【高中生物】基因指導蛋白質(zhì)的合成（第1課時 問題導學教學） 高一生物優(yōu)質(zhì)備課系列（人教版2019必修2）

第1節(jié)基因指導蛋白質(zhì)的合成

新人教版必修二《遺傳與進化》電影《侏羅紀公園》中恐龍復活的場景討論從化石中提取出恐龍的DNA,真的可以使恐龍復活嗎？情景導課RNA的結(jié)構(gòu)、分類和功能一基因的表達概述目錄CONTENTS二歡迎加入，更多資源遺傳信息的轉(zhuǎn)錄三基因控制生物性狀指導合成蛋白質(zhì)體現(xiàn)者基因指導蛋白質(zhì)合成的過程，叫基因的表達。（細胞核）（細胞質(zhì)中核糖體）問題：細胞核中DNA如何指導細胞質(zhì)中蛋白質(zhì)合成呢？細胞核核糖體細胞質(zhì)DNA(2nm)核孔0.9nm1955年，布拉舍實驗時：用RNA酶分解洋蔥根尖細胞RNA,蛋白質(zhì)合成停了;重新加入RNA后,又合成蛋白質(zhì)。RNADNA蛋白質(zhì)（遺傳信息傳遞者）！實驗證據(jù)：猜測：細胞核核糖體細胞質(zhì)DNA(2nm)核孔0.9nmRNA為什么RNA適于做DNA的信使呢？RNA的結(jié)構(gòu)、分類和功能一基因的表達概述目錄CONTENTS二歡迎加入，更多資源遺傳信息的轉(zhuǎn)錄三1RNA與DNA的區(qū)別DNA的基本單位RNA的基本單位比較項目DNARNA基本單位五碳糖含氮堿基結(jié)構(gòu)主要存在部位脫氧核苷酸核糖核苷酸脫氧核糖核糖ATCGAUCG通常呈雙螺旋結(jié)構(gòu)多為單鏈結(jié)構(gòu)細胞核細胞質(zhì)1RNA與DNA的區(qū)別2RNA的分類和功能蛋白質(zhì)rRNAtRNAmRNA“三葉草型”轉(zhuǎn)運RNA（tRNA）：轉(zhuǎn)運氨基酸的工具。信使RNA（mRNA）：遺傳信息傳遞的媒介。核糖體RNA（rRNA）：與蛋白質(zhì)構(gòu)成核糖體。為了探究遺傳信息的傳遞途徑，科學家做了如下實驗。實驗一：變形蟲放射性標記實驗(如下圖)。3探究遺傳信息的傳遞途徑實驗二：有人曾用洋蔥根尖和變形蟲進行實驗，當加入RNA酶后，細胞中的蛋白質(zhì)合成就停止了；再加入從酵母菌中提取出來的RNA，則又重新合成了一定數(shù)量的蛋白質(zhì)。分析討論下列問題：(1)從實驗一可以看出RNA的合成發(fā)生在細胞的哪一部位？提示細胞核。(2)細胞核交換后，B組變形蟲的細胞質(zhì)為什么會出現(xiàn)有標記的RNA分子？提示細胞核中合成的RNA分子可以通過核孔進入細胞質(zhì)。(3)從實驗二可以得出的結(jié)論是什么？提示RNA與蛋白質(zhì)的合成有直接關系。(4)綜合分析實驗一和實驗二，你認為遺傳信息的傳遞途徑是什么？提示DNA→RNA→蛋白質(zhì)。(5)實驗一的設計有何巧妙之處？提示在適當?shù)臅r間交換了細胞核，形成了相互對照。思考：RNA為什么可以作為DNA的信使傳遞信息呢？①RNA也是由核苷酸組成，含氮堿基有A、G、C、U，具備準確傳遞遺傳信息的可能。②RNA一般是單鏈，而且比DNA短，因此能夠通過核孔，從細胞核轉(zhuǎn)移到細胞質(zhì)中。③RNA與DNA的關系中，也遵循“堿基互補配對原則”；因此以mRNA為媒介可將遺傳信息傳遞到細胞質(zhì)中。④RNA為單鏈結(jié)構(gòu)，不穩(wěn)定，易降解，使得完成使命的RNA能迅速分解，保證生命活動的有序進行。1.下列關于RNA的敘述，錯誤的是A.有些RNA可催化細胞內(nèi)的某些生化反應B.RNA的基本單位由磷酸、核糖和含氮堿基組成C.RNA參與構(gòu)成核糖體D.RNA參與構(gòu)成細胞膜√有些酶的化學本質(zhì)為RNA；RNA的基本單位是核糖核苷酸，由磷酸、核糖和含氮堿基組成；rRNA參與構(gòu)成核糖體。2.(2022·黑龍江大慶高一期中)下列關于DNA和RNA的敘述，錯誤的是A.DNA和RNA都能攜帶生物的遺傳信息B.真核細胞中RNA主要分布在細胞質(zhì)中C.原核細胞中同時含有DNA和RNA分子D.RNA分子徹底水解的產(chǎn)物有5種√RNA徹底水解的產(chǎn)物是核糖、磷酸和4種堿基，共6種，D錯誤。RNA的結(jié)構(gòu)、分類和功能一基因的表達概述目錄CONTENTS二歡迎加入，更多資源遺傳信息的轉(zhuǎn)錄三3'5'遺傳信息儲存在細胞核的DNA中蛋白質(zhì)的合成發(fā)生在核糖體充當信使的中間物質(zhì)---RNA真核細胞原核細胞轉(zhuǎn)錄翻譯堿基UA一條鏈核糖核苷酸RNA聚合酶mRNADNA雙螺旋1.概念：以

為模板，按堿基互補配對原則合成RNA的過程。2.場所：主要是

，在

、

中也能發(fā)生轉(zhuǎn)錄過程。3.過程DNA的一條鏈細胞核葉綠體線粒體4.產(chǎn)物：

。信使RNA、核糖體RNA、轉(zhuǎn)運RNA1.解旋2.催化磷酸二酯鍵的形成RNA聚合酶TCGTCAGCTAGCAGTCGADNA模板鏈第24頁RNA聚合酶DNA模板鏈UUUUGCCCCGGAGCAGTCGAC游離的核糖核苷酸RNA聚合酶DNA模板鏈AGCAGTCGATCGTCAGCTCGC核心探討真核細胞的轉(zhuǎn)錄及與DNA復制的比較1.如圖表示某真核生物細胞內(nèi)DNA的轉(zhuǎn)錄過程，請據(jù)圖分析回答下列問題：(1)圖中遺傳信息的轉(zhuǎn)錄方向為

(用“→”或“←”表示)。(2)a為啟動上述過程必需的有機物，其名稱是

。(3)b和c的名稱分別是

、

。(4)此過程中的堿基配對方式為

。←RNA聚合酶胞嘧啶脫氧核苷酸胞嘧啶核糖核苷酸A—U、T—A、C—G、G—C3.轉(zhuǎn)錄成的RNA的堿基序列與DNA的兩條單鏈的堿基序列各有哪些異同？提示

轉(zhuǎn)錄時也是按照堿基互補配對的原則合成RNA鏈，因此轉(zhuǎn)錄成的RNA的堿基與DNA模板鏈的堿基是互補配對的，與DNA的另一條鏈的堿基序列的區(qū)別是RNA鏈上的堿基U，對應在DNA的另一條鏈上的堿基是T。核心探討完全解旋只解開有遺傳效應的片段課堂小結(jié)3.下列關于真核細胞中轉(zhuǎn)錄的敘述，錯誤的是A.tRNA、rRNA和mRNA都由DNA轉(zhuǎn)錄而來B.同一細胞中兩種RNA的合成有可能同時發(fā)生C.細胞中的RNA合成過程不會在細胞核外發(fā)生D.轉(zhuǎn)錄出的RNA鏈與模板鏈的相應區(qū)域堿基互補√真核細胞中的RNA主要在細胞核內(nèi)合成，線粒體和葉綠體中的DNA也能進行轉(zhuǎn)錄合成RNA，C錯誤。4.如圖為真核生物細胞核內(nèi)轉(zhuǎn)錄過程的示意圖，下列說法正確的是圖中①鏈為模板鏈，②鏈為RNA，①鏈中的堿基A與②鏈中的堿基U互補配對；轉(zhuǎn)錄完成后，②通過核孔進入細胞質(zhì)，穿過0層膜。A.①鏈的堿基A與②鏈的堿基T互補配對B.②是以4種核糖核苷酸為原料合成的C.如果③表示酶分子，則它的名稱是DNA聚合酶D.轉(zhuǎn)錄完成后，②需要通過兩層生物膜才能與核糖體結(jié)合√5.圖甲和圖乙是在人體某細胞的細胞核中發(fā)生的兩個過程，下列相關判斷不正確的是A.該細胞可能是造血干細胞，不可能是胰島B細胞B.與圖甲過程相比，圖乙過程可頻繁發(fā)生C.圖甲過程形成產(chǎn)物的長度與圖乙形成的大致相同D.基因1與基因2轉(zhuǎn)錄的模板鏈可能不在DNA的一條單鏈上√6.(2022·河南洛陽高一期中)研究發(fā)現(xiàn)，當某些基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA分子難與模板鏈分離時，非模板鏈、RNA—DNA雜交體共同構(gòu)成R環(huán)結(jié)構(gòu)，R環(huán)結(jié)構(gòu)會影響DNA復制、轉(zhuǎn)錄和基因的穩(wěn)定性等。據(jù)圖回答下列問題：(1)圖中酶A是______________，過程①的原料是____________。(2)R環(huán)結(jié)構(gòu)與正常DNA片段相比，其存在的堿基配對情況的不同之處是_________________。DNA聚合酶脫氧核苷酸存在A與U的配對(3)研究發(fā)現(xiàn)，原核細胞DNA復制速率和轉(zhuǎn)錄速率相差很大。當DNA復制和基因轉(zhuǎn)錄同向而行時，如果轉(zhuǎn)錄形成R環(huán)，則DNA復制會被迫停止，這是由于____________________________。R環(huán)阻礙了解旋酶(酶B)的移動123456789101112(4)R環(huán)結(jié)構(gòu)中，嘌呤堿基總數(shù)與嘧啶堿基總數(shù)________(填“一定”或“不一定”)相等，原因是__________________________________________________________________