自我复制;
⑵DNA→RNA:转录;
⑶RNA→蛋白质:翻译;
⑷RNA→RNA:RNA的自我复制;
⑸RNA→DNA:逆转录。
七、基因、蛋白质与性状的关系
1、
2、基因型与表现型的关系,基因的表达过程中或表达后的蛋白质也可能受到环境因素的影响。
3、生物体性状的多基因因素:基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间多种因素存在复杂的相互作用,共同地精细地调控生物的性状。
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