4.1基因指导蛋白质的合成（第1课时） 课件-2025-2026学年下学期人教版必修2高中生物

该高中生物学课件聚焦“基因指导蛋白质的合成”第1课时，核心内容为RNA的结构功能及遗传信息的转录。课堂导入以转基因棉花实例设问，结合核孔、DNA与核糖体的位置差异引出RNA，通过问题链衔接基因与蛋白质的关系，搭建学习支架。 其亮点在于以情境导入激发科学探究兴趣（态度责任），通过自主阅读梳理RNA问题、对比表格归纳DNA与RNA区别（科学思维），分步骤探究转录过程并与DNA复制比较（生命观念），典例与练习及时巩固。助力学生构建结构与功能观，教师可依托结构化资源提升教学效率。

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） 目录 二 遗传信息的转录 一 RNA的结构和功能 考点一 细胞的多样性和统一性 将苏云金杆菌抗虫蛋白基因（Bt抗虫蛋白基因）转入普通棉花，培育出的棉花植株会产生Bt抗虫蛋白。 转入的是基因，得到的却是蛋白质！为什么会这样？ 普通棉花 转基因抗虫棉 为什么转基因棉花能抗虫？ 为什么转基因棉花能产生抗虫蛋白？ 基因 蛋白质的合成 控制 基因的表达： 考点一 细胞的多样性和统一性 【新课导入】 细胞质 细胞核 DNA(2nm) (遗传信息) 核孔0.9nm 核糖体 （蛋白质合成场所） ? RNA 思考：基因主要存在哪里？蛋白质在哪里合成的？ 信使 皇帝不出宫 DNA 核糖体 地方官员 考点一 细胞的多样性和统一性 【新课导入】 一、RNA的结构和功能 【活动1】请自主阅读教材P64-65，梳理下列问题，并在课本上做相应勾画标注 (1)RNA是什么物质?由哪些成分组成？ (2)RNA与DNA在化学组成和结构上的区别有哪些？ (3)RNA为什么适合作DNA的信使？ (4)RNA的种类有哪三种？ 考点一 细胞的多样性和统一性 1.RNA的结构 核糖核苷酸 C、H、O、N、P 基本单位： 核糖核苷酸 A(腺嘌呤） U(尿嘧啶) C(胞嘧啶) G(鸟嘌呤) 5’ 1’ 2’ 3’ 4’ 元素组成： RNA: 脱水缩合 全称：核糖核酸 考点一 细胞的多样性和统一性 2.DNA在化学组成上的主要区别 (1)五碳糖不同：RNA的五碳糖是核糖，DNA的五碳糖是脱氧核糖； (2)碱基不完全相同：RNA的碱基组成中没有T，而有U，DNA与之相反； 考点一 细胞的多样性和统一性 【归纳总结】DNA和RNA的比较 种 类 DNA RNA 组 成 成 分 碱基 磷酸 五碳糖 全 称 基本组成单位 空间结构 分布（真核细胞） 特有：T 特有：U 共有： A、G、C 都有磷酸 脱氧核糖 核糖 脱氧核糖核酸 核糖核酸 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 多为规则双螺旋结构 多为单链 细胞核（主要） 线粒体、叶绿体 细胞质（主要） 考点一 细胞的多样性和统一性 3.RNA适于作DNA的信使的原因 （为什么RNA可以帮DNA送信？） (1)RNA也是由基本单位——核苷酸连接而成，也能储存遗传信息（碱基的排列顺序）。 (3)RNA一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。 (2)在RNA与DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”，但由于RNA中没有T，DNA中没有U，所以U与A配对。 穿过0层膜 考点一 细胞的多样性和统一性 4.RNA的种类及功能 mRNA—信使RNA 携带遗传信息，蛋白质合成的模板。 rRNA—核糖体RNA 核糖体的组成成分 tRNA—转运RNA 识别并运载氨基酸 少数RNA还具有催化作用，有的作为RNA病毒的遗传物质 思考：DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的? 考点一 细胞的多样性和统一性 1.下列有关RNA的叙述，错误的是 A.核糖核苷酸是组成RNA的基本单位 B.同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生 C.细胞质中没有mRNA D.rRNA可与蛋白质结合 2.下列关于DNA和RNA的叙述，不合理的是 A.DNA双链中腺嘌呤一定与胸腺嘧啶配对 B.RNA中相邻两个碱基通过磷酸—核糖—磷酸相连接 C.DNA中磷酸和脱氧核糖交替连接排列在外侧构成基本骨架 D.tRNA局部双链中腺嘌呤一定与尿嘧啶配对 考点一 细胞的多样性和统一性 【学以致用】 趁热打铁 3.如图为三种RNA示意图，下列相关叙述错误的是 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 考点一 细胞的多样性和统一性 【学以致用】 趁热打铁 二、遗传信息的转录 【活动2】请结合教材P64的文字和图4-4，思考并回答问题。 (1)转录的概念及场所？ (2)阐述转录的基本过程？ (3)RNA合成的场所、模板、原料和酶分别是什么? (4)转录与DNA复制有什么共同之处？ (5)转录是转录整个DNA么？一个DNA分子中某个基因转录时，其他基因是否一定也在进行转录？ 考点一 细胞的多样性和统一性 通过 酶以DNA的 为模板合成 的过程。 (1)概念： RNA聚合 一条链 RNA 真核生物： 原核生物：拟核、细胞质 (2)场所： 细胞核（主要） 叶绿体和线粒体 1.转录的概念及场所 考点一 细胞的多样性和统一性 C G T A T A C G G C C G T A T A G C C G A T A T C G A T C G T A T A T A T A C G T A T A C G G C T A G C C G T A 3' 5' C C G T A G T A T A C G G C T A G C C G T A T A C G G C C G T A T A G C C G A T A T C G A T C G T A T A T A T A 3' 5' ATP RNA聚合酶 3.转录的过程 第1步 解旋：DNA双链解开（___________的催化），_____暴露出来； RNA聚合酶 碱基 该过程不需要解旋酶，RNA聚合酶有解旋作用； 考点一 细胞的多样性和统一性 C C G T A G T A T A C G G C T A G C C G T A T A C G G C C G T A T A G C C G A T A T C G A T C G T A T A T A T A 3' 5' U A U G C A U G A U C G A G C U U 第2步 配对：游离的____________与____________上的碱基互补配对，在__________ 的作用下开始mRNA的合成； 核糖核苷酸 DNA模板链 RNA聚合酶 考点一 细胞的多样性和统一性 16 C C G T A G T A T A C G G C T A G C C G T A T A C G G C C G T A T A G C C G A T A T C G A T C G T A T A T A T A 3' 5' U A U G C A U G A U C G A G C U U U A U G C A U G A U C G A G C U U 5' 3' ATP 形成磷酸二酯键 mRNA延伸方向_______________ 第3步 连接 从5’端到3’端 新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。 RNA聚合酶的催化形成磷酸二酯键 考点一 细胞的多样性和统一性 17 U A U G C A U G A U C G A G C U U C G T A T A C G G C C G T A T A G C C G A T A T C G A T C G T A T A T A T A C G T A T A C G G C T A G C C G T A 3' 5' 细胞质 细胞核 mRNA 第4步 释放：合成的________从__________上释放，而后DNA___________ mRNA DNA链 双螺旋恢复 考点一 细胞的多样性和统一性 18 核糖核苷酸 RNA聚合酶 DNA RNA 5´ 3´ 5´ 5´ 3´ DNA双链解开，碱基暴露出来 第一步-解旋 游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对 第二步-配对 在RNA聚合酶的作用下，新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的RNA分子上 第三步-连接 合成的RNA从DNA链上释放，而后DNA双螺旋恢复 第四步-释放 ①模板链是DNA的两条链还是一条链？ 1条 ②DNA和RNA的碱基如何配对？ A-U,T-A, G-C,C-G 模板链 形成磷酸二酯键 转录方向：子链的5´→3´ 考点一 细胞的多样性和统一性 原料： 模板： 能量： 酶： 4.转录的条件 RNA聚合酶 DNA的一条链的某片段 4种游离的核糖核苷酸（ A、G、C、U ) 由ATP提供 模板链 非模板链 ➡打开氢键、形成磷酸二酯键 5. 原则 碱基互补配对原则（A-U，T-A，C-G，G-C） 碱基互补配对 A -- U T -- A C -- G G -- C DNA RNA 考点一 细胞的多样性和统一性 6.方向 新合成链（RNA）5’端→3’端延伸 沿着模板链3'端→5'端方向延伸 7.特点 边解旋边转录 9.遗传信息的流动方向 DNA→mRNA 10.意义 遗传信息从DNA传递到mRNA上，为后续的翻译过程作准备。 8.结果 产生RNA（主要产生mRNA、rRNA、tRNA三种RNA） 考点一 细胞的多样性和统一性 【及时突破】[典例]如图表示某真核生物细胞内DNA的转录过程，请据图分析回答下列问题： (1)图中遗传信息的转录方向为 (用“→”或“←”表示)；RNA链延伸的方向是由 端到 端。 (2)a为启动上述过程必需的有机物，其名称是 ，其作用： ①作用于氢键，使DNA双螺旋 ；②催化核糖核苷酸连接到RNA链上(形成 键)。 5′ 3′ RNA聚合酶 解开 磷酸二酯 ← 考点一 细胞的多样性和统一性 22 如图表示某真核生物细胞内DNA的转录过程，请据图分析回答下列问题： (3)b和c的名称分别是 、 。 (4)此过程中的碱基配对方式为 。 胞嘧啶脱氧核苷酸 胞嘧啶核糖核苷酸 A—U、T—A、C—G、G—C 考点一 细胞的多样性和统一性 23 【思考･讨论】遗传信息的转录过程 1.转录与DNA复制有什么共同之处？对保证遗传信息准确转录有什么意义？ 转录与DNA复制都需要模板、原料、能量、酶，都遵循碱基互补配对原则，这保证了遗传信息的准确转录。 RNA转录 DNA复制 考点一 细胞的多样性和统一性 2.与DNA复制相比，转录所需要的原料和酶各有什么不同？ 4种游离的脱氧核苷酸 DNA的两条链 由ATP提供 解旋酶、DNA聚合酶 4种游离的核糖核苷酸 DNA的一条链的某片段 由ATP提供 RNA聚合酶 条件 条件 RNA转录 DNA复制 原料： 模板： 能量： 酶： 原料： 模板： 能量： 酶： 考点一 细胞的多样性和统一性 3.转录成的RNA的碱基序列与DNA的两条单链的碱基序列各有哪些异同？ RNA DNA 模板链 非模板链 互补 配对 相同， T换为U 考点一 细胞的多样性和统一性 DNA复制 转录 时间 场所 解旋 模板 原料 酶 配对方式 特点 方向 产物 意义 细胞分裂间期 生长发育过程 最终完全解旋 只解有遗传效应片段（基因） DNA的两条链均为模板 DNA的一条链为模板 四种脱氧核苷酸 四种核糖核苷酸 解旋酶、 DNA聚合酶等 RNA聚合酶等 A-T、 T—A、C—G 、 G—C A-U、 C—G 、T—A、 G—C 半保留复制，边解旋边复制 边解旋边转录 2个子代DNA分子 mRNA、tRNA、rRNA 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 遗传信息从DNA传递到RNA（mRNA）上，为翻译做准备 主要在细胞核或拟核，少部分在线粒体、叶绿体、质粒 新链从5’端-3’端延伸 新链从5’端-3’端延伸 【知识归纳】DNA复制和转录的比较 考点一 细胞的多样性和统一性 4.一条DNA单链的序列是5′—GATACC—3′，那么以它为模板转录成的信使RNA的序列是 A.5′—CUAUGG—3′ B.5′—GATACC—3′ C.5′—GGUAUC—3′ D.5′—CCATAG—3′ 5.下列关于DNA复制和转录的叙述，正确的是 A.DNA复制时，脱氧核苷酸通过氢键连接成子链 B.复制时，解旋酶使DNA双链由5′端向3′端解旋 C.复制和转录时，在能量的驱动下解旋酶将DNA双链解开 D.DNA复制合成的子链和转录合成的RNA延伸方向均为由5′端向3′端 考点一 细胞的多样性和统一性 【学以致用】 趁热打铁 6.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需要通过两层生物膜才能与核糖体结合 考点一 细胞的多样性和统一性 【学以致用】 趁热打铁 7.如图为真核生物细胞核内转录过程的示意图。下列叙述正确的是 A.①是DNA聚合酶，能催化DNA解开螺旋 B.②是四种类型的脱氧核糖核苷酸 C.③区域的嘌呤数和嘧啶数相等 D.④处的DNA双螺旋正在解开 考点一 细胞的多样性和统一性 【学以致用】 趁热打铁 8.如图表示细胞核中所完成的mRNA的形成过程示意图，有关叙述正确的是 A.图中RNA聚合酶的移动方向是从左向右 B.图中RNA与a链碱基互补 C.图示RNA-DNA杂交区域中DNA上的A与RNA上的T配对 D.DNA双螺旋解开需要解旋酶的参与，同时消耗能量 考点一 细胞的多样性和统一性 【学以致用】 趁热打铁 9.如图中甲、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 考点一 细胞的多样性和统一性 【学以致用】 趁热打铁 10.(2023·苏州高一期中)某些情况下，原核细胞的个别基因转录形成的mRNA分子未与DNA链分离，形成RNA－DNA杂交体，并与对应的脱氧核苷酸链共同构成R环结构(如图)。图中①②表示遗传信息传递过程。请回答下列问题： (1)图中过程发生场所是细胞的_______，其中①过程是___________，以_________的方式进行，所需的酶2是_________。 拟核 DNA复制 半保留 解旋酶 考点一 细胞的多样性和统一性 曾经这样考 【学以致用】 33 (2)图中酶3是____________，据图推测mRNA的________(填“左端”或“右端”)是3′端，除了mRNA外，②过程的产物还有_______________。 RNA聚合酶 右端 tRNA、rRNA (3)①②过程都遵循_______________原则，其中②过程的原料是_______ __________。 碱基互补配对 4种核 糖核苷酸 考点一 细胞的多样性和统一性 34 (4)如图所示的过程中，R环的形成会使①过程被迫停止，原因是___________________________。 R环会阻碍解旋酶的解旋过程 考点一 细胞的多样性和统一性 35 --ATGCATGCAT…… CCATGCTAGCCA …… TCCCTAAGGATAG CCATCCCAGATG …… CATGCATCCATGC--- --TACGTACGTA ……GGTACGATCGGT…… AGGGATTCCTATC GGTAGGGTCTAC …… GTACGTAGGTACG--- 基因A 基因b 基因H 其他基因 1个DNA分子 （多个基因） 转录 UGCAU……CCAUGC mRNA 转录 GGUCUAC……GUA mRNA 哪条是模板链？ 1链 2链 1链 2链 (1)转录时，DNA链完全解开么？ (2)一个DNA分子中某个基因转录时，其他基因是否一定也在进行转录？ 不是，只解旋有遗传效应的片段，即基因片段 一个DNA分子中的两个基因，不一定同时进行转录。转录不是转录整个DNA，是转录其中要表达的基因，转录以基因为单位 考点一 细胞的多样性和统一性 【知识拓展】 课本知识迁移 --ATGCATGCAT…… CCATGCTAGCCA …… TCCCTAAGGATAG CCATCCCAGATG …… CATGCATCCATGC--- --TACGTACGTA ……GGTACGATCGGT…… AGGGATTCCTATC GGTAGGGTCTAC …… GTACGTAGGTACG--- 基因A 基因b 基因H 其他基因 1个DNA分子 （多个基因） 转录 UGCAU……CCAUGC mRNA 转录 GGUCUAC……GUA mRNA 哪条是模板链？ 1链 2链 1链 2链 (3)一个基因的两条链都能转录吗？ 只以一条链为模板 (4)不同基因的模版链是否相同？ 不同基因模板链不一定不同，到底以哪条链为模板不是固定不变的 考点一 细胞的多样性和统一性 【知识拓展】 课本知识迁移 --ATGCATGCAT…… CCATGCTAGCCA …… TCCCTAAGGATAG CCATCCCAGATG …… CATGCATCCATGC--- --TACGTACGTA ……GGTACGATCGGT…… AGGGATTCCTATC GGTAGGGTCTAC …… GTACGTAGGTACG--- 基因A 基因b 基因H 其他基因 1个DNA分子 （多个基因） 转录 UGCAU……CCAUGC mRNA 转录 GGUCUAC……GUA mRNA 哪条是模板链？ 1链 2链 1链 2链 (5)同种生物的不同细胞中，mRNA、tRNA和rRNA的种类相同吗？ 同种生物的不同细胞中，由于基因的选择性表达，mRNA的种类和数量一般是不相同的，但tRNA和rRNA的种类一般没有差异。 考点一 细胞的多样性和统一性 【知识拓展】 课本知识迁移 启动子 非编码区 非编码区 编码区（基因） 前体mRNA 转录 成熟mRNA 终止子 编码区上游 编码区下游 不编码氨基酸的序列在RNA自身的催化作用下被切除 真核细胞的基因结构 考点一 细胞的多样性和统一性 【知识拓展】 课本知识迁移 39 真核细胞 基因结构 编码区（基因） 非编码区 非编码区 编码区（基因） 非编码区 非编码区 启动子 终止子 RNA聚合酶识别结合位点，启动转录 终止转录 外显子 内含子 原核细胞 基因结构 真核细胞和原核细胞基因转录过程的区别 考点一 细胞的多样性和统一性 【知识拓展】 课本知识迁移 40 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $