DNA復(fù)制與轉(zhuǎn)錄翻譯PCR的區(qū)別

DNA復(fù)制（細(xì)胞內(nèi)復(fù)制）轉(zhuǎn)錄翻譯PCR技術(shù)（體外DNA復(fù)制技術(shù)）概念DNA復(fù)制是指DNA雙鏈在細(xì)胞分裂以前進(jìn)行的復(fù)制過(guò)程，復(fù)制的結(jié)果是一條雙鏈變成兩條一樣的雙鏈（如果復(fù)制過(guò)程正常的話），每條雙鏈都與原來(lái)的雙鏈一樣DNA分子首先解開(kāi)雙鏈以DNA的一條鏈為模板按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則合成RNA的過(guò)程以mRNA為模板，以tRNA為運(yùn)載工具．合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過(guò)程PCR技術(shù)是一項(xiàng)在生物體外復(fù)制特定DNA片段的核酸合成技術(shù)。場(chǎng)所細(xì)胞核、線粒體、葉綠體細(xì)胞核、線粒體、葉綠體細(xì)胞質(zhì)（核糖體）體外原料4種游離脫氧核苷酸4種游離核糖核苷酸20種游離氨基酸4種游離脫氧核苷酸模板DNA分子中的兩條鏈DNA中的一條鏈mRNA目的基因（或目的基因的兩條鏈）酶解旋酶、DNA聚合酶等(DNA連接酶)解旋酶、RNA聚合酶等不要求氨基酰tRNA合成酶、氨肽酶等耐熱DNA聚合酶（Taq酶）能量ATPATPATP不需要ATP，能量來(lái)自外界加熱過(guò)程1、解旋：在解旋酶作用下，利用ATP釋放的能量解開(kāi)雙螺旋；2、在DNA聚合酶的作用下，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，把游離的脫氧核苷酸連接到模板鏈上，并使脫氧核苷酸之間過(guò)磷酸二酯鍵連接；3、沿著模板鏈不斷延伸，最終形成兩個(gè)一模一樣的DNA分子。1、解旋：在解旋酶作用下，利用ATP釋放的能量解開(kāi)雙螺旋；2、以解開(kāi)的一條DNA鏈為模板，按堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，游離的核糖核苷酸與脫氧核苷酸配對(duì)，3、核糖核苷酸間通過(guò)磷酸二酯鍵連接成RNA（mRNA，tRNA，rRNA）mRNA從核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，與核糖體結(jié)合，從起始密碼子（AUG）開(kāi)始翻譯。tRNA一端攜帶氨基酸進(jìn)入核糖體．另一端的反密碼子與mRNA上的密碼子配對(duì)，兩氨基酸間形成肽鍵。核糖體繼續(xù)沿mRNA移動(dòng)，每次移動(dòng)一個(gè)密碼子，至終止密碼結(jié)束，肽鏈形成1、變性：即加熱至高溫使得目的基因的雙鏈打開(kāi)（解旋，但不需要解旋酶）；2、退火(復(fù)性)：降溫使得解開(kāi)的兩條鏈分別與引物結(jié)合；3、延伸：在Taq酶的作用下，按堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，脫氧核苷酸之間過(guò)磷酸二酯鍵連接成新鏈。重復(fù)上述三步，就能獲得大量的目的基因。模板去向復(fù)制后，模板鏈與新形成的子鏈形成雙螺旋結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)錄后，模板鏈與非模板鏈重新形成雙螺旋結(jié)構(gòu)分解成核糖核苷酸擴(kuò)增后，模板鏈與新合成的子鏈形成具有雙螺旋結(jié)構(gòu)的目的基因特點(diǎn)1、邊解旋邊復(fù)制；2、半保留復(fù)制邊解旋邊轉(zhuǎn)錄一條mRNA可與多個(gè)核糖體結(jié)合翻譯成多條相同的多肽鏈1、半保留復(fù)制；2、快速大量復(fù)制產(chǎn)物形成兩個(gè)完整的DNA分子三種單鏈RNA蛋白質(zhì)(多肽鏈)短時(shí)間內(nèi)形成大量的目的基因DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯、；逆轉(zhuǎn)錄以及PCR技術(shù)比較二、在基因過(guò)程的各種檢測(cè)和鑒定：1、標(biāo)記基因：為了檢測(cè)目的基因（目的基因表達(dá)載體）是否導(dǎo)入受體細(xì)胞；2、用DNA分子雜交法：檢測(cè)目的基因是否插到染色體DNA上（工具：基因探針）3、用DNA分子雜交法：檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA（工具：基因探針）；4、用抗原—抗體雜交法：檢測(cè)mRNA是否翻譯出蛋白質(zhì)；5、鑒定：個(gè)體水平鑒定：比如抗蟲(chóng)實(shí)驗(yàn)。一、命題規(guī)律與趨勢(shì)縱向分析近五年高考生物試題看，基因表達(dá)是考查的重點(diǎn)之一，多出現(xiàn)在選擇題中。從命題角度來(lái)看，高考重點(diǎn)考查基因表達(dá)涉及轉(zhuǎn)錄與翻譯兩個(gè)生理過(guò)程和這兩個(gè)生理過(guò)程的比較以及與中心法則、其他生理過(guò)程的比較。預(yù)計(jì)2013年高考，重點(diǎn)以考查轉(zhuǎn)錄和翻譯兩生理過(guò)程為主，會(huì)和DNA復(fù)制、遺傳定律等知識(shí)多角度的交叉綜合考查。二、規(guī)律總結(jié)1、DNA與RNA比較中文名稱(chēng)基本單位徹底水解產(chǎn)物存在場(chǎng)所種類(lèi)DNA脫氧核糖核酸脫氧(核糖)核苷酸磷酸、脫氧核糖、含氮堿基（A、T、G、C）真核生物：細(xì)胞核、線粒體、葉綠體；原核生物：擬核、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)（質(zhì)粒）。核DNA線粒體DNA葉綠體DNA質(zhì)粒RNA核糖核酸核糖核苷酸磷酸、核糖、含氮堿基（A、U、G、C）主要在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)mRNAtRNArRNA等2、DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯、PCR技術(shù)比較DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯PCR技術(shù)場(chǎng)所細(xì)胞核、線粒體、葉綠體細(xì)胞核、線粒體、葉綠體細(xì)胞質(zhì)（核糖體）體外原料4種游離脫氧核苷酸4種游離核糖核苷酸20種游離氨基酸4種游離脫氧核苷酸模板DNA分子中的兩條鏈DNA中的一條鏈mRNA目的基因（或目的基因的兩條鏈）酶解旋酶、DNA聚合酶等解旋酶、RNA聚合酶等氨基酰tRNA合成酶、氨肽酶等耐熱DNA聚合酶（Taq酶）能量ATPATPATP不需要ATP，能量來(lái)自外界加熱模板去向復(fù)制后，模板鏈與新形成的子鏈形成雙螺旋結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)錄后，模板鏈與非模板鏈重新形成雙螺旋結(jié)構(gòu)分解成核糖核苷酸擴(kuò)增后，模板鏈與新合成的子鏈形成具有雙螺旋結(jié)構(gòu)的目的基因特點(diǎn)1、邊解旋邊復(fù)制；2、半保留復(fù)制邊解旋邊轉(zhuǎn)錄一條mRNA可與多個(gè)核糖體結(jié)合翻譯成多條相同的多肽鏈1、半保留復(fù)制；2、快速大量復(fù)制產(chǎn)物形成兩個(gè)完整的DNA分子單鏈RNA（mRNA、tRNA、rRNA）蛋白質(zhì)(多肽鏈)短時(shí)間內(nèi)形成大量的目的基因3、遺傳信息、密碼子、反密碼子的比較概念作用存在位置種類(lèi)、數(shù)量特點(diǎn)相互聯(lián)系遺傳信息基因中脫氧核苷酸的排列順序控制生物的遺傳性狀DNA不同基因中脫氧核苷酸的數(shù)量、排列順序不同，決定遺傳信息特異性DNA兩條鏈上的堿基互補(bǔ)基因中脫氧核苷酸的序列決定mRNA中核糖核苷酸的序列，mRNA中堿基序列與基因模板鏈中堿基序列互補(bǔ)配對(duì)，密碼子與相應(yīng)反密碼子的序列互補(bǔ)配對(duì)密碼子mRNA中決定一個(gè)氨基酸的三個(gè)相鄰堿基直接決定蛋白質(zhì)中的氨基酸序列mRNA64種(3種終止密碼子、61種決定氨基酸的密碼子)與DNA模板鏈上的堿基互補(bǔ)(T被U取代)反密碼子tRNA中與mRNA密碼子互補(bǔ)配對(duì)的三個(gè)堿基識(shí)別密碼子，轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸t(yī)RNA理論上61種與mRNA的堿基互補(bǔ)三、2014年高考命題視點(diǎn)1、命題視點(diǎn)1基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成【知識(shí)貯備】根據(jù)圖一完成圖二中基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成過(guò)程關(guān)系【答案】=1\*GB3①轉(zhuǎn)錄=2\*GB3②mRNA=3\*GB3③翻譯=4\*GB3④脫氧核苷酸序列=5\*GB3⑤遺傳密碼=6\*GB3⑥氨基酸序列【典例1】（2012安徽）圖示細(xì)胞內(nèi)某些重要物質(zhì)的合成過(guò)程，該過(guò)程發(fā)生在（）A．真核細(xì)胞內(nèi)，一個(gè)mRNA分子上結(jié)合多個(gè)核糖體同時(shí)合成多條肽鏈B．原核細(xì)胞內(nèi)，轉(zhuǎn)錄促使mRNA在核糖體上移動(dòng)以便合成肽鏈C．原核細(xì)胞內(nèi)，轉(zhuǎn)錄還未結(jié)束便啟動(dòng)遺傳信息的翻譯D．真核細(xì)胞內(nèi)，轉(zhuǎn)錄的同時(shí)核糖體進(jìn)入細(xì)胞核啟動(dòng)遺傳信息的翻譯【答案】C【解析】本題考查原核基因表達(dá)過(guò)程，重點(diǎn)考查學(xué)生識(shí)圖、析圖能力，中等難度。圖示過(guò)程為轉(zhuǎn)錄和翻譯在同一時(shí)間同一地點(diǎn)進(jìn)行，所以為原核生物的基因表達(dá)過(guò)程，答案A、D錯(cuò)，轉(zhuǎn)錄是核糖體沿mRNA移動(dòng)，答案B錯(cuò)。2、命題試點(diǎn)二中心法則的理解【知識(shí)貯備】據(jù)圖填空：（1）圖中生理過(guò)程①、②、③分別叫________、________、________，進(jìn)行的場(chǎng)所依次是________、________、________。（2）圖中④________、⑤________只發(fā)生在______________的細(xì)胞中。（3）④過(guò)程中堿基互補(bǔ)配對(duì)時(shí)，遵循的原則________________?！敬鸢浮浚?）復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯細(xì)胞核細(xì)胞核核糖體（2）逆轉(zhuǎn)錄RNA的復(fù)制被RNA病毒寄生（3）A—T、U—A、C—G、G—C【典例2】如圖表示有關(guān)遺傳信息傳遞的模擬實(shí)驗(yàn)。下列相關(guān)敘述中合理的是()A．若A是RNA，B是DNA，則試管內(nèi)必須加入DNA連接酶B．若A是CTTGTACAA，B含有U，則試管內(nèi)必須加入逆轉(zhuǎn)錄酶C．若A與B都是DNA，則試管內(nèi)必須加入氨基酸D．若B是蛋白質(zhì)，A是mRNA，則試管內(nèi)還應(yīng)該有其他RNA【答案】D【解析】本題以遺傳信息傳遞過(guò)程所需要的各種條件辨析作為考點(diǎn)，重點(diǎn)考查了學(xué)生的分析問(wèn)題的能力，難度中等。若A是RNA，B是DNA，表示逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程，需加入逆轉(zhuǎn)錄酶，A答案錯(cuò)；若A是CTTGTACAA，B含有U，表示轉(zhuǎn)錄過(guò)程，需加入RNA聚合酶，B答案錯(cuò)；若A與B都是DNA，表示DNA的復(fù)制過(guò)程，需加入DNA聚合酶，C答案錯(cuò)；若B是蛋白質(zhì)，A是mRNA，表示翻譯過(guò)程，則試管內(nèi)還應(yīng)該有其他RNA，如tRNA，D答案對(duì)。3、命題試點(diǎn)三基因?qū)π誀畹目刂啤局R(shí)貯備】說(shuō)明：線粒體、葉綠體中也有基因存在，這些部位基因的表達(dá)受核基因調(diào)控，但其基因的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯均是在基因所屬細(xì)胞器中的核糖體上完成的。【典例3】機(jī)體對(duì)性狀控制過(guò)程如圖所示，下列說(shuō)法正確的是（）A．過(guò)程①、②都主要在細(xì)胞核中進(jìn)行B．食物中缺乏酪氨酸會(huì)使皮膚變白C．M1和M2不可能同時(shí)出現(xiàn)在同一個(gè)細(xì)胞中D．老年人細(xì)胞中不含有M2【答案】C【解析