第4章 第1节 第1课时 遗传信息的转录-【新课程学案】2025-2026学年高中生物必修2 遗传与进化配套课件PPT（人教版 多选版）

第4章 基因的表达 第1节　基因指导蛋白质的合成 学习目标 1.比较DNA与RNA的区别，说明RNA适于作DNA信使的原因； 2.概述遗传信息的转录和翻译的过程及特点；阐明中心法则的具体内容； 3.通过计算明确DNA碱基数目、RNA碱基数目与氨基酸数目之间的对应关系； 4.基于地球上几乎所有的生物共用一套遗传密码的事实，认同当今生物可能有着共同的起源。 第1课时 遗传信息的转录 聚焦·学案一 RNA及其功能 聚焦·学案二 遗传信息的转录 目录 随堂小结 聚焦·学案一 RNA及其功能 学案设计 1.RNA的结构图解 单链 磷酸 核糖 2.RNA的种类和功能比较 种类 功能 示意图 共同点 mRNA 作为DNA的_____，是蛋白质合成的模板 都是经过转录产生的，基本单位都是核糖核苷酸，都与翻译的过程有关 rRNA _______的组成成分 tRNA 转运_______，识别密码子 信使 核糖体 氨基酸 3.RNA与DNA的比较 比较项目 RNA DNA 组成单位 基本组成 单位不同 ___________ ___________ 五碳糖不同 核糖 _________ 特有碱基 不同 特有的是 _________ 特有的是 ___________ 结构不同 (一般情况下) 单链 规则的双螺旋结构 核糖核苷酸 脱氧核苷酸 脱氧核糖 尿嘧啶(U) 胸腺嘧啶(T) 1.判断下列叙述的正误 (1)核糖核苷酸是组成RNA的基本单位，共有4种。( ) (2)RNA主要有三种，主要分布在细胞质中。( ) (3)DNA有特定空间结构，RNA没有。( ) (4)RNA分子比较短小，使它能准确传递DNA的遗传信息。( ) 迁移训练 × √ √ × 2.下列关于DNA和RNA的叙述，正确的是 (　　) A.DNA有氢键，RNA没有氢键 B.真核细胞遗传物质只存在于细胞核 C.原核细胞中既有DNA，也有RNA D.一种病毒同时含有DNA和RNA √ 解析：双链DNA有氢键，tRNA也有氢键，A错误；细胞生物的遗传物质是DNA，真核细胞的遗传物质DNA主要存在于细胞核中，少数存在于细胞质中，B错误；原核细胞属于细胞生物，同时含有DNA和RNA，C正确；一种病毒只含有一种核酸，为DNA或RNA，D错误。 3.下列关于图中①②两种分子的说法正确的是 (　　) A.①为DNA，存在DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点 B.②为tRNA，一种tRNA可携带不同的氨基酸 C.①和②都含有氢键，都是双链结构 D.遗传信息位于①上，②上只含有3个碱基 √ 解析：①为DNA，可进行复制，也可进行转录，故DNA上存在DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点，A正确；②为tRNA，一种tRNA只能携带一种氨基酸，B错误；①和②都含有氢键，①是双链结构，②本质上是单链结构，只不过是在折叠后形成局部双链区域，C错误；遗传信息位于①上，②tRNA上含有许多碱基，但只有3个碱基能与mRNA上的密码子配对，D错误。 聚焦·学案二 遗传信息的转录 |探|究|学|习| “RNA世界论”认为：在生命起源之初，地球上可能存在一个RNA世界。在原始生命中，RNA既承担着遗传信息载体的功能，又具有催化化学反应的作用，这种观点得到了很多现有证据的支持。伴随着生物进化的过程，催化反应更多样和更高效的蛋白质逐渐取代了RNA的催化功能；RNA结构不稳定，容易受到环境影响而发生突变，RNA还能发生自身催化的水解反应，不易产生更长的多核苷酸链，携带的遗传信息量有限，其作为遗传物质的功能也逐渐被DNA代替，绝大多数生物以DNA作为遗传物质。生命演化之初的RNA世界已转变为当今由RNA、DNA和蛋白质共同组成的生命世界。 学案设计 (1)蛋白质比RNA催化反应更多样和更高效的主要原因可能是什么? (2)对于大多数生物来说，RNA作为遗传物质的缺点是什么? 提示：与RNA的结构相比，蛋白质具有更复杂的氨基酸序列，更多样的空间结构。 提示：①RNA一般是单链，结构不稳定，容易受到环境影响而发生突变；②RNA比较短，携带的遗传信息量有限。 (3)细胞内RNA的主要种类及其功能分别是什么? (4)细胞内mRNA是怎么产生的?催化该过程的主要是什么酶? 提示：细胞内的RNA主要种类：mRNA、tRNA和rRNA；主要功能：mRNA作为翻译的模板、tRNA转运氨基酸、rRNA是组成核糖体的重要成分。 提示：以DNA的一条链为模板转录来的；RNA聚合酶。 |认|知|生|成| 1.转录的概念：在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。 2.转录的过程 微点拨：转录不是转录 整个DNA，是转录其中 的基因；细胞核中转录 形成的RNA通过核孔进 入细胞质，穿过0层膜， 需要能量。 3.总结转录的场所、条件和产物 场所 真核生物主要发生在细胞核中，线粒体和叶绿体也可以发生 条件 ①模板：以DNA的一条链为模板链(另一条链为非模板链)； ②原料：四种核糖核苷酸； ③能量：ATP； ④酶：RNA聚合酶 碱基 配对 情况 T与A配对(形成两个氢键)，G与C配对(形成三个氢键)，A与U配对(形成两个氢键)，C与G配对(形成三个氢键)。如图： 产物 RNA(mRNA、tRNA、rRNA) 续表 [例1]　如图为真核生物细胞核内转录过程的示意图，下列说法正确的是 (　　) A.①链的碱基A与②链的碱基T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DNA聚合酶 D.转录完成后，②需要穿过两层生物膜才能与核糖体结合 √ [解析]　图中①链为模板链，②链为RNA，①链中的碱基A与②链中的碱基U互补配对；③表示RNA聚合酶；转录完成后，②通过核孔进入细胞质，穿过0层膜。 [例2]　[多选]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。以下分析正确的是 (　　) 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.图丙是甲过程的部分片段放大 D.乙过程在高度分化的细胞中也会发生 √ √ [解析]　甲过程是以DNA的两条链为模板，合成子代DNA的过程，即DNA的复制，其中酶1为DNA聚合酶；乙过程是以DNA的一条链为模板，合成RNA的过程，即转录，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，所以图丙中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，而甲为DNA复制过程，因此图丙不是甲过程的部分片段放大，C错误。乙过程(转录)在高度分化的细胞中也会发生，D正确。 [归纳拓展] 准确理解转录的几个关键点 (1)转录时，边解旋边转录，单链转录。 (2)转录时，需要解旋，但不需要解旋酶参与。因为RNA聚合酶本身就兼有解旋的作用。 (3)转录时，RNA子链的延伸方向为5'端→3'端，与RNA聚合酶的移动方向一致。 (4)mRNA与DNA模板链碱基互补，但与非模板链碱基序列基本相同，只是用U代替T。 (5)不同种类的细胞，由于基因的选择性表达，mRNA的种类和数量不同，但tRNA和rRNA的种类基本没有差异。 (6)质基因(线粒体和叶绿体中的基因)控制蛋白质合成过程中也进行转录。 1.判断下列叙述的正误 (1)转录时DNA聚合酶能识别DNA分子中特定碱基序列。( ) (2)转录以DNA的两条链为模板、四种核苷酸为原料合成mRNA。( ) (3)一个基因的两条链不能同时转录生成两种不同的mRNA。( ) (4)在细胞的生命历程中，mRNA的种类会不断发生变化。( ) 迁移训练 √ √ × × 2.下列关于洋葱根尖细胞遗传信息转录过程的叙述，正确的是 (　　) A.一个DNA可转录出多个不同类型的RNA B.以完全解开螺旋的一条脱氧核苷酸链为模板 C.转录终止时成熟的RNA从模板链上脱离下来 D.可发生在该细胞的细胞核、线粒体和叶绿体中 √ 解析：基因通常是有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上有多个基因，不同基因转录形成的RNA不同，因此一个DNA可转录出多个不同类型的RNA；一个DNA分子上有多个基因，转录时不会完全解开螺旋，且转录过程中边解旋边转录；真核生物细胞核内转录出的RNA，需要加工才能形成成熟的RNA；洋葱根尖细胞无叶绿体。 3.[多选](教材P65“图4-4”发掘训练)下图为人体细胞中发生的某过程示意图，甲、乙表示位置，①~③、R表示物质结构。据图分析下列说法正确的是 (　　) A.图示表示的过程发生在细胞核中 B.图中R代表的物质可断开乙处的氢键 C.①链以图中的②链为模板，从左至右延伸 D.该DNA分子片段的两条链均能指导蛋白质的合成 √ √ 解析：图示表示的过程为转录，可发生在细胞核和线粒体中，A错误；图中R表示RNA聚合酶，具有解旋的作用，可断开乙处的氢键，B正确；①链是RNA，是以图中的②链为模板，从左至右延伸，C正确；该DNA分子中只有一条链为模板链，指导蛋白质的合成，D错误。 4.[多选]如图为某细胞核中发生的两个生理过程，关于这两个过程，下列叙述错误的是 (　　) A.①过程为DNA复制，②过程为转录 B.两个过程都需要解旋酶破坏双链之间的氢键，暴露单链模板 C.①过程的模板是DNA的两条链，②过程的模板是DNA中任意一条 D.能进行①过程的细胞一定能进行②过程，能进行②过程的细胞不一定能进行①过程 √ √ 解析：由图可知，①过程为DNA复制，需要解旋酶断开氢键，亲代DNA的两条链都要作为模板；②过程为转录，不需要解旋酶，由RNA聚合酶断开氢键，两条链中特定的一条作为模板而不是任意一条，A正确，B、C错误。能够进行核DNA复制的细胞在分裂间期要进行蛋白质的合成，故一定会发生转录，而能进行转录的细胞却不一定能进行分裂，也就不一定能进行核DNA复制，D正确。 一、建构概念体系 二、融通科学思维 1.在研究基因指导蛋白质的合成早期，科学家推测RNA具备准确传递遗传信息的可能，其原因是____________________________________ ____________________________________。 2.转录形成的RNA的碱基序列与其DNA模板链和非模板链的碱基序列相比较，有什么异同? _______________________________________________________________________________________________________________________________________。 RNA的分子组成与DNA很相似，也是由核苷酸连接而成，核苷酸也含有4种碱基 转录形成的RNA的碱基序列与其DNA模板链的碱基序列是互补配对关系；与非模板链的碱基序列基本相同，只是DNA链上有T的位置，在RNA链上是U 3.转录以DNA的一条链为模板，却没有专门的解旋酶，原因是____________________________________。 RNA聚合酶兼有使DNA双链解开的作用 三、综合检测反馈 1.关于DNA和RNA组成的结构，下列说法正确的是(　　) A.DNA和RNA中的N元素存在于碱基中 B.DNA和RNA的组成元素包括C、H、O、N、P、S C.判断DNA和RNA的唯一依据是碱基种类 D.DNA彻底水解能得到四种产物 √ 解析：DNA和RNA的化学组成中都有磷酸、五碳糖(脱氧核糖或核糖)和含氮的碱基，组成元素包括C、H、O、N、P，其中N存在于碱基中，A正确，B错误；DNA和RNA在五碳糖、碱基种类以及结构方面都有差别，所以碱基种类是判断DNA和RNA的依据之一，C错误；DNA彻底水解能得到六种产物，即磷酸、脱氧核糖和四种碱基，D错误。 2.下列关于真核细胞中转录的叙述，正确的是 (　　) A.转录过程需要解旋酶将双链打开 B.转录时RNA聚合酶的结合位点在RNA上 C.tRNA、rRNA和mRNA都从DNA转录而来 D.转录时DNA的两条链可同时作为模板 √ 解析：转录过程中RNA聚合酶可将双链DNA解开，使碱基暴露，因而不需要解旋酶，A错误；转录时RNA聚合酶的结合位点在DNA上，B错误；mRNA、rRNA和tRNA均通过转录形成，C正确；转录时只能以DNA的一条链为模板，D错误。 3.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'，则由它转录形成的mRNA的碱基序列是 (　　) A.3'—ACGTCA—5' B.3'—ACGUCA—5' C.3'—ACUGCA—5' D.3'—ACTGCA—5' √ 解析：DNA分子中特有的碱基是T，RNA分子中特有的碱基是U，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'，则根据碱基互补配对原则，以该链为模板转录形成的mRNA中的碱基序列为3'—ACGUCA—5'，B正确。 4.(2025·山东高考)关于豌豆细胞核中淀粉酶基因遗传信息传递的复制、转录和翻译三个过程，下列说法错误的是 (　　) A.三个过程均存在碱基互补配对现象 B.三个过程中只有复制和转录发生在细胞核内 C.根据三个过程的产物序列均可确定其模板序列 D.RNA聚合酶与核糖体沿模板链的移动方向不同 √ 解析：复制以DNA双链作为模板，通过A—T、G—C、T—A、C—G配对合成新链；转录以DNA一条链为模板，通过A—U、T—A、G—C、C—G配对合成RNA；翻译过程中mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子通过A—U、G—C、U—A、C—G配对，三个过程均存在碱基互补配对，A正确。豌豆细胞核中淀粉酶基因的复制与转录均以DNA为模板，在细胞核内进行，而翻译是以mRNA为模板，在细胞质中的核糖体上进行，B正确。 翻译过程的产物是具有一定氨基酸序列的肽链，氨基酸序列由mRNA上的密码子决定，但由于密码子具有简并性(多种密码子对应同一种氨基酸)，故无法确定mRNA序列，C错误。转录过程中，RNA聚合酶沿DNA模板链从3'端→5'端方向移动，合成RNA链的方向为5'端→3'端；翻译过程中核糖体沿mRNA从5'端→3'端方向移动，因此，RNA聚合酶与核糖体沿模板链的移动方向不同，D正确。 5.[多选]果蝇体细胞中核DNA的部分遗传信息流如图所示，下列有关叙述正确的是 (　　) A.酶A催化合成的两条子链的碱基排列顺序不同 B.酶A和酶C催化合成子链所需的原料不同 C.酶A、酶B和酶C作用的化学键都是氢键 D.图中两个生理过程均可发生在有丝分裂前的间期 √ √ √ 解析：图1表示核DNA复制过程，其中酶A催化合成的两条子链分别与两条母链互补，因此碱基排列顺序不同，A正确。酶A为DNA聚合酶，催化合成的为DNA，原料为4种脱氧核苷酸；酶C为RNA聚合酶，催化合成的为RNA，原料为4种核糖核苷酸，B正确。酶A(DNA聚合酶)催化合成磷酸二酯键，酶B(解旋酶)作用于氢键，酶C(RNA聚合酶)使氢键断裂，也催化形成磷酸二酯键，C错误。图1进行DNA复制，图2进行转录，两生理过程均可发生在有丝分裂前的间期，D正确。 本课结束 更多精彩内容请登录：www.zghkt.cn $