第4章 第1节 第1课时 遗传信息的转录(学用Word)-【优学精讲】2025-2026学年高中生物必修2 遗传与进化（人教版）

本高中生物学讲义聚焦遗传信息的转录核心知识点，先系统梳理RNA的结构、种类及功能，通过与DNA的对比表格建立结构与功能联系，再逐步解析转录的概念、过程及与DNA复制的差异，构建从分子结构到生命过程的学习支架。 该资料以生命观念为引领，通过变形虫放射性标记实验等探究活动培养科学思维，结合转录过程模型构建提升分析能力。课中助力教师引导学生深度理解，课后通过判断题、练习题及规律总结帮助学生巩固知识，有效查漏补缺。

第1课时　遗传信息的转录 1.运用结构与功能观分析RNA的结构、种类和功能。 2.通过概述遗传信息转录的过程，培养模型构建与分析能力。 知识点一　RNA的结构和功能 1.RNA的结构 2.RNA与DNA的比较 比较项目 DNA RNA 基本组成单位 五碳糖 碱基 特有的是 　　　　（T） 特有的是 　　　　（U） 结构 规则的　　　　 一般为　　　　， 且比DNA短 3.RNA的种类及其作用 ① ② ③ 【微思考】　单链RNA中一定不会形成氢键吗？ （1）核糖核酸是组成RNA的基本单位，一共有4种。（　　） （2）RNA是某些病毒的遗传物质。（　　） （3）RNA可以通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。（　　） （4）RNA主要分布在细胞质中。（　　） 探究｜RNA在遗传信息传递中的作用 为了探究遗传信息的传递途径，科学家做了如下实验。 实验一：变形虫放射性标记实验（如图）。 实验二：有人曾用洋葱根尖和变形虫进行实验，当加入RNA酶后，细胞中的蛋白质合成就停止了；再加入从酵母菌中提取出来的RNA，则又重新合成了一定数量的蛋白质。 分析并讨论下列问题： （1）从实验一可以看出RNA的合成发生在细胞的哪一部位？ （2）细胞核交换后，B组变形虫的细胞质为什么会出现有标记的RNA分子？ （3）从实验二可以得出的结论是什么？ （4）综合分析实验一和实验二，你认为遗传信息的传递途径是什么？ 1.（2024·吉林长春实验中学期末）关于RNA的结构和功能的叙述，错误的是（　　） A.RNA能在细胞内传递遗传信息，也能携带氨基酸 B.RNA含有的五碳糖是核糖 C.所有RNA中都不含氢键 D.某些RNA能在细胞内催化化学反应 2.下列关于DNA和RNA的结构与功能的说法，错误的是（　　） A.区分单双链DNA、单双链RNA四种核酸可以依据碱基比例和种类判定 B.双链DNA分子中碱基G、C含量越高，其结构稳定性相对越大 C.含有DNA的生物，遗传物质是DNA不是RNA D.含有RNA的生物，遗传物质是RNA不是DNA 规律方法 DNA与RNA的快速判定 知识点二　遗传信息的转录 1.概念 RNA是在　　　中，通过RNA聚合酶以　　　　　　为模板合成的，这一过程叫作转录。 2.过程（以mRNA的合成为例） 【微思考】　 1.真核细胞中转录可以发生在哪些场所？ 2.分析转录过程，RNA的延伸方向是什么？ （1）某基因的转录在细胞中可多次进行。（　　） （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）转录是以DNA完整的一条链为模板合成RNA的过程。（　　） 探究｜转录过程的模型构建与分析 某真核生物细胞内DNA的转录过程如图所示，请据图分析回答下列问题： （1）图中DNA进行转录的方向是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （2）物质a为启动转录过程所必需的有机物，其名称是　　　　　　。 （3）b和c相同吗？若不同，其名称分别是什么？ （4）转录时，DNA的一条链作为转录的模板链，称为反意义链，与其互补的另一条链称为有意义链。如图表示一个DNA分子的片段，回答相关问题： 5'—TACGCTCCGTACCC—3'　非模板链（有意义链） 3'—ATGCGAGGCATGGG—5'　模板链（反意义链） ①写出该片段转录出的mRNA中的碱基排列顺序。 ②转录出的mRNA碱基序列与DNA模板链的碱基序列有什么关系？ ③转录出的mRNA碱基序列与DNA非模板链（有意义链）的碱基序列有哪些异同？ 1.DNA复制和转录的比较 项目 DNA复制 转录 时间 细胞分裂前的间期 生长发育过程 场所 主要在细胞核或拟核中，少部分在线粒体、叶绿体、质粒中 解旋 完全解旋 只解旋有遗传效应的片段（基因） 模板 DNA的两条链均为模板 DNA的一条链上某片段 原料 四种脱氧核苷酸 四种核糖核苷酸 酶 解旋酶、DNA聚合酶等 RNA聚合酶等 配对方式 A—T、T—A、C—G、G—C A—U、C—G、T—A、G—C 特点 半保留复制，边解旋边复制 边解旋边转录 方向 子链从5'端→3'端延伸 产物 2个子代DNA分子 mRNA、tRNA、rRNA 意义 使遗传信息从亲代传递给子代，从而保持了遗传信息的连续性 将遗传信息从DNA传递到RNA（mRNA）上，为翻译提供模板 2.有关转录的问题分析 （1）转录不是转录整个DNA，是转录其中的基因，不同种类的细胞，由于基因的选择性表达，mRNA的种类和数量不完全相同，但tRNA和rRNA的种类没有差异。 （2）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）转录的方向：DNA的3'端→5'端；mRNA的5'端→3'端。 （4）转录的模板：同一DNA分子中，转录的模板链不是固定的一条。也就是说，可能这个基因转录是以DNA的一条链为模板，另一个基因的转录是以同一个DNA的另一条链为模板。 1.（教材P65“图4－4”改编）题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需要通过两层生物膜才能与核糖体结合 2.（2024·湖北武汉期末）RNA聚合酶在执行基因转录时类似高速行驶的汽车，以大约每秒50个核苷酸的速度合成RNA，当RNA聚合酶转录至终止序列时，需要从高速延伸的状态刹车，停止转录并释放RNA。下列相关说法错误的是（　　） A.RNA聚合酶能够局部解开DNA的两条链，所以转录时不需要将DNA双链完全解开 B.一条染色体上的多个部位可同时启动转录过程，从而提高转录效率 C.在细胞周期中，mRNA的种类和含量基本没有变化 D.细胞中RNA的合成在细胞核和细胞质中均能发生 1.与DNA相比，RNA特有的成分是（　　） A.核糖和尿嘧啶 　 B.脱氧核糖和尿嘧啶 C.核糖和胸腺嘧啶 D.脱氧核糖和胸腺嘧啶 2.（教材P65“图4－3”改编）题图为三种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 3.（2024·河北承德期末）解旋酶和RNA聚合酶都有解旋功能。下列有关这两种酶的作用特点的说法，正确的是（　　） A.两种酶都对DNA分子进行全部解旋 B.两种酶都对DNA分子进行局部解旋 C.前者对DNA分子全部解旋，后者对DNA分子局部解旋 D.前者对DNA分子局部解旋，后者对DNA分子全部解旋 4.真核生物核基因的转录过程如图所示，下列相关叙述正确的是（　　 ） A.转录出的RNA均可与核糖体结合作为合成多肽链的模板 B.图示的转录方向为从左向右，a端为恢复双螺旋 C.该过程需要RNA聚合酶，其可催化氢键和磷酸二酯键的形成 D.在一个细胞周期中，每个核基因只能复制并转录一次 5.图中甲、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。下列有关分析不正确的是（　　） A.图中酶1和酶2不是同一种酶 B.图丙中b链可能是构成核糖体的成分 C.图丙可能是图乙的部分片段放大 D.图乙所示过程在高度分化的细胞中不会发生 提示：完成课后作业　第4章　第1节　第1课时 学科网（北京）股份有限公司 $ 第4章　基因的表达 第1节　基因指导蛋白质的合成 第1课时　遗传信息的转录 知识点一 1.􀀁磷酸　􀀂A、U、G、C　􀀃核糖　􀀄单链 2.脱氧核苷酸　核糖核苷酸　脱氧核糖　核糖　胸腺嘧啶　尿嘧啶　双螺旋结构　单链 3.①信使RNA　DNA　②核糖体RNA　③转运RNA 识别并转运氨基酸 微思考　提示：tRNA中含氢键。 概念辨析 （1）×　提示：核糖核苷酸是组成RNA的基本单位。 （2）√　（3）√　（4）√ 知识点二 1.细胞核　DNA的一条链 2.􀀁碱基　􀀂U　􀀃A　􀀄一条链　􀀅核糖核苷酸 􀀆RNA聚合　􀀇mRNA　􀀈DNA　􀀉双螺旋 微思考　 1.提示：细胞核（主要）、线粒体、叶绿体。 2.提示：5'端→3'端。 概念辨析 （1）√ （2）×　提示：转录的产物有mRNA、tRNA和rRNA。 （3）×　提示：转录以DNA的一条链作为模板。 （4）×　提示：转录不是转录整个DNA，是转录其中的基因，而基因通常是有遗传效应的DNA片段。 第4章　基因的表达 第1节　基因指导蛋白质的合成 第1课时　遗传信息的转录 知识点一 重难探究 （1）提示：细胞核。 （2）提示：细胞核中合成的RNA分子可以通过核孔进入细胞质。 （3）提示：RNA与蛋白质的合成有直接关系。 （4）提示：DNA→RNA→蛋白质。 即学即练 1.C　常见的RNA有三种：mRNA、rRNA和tRNA。mRNA可在细胞内传递遗传信息，tRNA可以携带氨基酸，A正确；tRNA存在碱基互补配对区域，含有氢键，C错误；大多数酶的本质是蛋白质，少数酶的本质是RNA，因此某些RNA具有催化作用，D正确。 2.D　组成DNA和RNA的碱基种类不完全相同，且双链DNA和RNA分子中碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则，因此区分单双链DNA、单双链RNA四种核酸可以根据碱基比例和种类判定，A正确；双链DNA分子中，C和G之间有3个氢键，A和T之间有2个氢键，因此碱基G、C含量越高，其结构稳定性相对越大，B正确；含有DNA的生物，遗传物质是DNA不是RNA，C正确；含有RNA的生物，遗传物质是RNA或DNA，D错误。 知识点二 重难探究 （1）从右到左 （2）RNA聚合酶 （3）提示：不同；b是胞嘧啶脱氧核苷酸，c是胞嘧啶核糖核苷酸。 （4）①提示：5'—UACGCUCCGUACCC—3'。 ②提示：转录出的mRNA的碱基序列与DNA模板链的碱基序列是互补配对的关系。 ③提示：转录出的mRNA碱基序列与DNA非模板链的碱基序列基本相同，区别是RNA链上的碱基U，对应在非模板链上的碱基是T。 即学即练 1.B　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，A错误；③表示RNA聚合酶，C错误；转录完成后，②通过核孔进入细胞质，穿过0层膜，D错误。 2.C　RNA聚合酶能够局部解开DNA的两条链，所以转录时不需要将DNA双链完全解开，为边解旋边转录，A正确；一条染色体上含有多个基因，各基因可同步转录，即一条染色体上的多个部位可同时启动转录过程，从而提高转录效率，B正确；在细胞周期中，不同时期基因选择性表达，需要的酶和蛋白质不同，所以mRNA的种类和含量不断发生变化，C错误；细胞中RNA的合成主要发生在细胞核中，在细胞质的线粒体和叶绿体中也能发生，D正确。 【随堂热练】 1.A　与DNA相比，RNA特有的成分是核糖和尿嘧啶，A正确。 2.C　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碱基互补配对，含有碱基对，C错误。 3.C　在DNA复制过程中，解旋酶可将DNA分子的两条链解开，边解旋边复制，直至将DNA分子的两条链全部解开，全部复制，而在转录过程中，RNA聚合酶将DNA的双链解开，边解旋边转录，由于转录以DNA的一条链为模板，DNA分子上分布着多个基因，基因通常是有遗传效应的DNA片段，因此转录的片段只是DNA的一部分，故RNA聚合酶只对DNA分子局部解旋，C正确。 4.B　转录出的RNA有mRNA、tRNA、rRNA，mRNA可与核糖体结合作为合成多肽链的模板，tRNA和rRNA参与蛋白质的合成过程，但是这两种RNA本身不会翻译为蛋白质，A错误；mRNA形成方向是从5'端到3'端，所以图示的转录方向是从左到右，合成的mRNA从DNA链上释放后，a端的DNA双链恢复，B正确；该过程需要RNA聚合酶，其可催化氢键的断开及磷酸二酯键的形成，C错误；在一个细胞周期中，每个核基因只能复制一次，但可能转录多次或者不转录，D错误。 5.D　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（在RNA聚合酶作用下）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正确。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，因此图丙可能是图乙的部分片段放大，C正确。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。 学科网（北京）股份有限公司 $