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高中一年级生物

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    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:

    (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④为模板合成⑤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⑥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①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和合成的蛋白质中氨基酸种类最多不超过__________。
    A.166和55  B.166和20  C.333和111  D.333和20
    本题信息:2011年0103期末题生物读图填空题难度较难 来源:姚瑶
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本试题 “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:(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________...” 主要考查您对

细胞中的化合物

氨基酸

RNA

遗传信息的翻译

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  • 细胞中的化合物
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组成细胞的化合物:

1.组成细胞的元素大多以化合物的形式存在。
2.组成细胞的化合物包括无机化合物和有机化合物。无机化合物包括水和无机盐,有机化合物包括糖类、脂质、蛋白质和核酸。
3.各类化合物及含量
 

可以看出:组成细胞的化合物中,含量最高的是水,细胞干重中,含量最高的是蛋白质。


知识点拨:

(1)并不是所有细胞中化合物的含量都相同,不同生物的细胞,同一个体不同种类的细胞,各种化合物的含量往往有所不同,但化合物的种类基本相同。
(2)注意各类有机物的元素组成:
糖类:仅含C、H、O
脂质:C、H、O(脂肪和固醇);C、H、O、N、P(磷脂)
蛋白质:主要含C、H、O、N
核酸:C、H、O、N、P。
(3)细胞中的元素与化合物对比记忆表:  

大量元素 C.H.O.N.P.S.K.Ca.Mg
微量元素 Fe.Mn.Zn.Cu.B.Mo等
最基本元素 C
鲜重含量最多的元素 O
干重含量最多的元素 C
鲜重含量最多的化合物
干重含量最多的化合物 蛋白质
不含N元素的有机化合物 糖类、脂肪、固醇
含有N元素、同时含S元素的有机化合物 某些蛋白质
含有N元素、同时含P元素的有机化合物 核酸、脂质中的磷脂等

(4)大量元素与微量元素的记忆方法
①大量元素(C、H、0、N、S、P、Ca、Mg、K),可利用谐音“她请杨丹留人盖美家”来记。
②微量元素(Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu),可利用谐音“铁猛碰新木桶”来记。   


生命的物质基础:
 


氨基酸及其种类:

1.氨基酸的组成元素:C、H、O、N,有的含有S。
2.氨基酸的结构通式:
 
3.氨基酸的结构特点
(1)氨基和羧基的数目:每个氨基酸都至少含有一个氨基和一个羧基,R基中也可能含有氨基或羧基。
(2)连接位点:构成蛋白质的氨基酸都有一个-NH2和一个-COOH连在同一个碳原子上,此特点为判断某化合物是否是构成蛋白质的氨基酸的依据。


氨基酸的分类及特性:

氨基酸分为必须氨基酸和非必须氨基酸
1、必需氨基酸(essentialaminoacid):指人体(或其它脊椎动物)不能合成或合成速度远不适应机体的需要,必需由食物蛋白供给,这些氨基酸称为必需氨基酸。成人必需氨基酸的需要量约为蛋白质需要量的20%~37%。
共有8种其作用分别是:
赖氨酸:促进大脑发育,是肝及胆的组成成分,能促进脂肪代谢,调节松果腺、乳腺、黄体及卵巢,防止细胞退化;
色氨酸:促进胃液及胰液的产生;
苯丙氨酸:参与消除肾及膀胱功能的损耗;
蛋氨酸(甲硫氨酸):参与组成血红蛋白、组织与血清,有促进脾脏、胰脏及淋巴的功能;
苏氨酸:有转变某些氨基酸达到平衡的功能;
异亮氨酸:参与胸腺、脾脏及脑下腺的调节以及代谢;
脑下腺属总司令部作用于甲状腺、性腺;
亮氨酸:作用平衡异亮氨酸;缬氨酸:作用于黄体、乳腺及卵巢。
2、半必需氨基酸和条件必需氨基酸:
精氨酸:精氨酸与脱氧胆酸制成的复合制剂(明诺芬)是主治梅毒、病毒性黄疸等病的有效药物。
组氨酸:可作为生化试剂和药剂,还可用于治疗心脏病,贫血,风湿性关节炎等的药物。人体虽能够合成精氨酸和组氨酸,但通常不能满足正常的需要,因此,又被称为半必需氨基酸或条件必需氨基酸,在幼儿生长期这两种是必需氨基酸。人体对必需氨基酸的需要量随着年龄的增加而下降,成人比婴儿显著下降。(近年很多资料和教科书将组氨酸划入成人必需氨基酸)
3、非必需氨基酸(nonessentialaminoacid):
指人(或其它脊椎动物)自己能由简单的前体合成,不需要从食物中获得的氨基酸。例如甘氨酸、丙氨酸等氨基酸。


思维拓展:

1、自然界中氨基酸的种类约100种,其中在生物体中组成蛋白质的氨基酸约有20种(8种必需氨基酸),但并非生物体内每一种蛋白质都一定含有20种氨基酸。
2、8种必需氨基酸可用谐音记忆“一(异亮氨酸)家(甲硫氨酸)人来(赖氨酸)写(缬氨酸)两(亮氨酸)三(色氨酸)本(苯丙氨酸)书(苏氨酸)”。
3、儿童必需氨基酸比成人多一种,为组氨酸。

RNA的结构组成:

1、RNA的概念: RNA的全称是核糖核酸,基本组成单位是核糖核苷酸。RNA是由核糖核苷酸连接成的长链,有一条核糖核苷酸链组成的生物大分子。

2、RNA的元素组成:C、H、O、N、P

3、脱氧核糖核苷酸的结构:一个核糖核苷酸由一分子含氮碱基、一分子核糖和一分子磷酸组成。RNA的碱基种类为4种A(腺嘌呤)、U(尿嘧啶)、C(胞嘧啶)、G(鸟嘌呤);核糖核苷酸以碱基不同分类为4种,即腺嘌呤核苷酸、尿嘧啶核苷酸、胞嘧啶核苷酸、鸟嘌呤核苷酸。


4、RNA分布: RNA分布在细胞核(rRNA,mRNA),线粒体,叶绿体,核糖体,细胞质中。

5、RNA的功能: RNA的功能具有多样性,分为tRNA、rRNA、mRNA。   



DNA与RNA的区别:

简称 DNA DNA
元素组成 C.H.O.N、P C.H.O.N、P
基本组成单位 脱氧核苷酸(四种) 核糖核苷酸(四种)
组成 五碳糖 脱氧核糖 核糖
含氮碱基 A(腺嘌呤)C(胞嘧啶) G(鸟嘌呤)T(胸腺嘧啶) A(腺嘌呤)C(胞嘧啶)G(鸟嘌呤)U(尿嘧啶)

知识拓展:

(1)在既含DNA又含RNA的生物体内,只要出现A、C、G这三种碱基,每一种碱基都分别对应两种核苷酸:脱氧核苷酸和核糖核苷酸。当碱基为U或T时,只能分别对应尿嘧啶核糖核苷酸和胸腺嘧啶脱氧核苷酸。
(2)RNA作为遗传物质的前提是生物体内不存在DNA。当RNA作为遗传物质时,由于RNA单链结构不稳定,则易发生突变。
遗传信息的翻译:

1、概念:在细胞质中,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。
2、密码子:mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸,这样的3个碱基成为1个密码子。
3、反密码子:tRNA上与mRNA上密码子互补配对的3个碱基。
4、tRNA:翻译过程中,将游离氨基酸运到核糖体上的RNA。
5、翻译
(1)场所:细胞质中的核糖体(主要)
(2)模板:mRNA
(3)原料:20种氨基酸
(4)碱基与氨基酸之间的关系:3个碱基(1个密码子)决定一个氨基酸
(5)搬运工:tRNA(有反密码子)
(6)过程
第一步:mRNA进入细胞质与核糖俸结合,携带甲硫氨酸的tRNA通过与密码子AUC配对进入位点1。
第二步:携带另一种氨基酸的tRNA以同样的方式进入位点2。
第三步:甲硫氨酸与另一种氨基酸形成肽键而转移到位点2上的tRNA上。
第四步:核糖体移动到下一个密码子,原来占据位点1的tRNA离开核糖体,占据位点2的tRNA进入到位点1,一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2,继续肽链的合成。重复步骤二、三、四,直到核糖体读取 mRNA的终止密码后,合成才停止。肽链合成后,被运送到各自的“岗位”,盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质,承担各项职责。
(7)产物:多肽(蛋白质)
遗传信息、密码子与反密码子:

遗传信息 密码子 反密码子
存在位置 在DNA上,是基因中脱氧核苷酸的排列顺序 在tRNA上,是与mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基 在RNA上,是与密码子互补配对的3个碱基
作用 决定氨基酸的排列顺序,是间接作用 直接决定蛋白质分子中氨基酸的排列顺序 识别密码子
对应关系
联系 ①遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序,通过转录,便遗传信息传递到mRNA的核糖核苷酸的排列顺序上
②mRNA的密码子直接决定蛋白质分子中氨基酸的排列顺序,反密码子则起到识别密码子的作用
注:1、对于以RNA为遗传物质的病毒来说,遗传信息贮存在RNA中。
2、密码子共有64种,但有3种为终止密码子;对应氨基酸的密码子有61种,所有生物共用一套遗传密码。
3、tRNA上反密码子所含的碱基有3个,但整个tRNA不止3个碱基。


知识拓展:

1、DNA在细胞核内,合成蛋白质的核糖体在细胞质中,遗传信息传递如何克服空间上的隔离?
[提示]DNA在细胞核内转录出mRNA,mRNA 携带遗传信息由细胞核经核孔进入细胞质,在核糖体上翻译出肽链,盘曲折叠形成蛋白质。
2、如何在短时间内由一条mRNA合成多个相同的蛋白质?
[提示]-条mRNA与多个核糖体结合,形成多聚核糖体,这样一条mRNA就可在短时间内翻译出多条肽链。

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