2023-2024學(xué)年 人教版 必修二 遺傳信息的轉(zhuǎn)錄 學(xué)案

第1節(jié)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成第1課時(shí)遺傳信息的轉(zhuǎn)錄課標(biāo)內(nèi)容(1)概述RNA的結(jié)構(gòu)、種類和功能。(2)概述遺傳信息轉(zhuǎn)錄的過程。知識(shí)點(diǎn)1RNA的結(jié)構(gòu)和功能1.RNA的基本單位及組成2.RNA的種類及其作用3.RNA與DNA的比較(1)DNA和RNA的初級(jí)水解產(chǎn)物是否相同？若不同，各是什么？提示：不同。DNA的初級(jí)水解產(chǎn)物是脫氧核糖核苷酸；RNA的初級(jí)水解產(chǎn)物是核糖核苷酸。(2)DNA和RNA的徹底水解產(chǎn)物各是什么？提示：DNA的徹底水解產(chǎn)物有脫氧核糖、磷酸和A、T、G、C四種堿基；而RNA的徹底水解產(chǎn)物有核糖、磷酸和A、U、G、C四種堿基。知識(shí)點(diǎn)2遺傳信息的轉(zhuǎn)錄(1)核糖核苷酸是組成RNA的基本單位，共有4種。(√)(2)RNA主要有三種，主要分布在細(xì)胞質(zhì)中。(√)(3)某些病毒的遺傳物質(zhì)是RNA。(√)(4)RNA一般是單鏈，所有的RNA都不含有氫鍵。(×)提示：tRNA中含有氫鍵。(5)DNA復(fù)制與轉(zhuǎn)錄都遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，且配對(duì)方式相同(×)提示：DNA復(fù)制與轉(zhuǎn)錄都遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，但配對(duì)方式不完全相同。一、RNA的結(jié)構(gòu)和種類【情境探疑】1.如圖為“核糖和脫氧核糖的結(jié)構(gòu)模式圖”，回答下列問題：現(xiàn)有一核酸分子，若從化學(xué)組成入手，如何判斷其是DNA還是RNA？(不考慮特殊情況)提示：(1)根據(jù)五碳糖種類判斷：若有核糖，一定為RNA；若有脫氧核糖，一定為DNA。(2)根據(jù)含氮堿基種類判斷：若含T，一定為DNA；若含U，一定為RNA。(3)根據(jù)含氮堿基的含量判斷：若嘌呤數(shù)≠嘧啶數(shù)，則肯定不是雙鏈DNA。2.為了探究遺傳信息的傳遞途徑，科學(xué)家做了如下實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)一：變形蟲放射性標(biāo)記實(shí)驗(yàn)(如下圖)。實(shí)驗(yàn)二：有人曾用洋蔥根尖和變形蟲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，當(dāng)加入RNA酶后，細(xì)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)。分析并討論下列問題：(1)從實(shí)驗(yàn)一可以看出RNA的合成發(fā)生在細(xì)胞的哪一部位？提示：細(xì)胞核。(2)細(xì)胞核交換后，B組變形蟲的細(xì)胞質(zhì)為什么會(huì)出現(xiàn)有標(biāo)記的RNA分子？提示：細(xì)胞核中合成的RNA分子可以通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)。(3)從實(shí)驗(yàn)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(guān)系。(4)綜合分析實(shí)驗(yàn)一和實(shí)驗(yàn)二，你認(rèn)為遺傳信息的傳遞途徑是什么？提示：DNA→RNA→蛋白質(zhì)?！镜淅龖?yīng)用】例1與DNA相比，RNA特有的成分是()A.核糖和尿嘧啶 B.脫氧核糖和尿嘧啶C.核糖和胸腺嘧啶 D.脫氧核糖和胸腺嘧啶答案A解析與DNA相比，RNA特有的成分是核糖和尿嘧啶，A正確。例2RNA可能的功能是()①作為某些病毒的遺傳物質(zhì)②作為某些細(xì)菌的遺傳物質(zhì)③催化某些代謝反應(yīng)④轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸⑤核糖體組成成分A.①②③④⑤ B.①②③④C.②③④⑤ D.①③④⑤答案D解析RNA可以作為某些病毒的遺傳物質(zhì)，如HIV，①正確；細(xì)菌的遺傳物質(zhì)是DNA，②錯(cuò)誤；酶具有催化作用，酶絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA，故某些RNA能催化代謝反應(yīng)，③正確；tRNA可以轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸，④正確；核糖體組成成分是rRNA和蛋白質(zhì)，⑤正確。二、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄【情境探疑】1.如圖表示某真核生物細(xì)胞內(nèi)DNA的轉(zhuǎn)錄過程，請(qǐng)據(jù)圖分析回答下列問題：(1)圖中DNA進(jìn)行轉(zhuǎn)錄的方向是從左到右還是從右到左？提示：從右到左。(2)物質(zhì)a為啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄過程必需的有機(jī)物，其名稱是什么？提示：RNA聚合酶。(3)b和c相同嗎？若不同，其名稱分別是什么？提示：不同；b是胞嘧啶脫氧核苷酸，c是胞嘧啶核糖核苷酸。(4)在植物的葉肉細(xì)胞中，上述過程發(fā)生的場所是哪里？提示：細(xì)胞核、線粒體和葉綠體。(5)轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物d一定是mRNA嗎？提示：不一定，轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物有mRNA、tRNA、rRNA三種。(6)轉(zhuǎn)錄時(shí)，DNA鏈完全解開嗎？提示：不完全解開，只有部分片段(基因)解開。2.結(jié)合下列圖解，回答相關(guān)問題。(1)甲、乙兩過程有何相同之處？提示：甲表示DNA復(fù)制，乙表示轉(zhuǎn)錄。轉(zhuǎn)錄與復(fù)制都需要模板，都遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，在真核細(xì)胞中都主要發(fā)生在細(xì)胞核內(nèi)。(2)甲、乙兩過程有何不同之處？提示：①DNA復(fù)制中A與T配對(duì)，轉(zhuǎn)錄中A與U配對(duì)。②DNA復(fù)制時(shí)一個(gè)DNA分子完整復(fù)制，形成兩個(gè)DNA分子；轉(zhuǎn)錄是以基因?yàn)閱挝贿M(jìn)行的，在DNA分子中，只有處于表達(dá)狀態(tài)的片段(基因)才會(huì)進(jìn)行轉(zhuǎn)錄，轉(zhuǎn)錄形成一條單鏈RNA。(3)轉(zhuǎn)錄形成的RNA的堿基序列與其DNA模板鏈和非模板鏈的堿基序列相比較，有什么異同？提示：轉(zhuǎn)錄形成的RNA的堿基序列與其DNA模板鏈的堿基序列是互補(bǔ)配對(duì)關(guān)系；與非模板鏈的堿基序列基本相同，只是DNA鏈上有T的位置，在RNA鏈上是U。【典例應(yīng)用】例3（多選）下列關(guān)于真核細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄的敘述，錯(cuò)誤的是()A.DNA中有氫鍵，RNA中無氫鍵B.只有mRNA由DNA轉(zhuǎn)錄而來C.細(xì)胞中RNA的形成過程可以在細(xì)胞核外發(fā)生D.轉(zhuǎn)錄時(shí)，RNA聚合酶沿著整條DNA長鏈移動(dòng)答案ABD解析DNA分子中有氫鍵，tRNA分子中也含有少量的氫鍵，A錯(cuò)誤；mRNA、tRNA、rRNA都是由DNA轉(zhuǎn)錄而來的，B錯(cuò)誤；真核細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中的線粒體和葉綠體中也含有少量的DNA，也可以轉(zhuǎn)錄形成RNA，C正確；基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，轉(zhuǎn)錄是以基因?yàn)閱挝贿M(jìn)行的，所以轉(zhuǎn)錄不是RNA聚合酶沿著整條DNA長鏈進(jìn)行的，D錯(cuò)誤。例4對(duì)于下圖，正確的說法有幾項(xiàng)()①可表示DNA復(fù)制過程②可表示轉(zhuǎn)錄過程③共有8種核苷酸④共有5種堿基⑤兩個(gè)C代表不同的核苷酸A.2 B.3C.4 D.5答案C解析圖示可以表示轉(zhuǎn)錄過程，但不能表示DNA復(fù)制過程，①錯(cuò)誤、②正確；圖中共有8種核苷酸，包括4種脫氧核苷酸和4種核糖核苷酸，③正確；圖中共有5種堿基，即A、C、G、T、U，④正確；圖中的兩個(gè)C表示兩種核苷酸，即胞嘧啶脫氧核苷酸和胞嘧啶核糖核苷酸，⑤正確。因此，說法正確的有②③④⑤，C正確。思維導(dǎo)圖晨讀必背1.與DNA不同的是，組成RNA的五碳糖是核糖而不是脫氧核糖；RNA的堿基組成中沒有堿基T，而替換成堿基U。2.RNA是在細(xì)胞核中，通過RNA聚合酶以DNA的一條鏈為模板合成的，這一過程叫作轉(zhuǎn)錄。3.轉(zhuǎn)錄的主要場所是細(xì)胞核，條件是模板(DNA的一條鏈)、原料(4種核糖核苷酸)、酶(RNA聚合酶)和能量。隨堂檢測(cè)1.下列關(guān)于RNA的敘述，錯(cuò)誤的是()A.有些RNA可催化細(xì)胞內(nèi)的某些生化反應(yīng)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(xì)胞膜答案D解析有些酶的化學(xué)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.若以堿基順序?yàn)?′—ATTCCATGCT—3′的DNA為模板鏈，轉(zhuǎn)錄出的mRNA堿基順序?yàn)?)A.從5′－端讀起為—ATTCCATGCT—B.從3′－端讀起為—UAAGGUACGA—C.從5′－端讀起為—AUUCCAUGCU—D.從3′－端讀起為—TAAGGTACGA—答案B解析若以堿基順序?yàn)?′—ATTCCATGCT—3′的DNA為模板鏈，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，轉(zhuǎn)錄時(shí)從3′－端讀起，轉(zhuǎn)錄出的mRNA堿基順序?yàn)椤猆AAGGUACGA—。3.下列關(guān)于真核細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄的敘述，錯(cuò)誤的是()A.tRNA、rRNA和mRNA都由DNA轉(zhuǎn)錄而來B.同一細(xì)胞中兩種RNA的合成有可能同時(shí)發(fā)生C.細(xì)胞中的RNA合成過程不會(huì)在細(xì)胞核外發(fā)生D.轉(zhuǎn)錄出的RNA鏈與模板鏈的相應(yīng)區(qū)域堿基互補(bǔ)答案C解析真核細(xì)胞中的RNA主要在細(xì)胞核內(nèi)合成，線粒體和葉綠體中的DNA也能進(jìn)行轉(zhuǎn)錄合成RNA，C錯(cuò)誤。4.如圖為真核生物細(xì)胞核內(nèi)轉(zhuǎn)錄過程的示意圖，下列說法正確的是()A.①鏈的堿基A與②鏈的堿基T互補(bǔ)配對(duì)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)合答案B解析圖中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(bǔ)配對(duì)；如果③表示酶分子，則它的名稱是RNA聚合酶；轉(zhuǎn)錄完成后，②通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，穿過0層膜。5.（多選）甲(ATG