第4章 第1节 第1课时 遗传信息的转录-【金版教程】2024-2025学年高中生物必修2 遗传与进化 创新导学案word（人教版2019 单选版）

第1节　基因指导蛋白质的合成 第1课时　遗传信息的转录 1.概述RNA的结构、种类和功能。2.概述遗传信息的转录过程。 知识点一　RNA的结构和功能 1．RNA 2．DNA和RNA的比较 比较项目 DNA RNA 中文名称 脱氧核糖核酸 核糖核酸 基本单位 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 化学组成 磷酸 一分子磷酸 一分子磷酸 五碳糖 脱氧核糖 核糖 碱基 A、T、G、C A、U、G、C 结构 双螺旋结构 一般为单链 分布 主要在细胞核 主要在细胞质 3.RNA的种类 知识点二　遗传信息的转录 1．转录的概念 RNA是在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成的，这一过程叫作转录。 2．转录的过程 3．产物：信使RNA(mRNA)、核糖体RNA(rRNA)、转运RNA(tRNA)等。 1．(P64问题探讨)填空：有些电影中各种各样复活的恐龙是科学家利用提取的恐龙________还原而来的。 答案：DNA 2．(P64想象空间)填空：如果把细胞核想象成司令部，把细胞质想象成战场，那么________相当于细胞中的总司令。它为什么不能到细胞质中直接指挥蛋白质的合成？DNA被限制在细胞核内，使得____________过程分隔在细胞的不同区域进行，有利于这两项重要生命活动高效、准确地进行。 答案：DNA　转录和翻译 RNA是在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成的，这一过程叫作转录。(课本P65) 练习　(1)和复制一样，转录只发生在细胞核内。(　　) (2)遗传信息转录的产物只有mRNA。(　　) (3)转录以DNA的两条链作为模板，以4种核糖核苷酸为原料。(　　) (4)转录过程中，RNA聚合酶没有解开DNA双螺旋结构的功能。(　　) 答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)× 重难　遗传信息的转录过程 1．转录的过程 (1)图中遗传信息的转录方向为从右到左；RNA链延伸的方向是由5′端到3′端。 (2)a为RNA聚合酶，其作用：①作用于氢键，使DNA双螺旋解开；②催化核糖核苷酸连接到RNA链上(形成磷酸二酯键)。 (3)b和c不同，分别是胞嘧啶脱氧核苷酸、胞嘧啶核糖核苷酸。 (4)此过程中的碱基配对方式为A—U、T—A、C—G、G—C。 (5)转录的产物为mRNA、tRNA、rRNA等。 (6)植物细胞中发生上述过程的场所为细胞核、叶绿体、线粒体。 2．转录与DNA复制的比较 比较项目 复制 转录 场所 主要在细胞核中 主要在细胞核中 模板 DNA的两条单链 DNA的一条链 原料 四种脱氧核苷酸 四种核糖核苷酸 酶 解旋酶和DNA聚合酶 RNA聚合酶 产物 两条双链DNA 1条单链RNA分子 特点 半保留复制，边解旋边复制 边解旋边转录，DNA双链全保留 原则 碱基互补配对原则 A—T　G—C T—A　C—G 碱基互补配对原则 A—U　T—A　G—C C—G　　　　 　 　 [例1]　基因通过转录将遗传信息传递到RNA中，有些RNA携带遗传信息通过核孔从细胞核进入细胞质中指导蛋白质合成。如图为基因的转录过程，相关叙述正确的是(　　) A．以DNA的一条链为模板转录出的RNA均可编码多肽链 B．RNA聚合酶可使氢键断裂，催化形成磷酸二酯键和氢键 C．图示的转录方向为从左向右，b为解开螺旋，a为恢复螺旋 D．在一个细胞周期中，DNA的复制和转录都只发生一次 解题分析：转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，合成的RNA并不都编码多肽链，如rRNA和tRNA，A错误；RNA聚合酶有解旋和延伸RNA链的功能，故可使氢键断裂和磷酸二酯键形成，氢键的形成不需要酶催化，B错误；转录的特点是边解旋边转录，RNA的延伸方向为5′端到3′端，故图示转录方向为从左向右，b为解开螺旋，a为恢复螺旋，C正确；一个DNA上含有多个基因，转录以基因为单位，在一个细胞周期中，DNA只复制一次，但转录可以多次发生，D错误。 答案：C [例2]　图甲和图乙是在人体某细胞的细胞核中发生的两个过程，下列相关判断错误的是(　　) A．该细胞可能是造血干细胞，不可能是胰岛B细胞 B．与图甲过程相比，图乙过程可频繁发生 C．图甲过程形成产物的长度与图乙形成的大致相同 D．基因1与基因2转录的模板链可能不在DNA的一条单链上 解题分析：胰岛B细胞为高度分化的细胞，不能增殖，DNA也不进行复制，A正确；对于一个细胞来说，核DNA最多只能复制一次，但多个基因可表达，即可频繁转录，B正确；图甲过程产物为DNA，图乙过程产物是RNA，DNA一般比RNA大得多，C错误；一个DNA分子上有多个基因，不同基因的模板链可能不同，D正确。 答案：C 课时作业 题号 1 2 3 4 5 6 7 难度 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ 题点 RNA的结构与功能 DNA与RNA的比较 三种RNA比较 遗传信息的转录 遗传信息的转录 遗传信息的转录 遗传信息的转录 题号 8 9 10 11 12 13 14 难度 ★ ★★ ★★ ★★ ★★ ★★ ★★★ 题点 遗传信息的转录 遗传信息的转录 DNA复制、转录比较 药物对DNA复制转录影响 转录后加工 遗传信息的转录 RNA功能实验分析 [基础对点] 知识点一　RNA的结构和功能 1.关于RNA的结构和功能的叙述，不正确的是(　　) A．细胞中的RNA分子一般为单链 B．RNA比DNA短，能在细胞内传递遗传信息 C．RNA是某些原核生物的遗传物质 D．某些RNA能在细胞内催化化学反应 答案：C 解析：原核生物的遗传物质是DNA，C错误；少数酶的化学本质是RNA，因此某些RNA具有催化作用，D正确。 2．下列关于DNA和RNA的叙述，错误的是(　　) A．DNA和RNA都能携带生物的遗传信息 B．真核细胞中RNA主要分布在细胞质中 C．原核细胞中同时含有DNA和RNA分子 D．RNA分子彻底水解的产物有5种 答案：D 解析：RNA彻底水解的产物是核糖、磷酸和4种含氮碱基，共6种，D错误。 3．如图为三种RNA示意图，下列关于它们的叙述中，错误的是(　　) A．合成三种RNA都遵循碱基互补配对原则 B．三种RNA都可通过转录形成 C．甲中没有碱基对，但乙和丙中含有 D．甲可以传递遗传信息，但乙和丙不能 答案：C 解析：RNA一般都是单链，甲和乙中都不含碱基对，丙中部分区段会发生折叠碱基互补配对，含有碱基对，C错误。 知识点二　遗传信息的转录 4.转录过程不需要下列哪种物质参与(　　) A．核糖核苷酸 B．DNA聚合酶 C．能量 D．RNA聚合酶 答案：B 解析：转录是以DNA的一条链为模板，合成RNA的过程，这个过程中需要原料——核糖核苷酸，模板——DNA，能量和酶——RNA聚合酶的参与。DNA聚合酶催化DNA的复制过程，故选B。 5．在遗传信息传递过程中，若模板DNA的部分碱基序列是5′－TGCAGT－3′，则由其转录形成的mRNA的碱基序列是(　　) A．5′－ACGTCA－3′ B．5′－ACGUCA－3′ C．5′－ACUGCA－3′ D．5′－ACTGCA－3′ 答案：C 解析：在遗传信息传递过程中，若模板DNA的部分碱基序列是5′－TGCAGT－3′，根据碱基互补配对原则，以该链为模板转录形成的mRNA的碱基序列为5′－ACUGCA－3′，C符合题意。 6．下列关于真核细胞内遗传信息转录过程的叙述，不正确的是(　　) A．转录过程中需要解旋酶、RNA聚合酶的参与 B．转录出的RNA与DNA模板链的相应区域碱基互补 C．一个DNA可转录出多个不同类型的RNA D．转录可发生在细胞核、线粒体和叶绿体中 答案：A 解析：转录过程中需要RNA聚合酶，不需要解旋酶，A错误。 7．如图为真核生物细胞核内转录过程的示意图，下列说法不正确的是(　　) A．①链的碱基U与②链的碱基A互补配对 B．②是以4种核糖核苷酸为原料合成的 C．如果③表示酶分子，则它的名称是RNA聚合酶 D．转录完成后，②脱离DNA分子，DNA分子重新恢复双螺旋 答案：A 解析：题图表示真核生物细胞核内的转录过程，图中①为DNA模板链，其上无碱基U，A错误；②为转录形成的RNA，是以4种核糖核苷酸为原料合成的，B正确；如果③表示酶分子，则为RNA聚合酶，可催化转录过程，C正确；转录完成后，RNA从DNA上释放，DNA重新恢复双螺旋，D正确。 8．如图表示真核细胞内遗传信息的转录过程，据图回答问题： (1)该过程主要发生在________(填场所)中，编码链与mRNA相比，二者________不完全相同，________也不同。 (2)在转录过程中需要解旋，但不需要专门的解旋酶，因为____________本身具有解旋作用，解旋过程中破坏的是________键。 (3)从图示可知，同一个DNA分子中，不同基因的模板链________(填“不同”或“相同”)。但mRNA的合成方向都是______(填“5′→3′”或“3′→5′”)。 (4)mRNA彻底分解的产物有________________________________。 答案：(1)细胞核　碱基　五碳糖 (2)RNA聚合酶　氢 (3)不同　5′→3′ (4)磷酸、核糖和含氮碱基 解析：(1)真核细胞中，转录主要发生在细胞核中；DNA与mRNA相比，DNA特有的碱基是T，五碳糖为脱氧核糖，RNA特有的碱基是U，五碳糖为核糖。 (2)RNA聚合酶具有解旋作用，转录过程中不需要专门的解旋酶。解旋过程的本质是打开DNA双链，故破坏的是氢键。 (3)由图示可知，同一个DNA分子中，基因1和基因2的模板链不同，但mRNA的合成方向都是5′→3′。 (4)mRNA的基本组成单位是核糖核苷酸，其彻底分解产物为磷酸、核糖和含氮碱基。 [能力提升] 9．基因在转录形成mRNA时，有时会形成难以分离的DNA－RNA杂交区段，形成三链核酸结构，称为R环，这种结构会影响DNA复制、转录和基因的稳定性。以下说法错误的是(　　) A．三链杂合片段中嘌呤数不一定等于嘧啶碱基总数 B．DNA－RNA杂交区段最多存在8种核苷酸 C．正常基因转录时也能形成DNA－RNA杂交区段 D．mRNA难以从DNA上分离跟碱基的种类和比例无关 答案：D 解析：DNA(两条链)中嘌呤数一定等于嘧啶碱基总数，三链杂合片段中嘌呤数不一定等于嘧啶碱基总数，A正确；DNA－RNA杂交区段最多存在8种核苷酸，4种脱氧核苷酸，4种核糖核苷酸，B正确；正常基因转录时以DNA一条链为模板合成RNA链，也能形成DNA－RNA杂交区段，C正确；mRNA难以从DNA上分离跟碱基的种类和比例有关，氢键越多越稳定，GC含量多的难分离，D错误。 10．如图甲、乙表示真核生物遗传信息传递的两个过程，丙为其中部分片段的放大示意图。下列有关分析正确的是(　　) A．图中酶1和酶2是同一种酶 B．图丙中b链可能是构成核糖体的成分 C．图丙是图甲的部分片段放大 D．图乙所示过程在高度分化的细胞中不会发生 答案：B 解析：图甲所示过程是DNA的复制，其中酶1为DNA聚合酶；图乙所示过程是转录，以DNA的一条链为模板，合成RNA的过程，其中酶2为RNA聚合酶，A错误。图丙中a链含有碱基T，属于DNA链，b链含有碱基U，属于RNA链，核糖体由蛋白质和rRNA组成，所以b链可能是构成核糖体的成分，B正确。图丙中一条链为DNA链，一条链为RNA链，而图甲所示为DNA的复制过程，因此图丙不是图甲的部分片段放大，C错误。转录在高度分化的细胞中仍会发生，因为细胞内的成分在不停更新，需要RNA和蛋白质，D错误。 11．某种物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间，使DNA双链不能解开。若在细胞正常生长的培养液中加入适量的该物质，下列相关叙述错误的是(　　) A．随后细胞中的DNA复制发生障碍 B．随后细胞中的转录发生障碍 C．该物质可将细胞周期阻断在分裂中期 D．可推测该物质对癌细胞的增殖有抑制作用 答案：C 解析：因为该物质可使DNA双链不能解开，DNA复制时需要解旋，所以若在细胞正常生长的培养液中加入该物质，会导致细胞中DNA复制发生障碍，A正确；由于RNA主要是在细胞核中以DNA的一条链为模板合成的，因此，转录前需要DNA解旋，B正确；因为该物质使DNA复制不能完成，所以可将细胞周期阻断在分裂间期，C错误；该物质能抑制DNA复制，因此，可抑制癌细胞增殖，D正确。 12．真核细胞在执行功能时会形成很多“核酸—蛋白质”复合体。施一公教授研究团队通过冷冻电镜技术得到“剪接体”的三维结构，“剪接体”是由RNA和蛋白质组成的复合物。RNA剪接体的功能是完成转录后的RNA加工。下列叙述错误的是(　　) A．RNA剪接体发挥作用的场所主要在细胞核内 B．RNA剪接体可存在于真核细胞中，原核细胞中没有 C．核糖体是原核细胞执行功能时唯一的“核酸—蛋白质”复合体 D．DNA复制过程中会形成“DNA－DNA聚合酶”的复合体 答案：C 解析：转录的主要场所是细胞核，RNA剪接体发挥作用的场所主要在细胞核内，A正确；原核细胞的基因中没有内含子与外显子之分，所以每个基因转录成的mRNA可直接作翻译的模板，原核细胞中不存在RNA剪接体，B正确；在原核细胞中，“核酸—蛋白质”复合体有多种，如DNA复制过程中会出现的“DNA－DNA聚合酶”复合体、转录过程中形成的“DNA－RNA聚合酶”复合体等，C错误，D正确。 13．珠蛋白是构成哺乳动物血红蛋白的重要成分，如图为人β­珠蛋白基因与其成熟mRNA杂交示意图，①～⑦表示基因的不同功能区。下列相关叙述错误的是(　　) A．图中可能含有5种碱基、8种核苷酸 B．β­珠蛋白基因转录得到的mRNA成为成熟mRNA可能经过了剪接过程 C．图中碱基配对方式有T—A、A—T、C—G和G—C D．mRNA在细胞核中通过转录形成 答案：C 解析：图中可能含有4种脱氧核苷酸和4种核糖核苷酸，即含有5种碱基、8种核苷酸，A正确；据图可知，β­珠蛋白基因DNA单链与成熟mRNA之间有未配对区域，说明β­珠蛋白基因转录得到的mRNA成为成熟mRNA可能经过了剪接过程，B正确；图中碱基配对方式有T—A、A—U、C—G和G—C，C错误；β­珠蛋白基因转录形成mRNA的场所是细胞核，D正确。 14．为确定遗传信息从DNA传递给蛋白质的中间载体，科学家们提出了两种假说。 假说一：核糖体RNA可能就是信息的载体； 假说二：另有一种RNA(称为mRNA)作为遗传信息传递的信使。 研究发现噬菌体侵染细菌后，细菌的蛋白质合成立即停止，转而合成噬菌体的蛋白质，在此过程中，细菌细胞内合成了新的噬菌体RNA。为确定新合成的噬菌体RNA是否为“信使”，科学家们进一步进行实验(如下图)。 用含有15NH4Cl和13C­葡萄糖培养基来培养细菌，细菌可利用它们合成蛋白质和核酸等生物大分子。经过若干代培养后，获得具有“重”核糖体的“重”细菌。 (1)将这些“重”细菌转移到“轻”培养基上培养，用噬菌体侵染这些细菌，该培养基中加入32P标记的________作为原料，以标记所有新合成的噬菌体RNA。 (2)将上述被侵染后裂解的细菌进行密度梯度离心(主要取决于14N和15N)，由图可知，大肠杆菌被侵染后________(填“有”或“没有”)合成新的核糖体，这一结果否定了假说一。 (3)若要证明新合成的噬菌体RNA为“信使”，还需要进行两组实验，请选择下列序号填入表格。 ①将新合成的噬菌体RNA与细菌DNA混合 ②将新合成的噬菌体RNA与噬菌体DNA混合 ③出现DNA－RNA杂交现象 ④不出现DNA－RNA杂交现象 组别 实验处理 预期结果 1 ________ ________ 2 ________ ________ 答案：(1)核糖核苷酸 (2)没有 (3)②　③　①　④ 解析：(2)由图可知，大肠杆菌被侵染后，对侵染后裂解的细菌进行密度梯度离心，只有“重”核糖体，说明全是之前细菌中的核糖体，并没有新的核糖体合成，说明核糖体RNA不是信息的载体，从而否定了假说一。 (3)将新合成的噬菌体RNA与细菌DNA混合，不出现DNA－RNA杂交现象；将新合成的噬菌体RNA与噬菌体DNA混合，出现DNA－RNA杂交现象。以上现象可以说明新合成的RNA是以噬菌体的DNA为模板合成的，可以证明新合成的噬菌体RNA为“信使”，即②③和①④。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$