【高中生物】基因指导蛋白质的合成（第1课时 问题导学教学） 高一生物优质备课系列（人教版2019必修2）

第1节基因指导蛋白质的合成

新人教版必修二《遗传与进化》电影《侏罗纪公园》中恐龙复活的场景讨论从化石中提取出恐龙的DNA,真的可以使恐龙复活吗？情景导课RNA的结构、分类和功能一基因的表达概述目录CONTENTS二欢迎加入，更多资源遗传信息的转录三基因控制生物性状指导合成蛋白质体现者基因指导蛋白质合成的过程，叫基因的表达。（细胞核）（细胞质中核糖体）问题：细胞核中DNA如何指导细胞质中蛋白质合成呢？细胞核核糖体细胞质DNA(2nm)核孔0.9nm1955年，布拉舍实验时：用RNA酶分解洋葱根尖细胞RNA,蛋白质合成停了;重新加入RNA后,又合成蛋白质。RNADNA蛋白质（遗传信息传递者）！实验证据：猜测：细胞核核糖体细胞质DNA(2nm)核孔0.9nmRNA为什么RNA适于做DNA的信使呢？RNA的结构、分类和功能一基因的表达概述目录CONTENTS二欢迎加入，更多资源遗传信息的转录三1RNA与DNA的区别DNA的基本单位RNA的基本单位比较项目DNARNA基本单位五碳糖含氮碱基结构主要存在部位脱氧核苷酸核糖核苷酸脱氧核糖核糖ATCGAUCG通常呈双螺旋结构多为单链结构细胞核细胞质1RNA与DNA的区别2RNA的分类和功能蛋白质rRNAtRNAmRNA“三叶草型”转运RNA（tRNA）：转运氨基酸的工具。信使RNA（mRNA）：遗传信息传递的媒介。核糖体RNA（rRNA）：与蛋白质构成核糖体。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(如下图)。3探究遗传信息的传递途径实验二：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？提示细胞核。(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？提示细胞核中合成的RNA分子可以通过核孔进入细胞质。(3)从实验二可以得出的结论是什么？提示RNA与蛋白质的合成有直接关系。(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？提示DNA→RNA→蛋白质。(5)实验一的设计有何巧妙之处？提示在适当的时间交换了细胞核，形成了相互对照。思考：RNA为什么可以作为DNA的信使传递信息呢？①RNA也是由核苷酸组成，含氮碱基有A、G、C、U，具备准确传递遗传信息的可能。②RNA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。③RNA与DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”；因此以mRNA为媒介可将遗传信息传递到细胞质中。④RNA为单链结构，不稳定，易降解，使得完成使命的RNA能迅速分解，保证生命活动的有序进行。1.下列关于RNA的叙述，错误的是A.有些RNA可催化细胞内的某些生化反应B.RNA的基本单位由磷酸、核糖和含氮碱基组成C.RNA参与构成核糖体D.RNA参与构成细胞膜√有些酶的化学本质为RNA；RNA的基本单位是核糖核苷酸，由磷酸、核糖和含氮碱基组成；rRNA参与构成核糖体。2.(2022·黑龙江大庆高一期中)下列关于DNA和RNA的叙述，错误的是A.DNA和RNA都能携带生物的遗传信息B.真核细胞中RNA主要分布在细胞质中C.原核细胞中同时含有DNA和RNA分子D.RNA分子彻底水解的产物有5种√RNA彻底水解的产物是核糖、磷酸和4种碱基，共6种，D错误。RNA的结构、分类和功能一基因的表达概述目录CONTENTS二欢迎加入，更多资源遗传信息的转录三3'5'遗传信息储存在细胞核的DNA中蛋白质的合成发生在核糖体充当信使的中间物质---RNA真核细胞原核细胞转录翻译碱基UA一条链核糖核苷酸RNA聚合酶mRNADNA双螺旋1.概念：以

为模板，按碱基互补配对原则合成RNA的过程。2.场所：主要是

，在

、

中也能发生转录过程。3.过程DNA的一条链细胞核叶绿体线粒体4.产物：

。信使RNA、核糖体RNA、转运RNA1.解旋2.催化磷酸二酯键的形成RNA聚合酶TCGTCAGCTAGCAGTCGADNA模板链第24页RNA聚合酶DNA模板链UUUUGCCCCGGAGCAGTCGAC游离的核糖核苷酸RNA聚合酶DNA模板链AGCAGTCGATCGTCAGCTCGC核心探讨真核细胞的转录及与DNA复制的比较1.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)。(2)a为启动上述过程必需的有机物，其名称是

。(3)b和c的名称分别是

、

。(4)此过程中的碱基配对方式为

。←RNA聚合酶胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶核糖核苷酸A—U、T—A、C—G、G—C3.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？提示

转录时也是按照碱基互补配对的原则合成RNA链，因此转录成的RNA的碱基与DNA模板链的碱基是互补配对的，与DNA的另一条链的碱基序列的区别是RNA链上的碱基U，对应在DNA的另一条链上的碱基是T。核心探讨完全解旋只解开有遗传效应的片段课堂小结3.下列关于真核细胞中转录的叙述，错误的是A.tRNA、rRNA和mRNA都由DNA转录而来B.同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生C.细胞中的RNA合成过程不会在细胞核外发生D.转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补√真核细胞中的RNA主要在细胞核内合成，线粒体和叶绿体中的DNA也能进行转录合成RNA，C错误。4.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；转录完成后，②通过核孔进入细胞质，穿过0层膜。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√5.图甲和图乙是在人体某细胞的细胞核中发生的两个过程，下列相关判断不正确的是A.该细胞可能是造血干细胞，不可能是胰岛B细胞B.与图甲过程相比，图乙过程可频繁发生C.图甲过程形成产物的长度与图乙形成的大致相同D.基因1与基因2转录的模板链可能不在DNA的一条单链上√6.(2022·河南洛阳高一期中)研究发现，当某些基因转录形成的mRNA分子难与模板链分离时，非模板链、RNA—DNA杂交体共同构成R环结构，R环结构会影响DNA复制、转录和基因的稳定性等。据图回答下列问题：(1)图中酶A是______________，过程①的原料是____________。(2)R环结构与正常DNA片段相比，其存在的碱基配对情况的不同之处是_________________。DNA聚合酶脱氧核苷酸存在A与U的配对(3)研究发现，原核细胞DNA复制速率和转录速率相差很大。当DNA复制和基因转录同向而行时，如果转录形成R环，则DNA复制会被迫停止，这是由于____________________________。R环阻碍了解旋酶(酶B)的移动123456789101112(4)R环结构中，嘌呤碱基总数与嘧啶碱基总数________(填“一定”或“不一定”)相等，原因是__________________________________________________________________