2024年高中生物新教材同步必修第二册 学习笔记第4章 本章知识网络

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传递遗传信息表达遗传信息途径（基因和环境相互作用）

（生薄过程）（个体发育过程中）

基因（DNA）的基本功能

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RNA的结构和功能、遗传信息的转录

［学习目标］1.概述RNA的结构、种类和功能。2.概述遗传信息转录的过程。

一、RNA的结构和功能

教材梳理

1.RNA的组成

元素组成：C、H,0、N、P

/磷酸

__________《含氮的碱基：________

基本।单位：（4种）

［聚合、核糖

核糖「甘酸链

RNA（通常是）

2.DNA和RNA的比较

比较项目DNARNA

分布主要是______主要是________

基本单位

磷酸一分子磷酸一分子磷酸

化学

五碳糖

组成

碱基A、____、G、CA、____、G、C

结构一般为______

3.RNA的种类和功能

种类功能示意图

mRNA作为DNA的______,是蛋白质合成的模板

rRNA________的组成成分

Crn^nzO

tRNA转运________,识别密码子

【判断正误】

（1）核糖核酸是组成RNA的基本单位，一共有4种（）

（2）RNA一般是单链，所以RNA都不含有氢键（）

核心探火

任务一：信使物质是RNA的实验证据和原因

1.信使物质是RNA的实验证据

实验1：科学家用洋葱根尖和变形虫进行了实验，发现若加入RNA酶降解细胞中的RNA,

则蛋白质合成就停止，若再加入从酵母中提取的RNA,则又可以重新合成一些蛋白质。

实验2：科学家经过实验发现，用噬菌体侵染细菌，在培养基中添加含14c标记的尿喘噫，

培养一段时间后，把细菌裂解离心，分离出RNA与核糖体。分离出来的RNA有14c标记，

将分离得到的RNA分别与细菌的DNA和噬菌体的DNA杂交(杂交的原理是碱基互补配对原

则)，发现RNA只能与噬菌体DNA形成双链杂交分子。

(1)根据实验1可以得出什么结论？

(2)实验2为什么选择14C的尿喀咤作为标记物?

(3)实验2中分离出的含14c标记的RNA,能与噬菌体的DNA分子形成杂交分子，不能与细

菌的DNA结合，说明什么问题？

(4)综合实验1和实验2,尝试写出DNA控制蛋白质合成的过程?

2.为什么RNA适于作DNA的信使?

典题应用

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

2.(2022・贵州遵义高一期中)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

二、遗传信息的转录

教材桅理

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

3红卬?5,解旋：在RNA聚合酶的作用下，使DNA

国彰?双链解开，暴露

・原则:碱基互补配对(A-_,T—,

G-C^-GF

模板：解开的DNA双链中的

原料：游离的种

ZECLL4

ZOU酶：_____________

-X-«Tr、连接，

结果：形成一个

ZSZKT

srsz

约DNA

合成的mRNA从链上释放

DNA双链恢复成结构

5'"5’，

【判断正误】

(1)转录只发生在细胞核内()

(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种核糖核甘酸为原料()

(4)转录是以DNA完整的一条链为模板合成RNA的过程()

核心探「

任务二：转录的过程和转录与DNA复制的比较

1.遗传信息的转录

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:

「「G

C<GGTCA

⑴图中遗传信息的转录方向为___(用“f”或“一”表示)；RNA链延伸的方向是由-

端到一端。

(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催化核糖核昔酸连接到RNA链上(形成键)。

(3)b和c的名称分别是、o

(4)此过程中的碱基配对方式为=

2.真核细胞的转录及与DNA复制的比较

(1)转录与DNA复制有什么共同之处？这对遗传信息的转录有什么意义?

(2)与DNA复制相比，转录所需要的原料和酶各有什么不同？

(3)转录时，DNA的一条链作为转录的模板链，可为反意义链，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，讨论相关问题。

5'-TACGCTCCGTACCC-3'非模板链(有意义链)

3'-ATGCGAGGCATGGG-5z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非模板链的碱基序列有哪些异同？

「核心归纳」

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

原料四种脱氧核甘酸四种核糖核甘酸

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—CA—U、C—G、T—A、GY

特点半保留复制，边解旋边复制边解旋边转录

方向新链从5,一端一3"一端延伸

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，从遗传信息从DNA传递到

而保持了遗传信息的连续性RNA(mRNA)上，为翻译作准备

2.有关转录的问题分析

⑴转录不是转录整个DNA,是转录其中的基因。

⑵转录时不需要解旋酶。

(3)完成正常使命的RNA易迅速降解，从而保证生命活动的有序进行。

(4)线粒体、叶绿体中也可进行转录。

(5)细胞核中转录形成的RNA通过核孔进入细胞质，穿过0层膜，需要消耗能量。

(6)转录时，边解旋边转录，单链转录。

典题或用^

3.(2023・上海静安区高一联考)如图为真核生物细胞核内转录过程的示意图，下列说法不正确

的是()

A.①链的碱基A与②链的碱基U互补配对

B.②是以4种核糖核甘酸为原料合成的

C.如果③表示酶分子，则它的名称是RNA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

4.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()

-I-।~।-ra斑

ATCG

UAGC』

「।」b链

甲乙丙

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

■网络构建

核酸・基本单位：核糖核甘酸

结构：一般是单链

•种类：3种

主要模板：原料：产物:

场所：DNA分子4种核糖mRNA

细胞核的一条链核昔酸RNA'tRNA

rRNA

第2课时遗传信息的翻译、中心法则

［学习目标］L概述遗传信息翻译的过程。2.概述中心法则的内容和实质。

一、遗传信息的翻译

教材梳理

1.翻译的概念：游离在__________中的各种氨基酸，以为模板合成具有一定氨

基酸顺序的蛋白质，这一过程叫作翻译。

‘场所：细胞质的上

模板：_________

原料：21种

能量：ATP

搬运工具：tRNA

.产物：具有一■定氨基酸顺序的蛋白质

2.碱基与氨基酸之间的对应关系

⑴推测

①如1个碱基决定1个氨基酸，则4种碱基只能决定种氨基酸。

②如2个碱基决定1个氨基酸，则4种碱基只能决定种氨基酸。

③如3个碱基决定1个氨基酸，则4种碱基能决定一种氨基酸，这种方式能够满足组成蛋

白质的21种氨基酸的需要。

(2)密码子

①概念：mRNA上决定1个氨基酸的o

②密码子表

a.密码子种类：种。

b.起始密码子：2种，包括AUG和,其中后者只在原核生物中作为起始密码子时编

码甲硫氨酸，其他情况下编码O

c.终止密码子：共3种，包括UAA、和UGA；不编码氨基酸，是翻译的信号,

但在特殊情况下UGA可以编码。

3.tRNA的结构和功能特点

⑴结构和功能

结合—

的部位

=乙碱基配对

(通过—键相连)

名称：___________;

作用：与mRNA上的互补配对

(2)功能特点：每种tRNA只能识别并转运氨基酸。

4.翻译过程

mRNA进入细胞质.

携带______的tRNA

进入位点1

1a

氨基酸由对应tRNA运输:411alxUltH3

继续肽链的合成.直到

核糖体遇到mRNA的_

,合成才终止

【判断正误】

(l)tRNA由3个碱基构成()

(2)mRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质()

(3)每种氨基酸仅由一种tRNA转运()

核心探讨

任务一：分析密码子的特点

1.从密码子表可以看出，一种氨基酸可能有几个密码子，这一现象称作密码子的简并。你认

为密码子的简并对生物体的生存发展有什么意义？

2.地球上几乎所有的生物体都共用同一密码子表。根据这一事实，你能想到什么？

任务二：翻译的过程

1.如图是翻译过程的示意图，请据图分析回答下列问题:

甲

乙

(1)判断图甲中核糖体沿着mRNA移动的方向，并根据教材中的密码子表，写出图甲中翻译

出的氨基酸序列。

(2)图乙中①⑥分别是什么分子或结构？核糖体移动的方向是怎样的？

(3)最终合成的多肽链②③④⑤的氨基酸序列相同吗？为什么？

(4)图乙所示的翻译特点，其意义是什么？

2.请据图概括真核细胞和原核细胞转录、翻译的区别。

细胞核

细胞质基基普7核孔与4

K5

总CGAAC'A

叫史再G/

核‘孤'广信使RNA

真核生物转录、翻译示意图

核

糖

体

」

归纳

「核心

比较

翻译的

转录与

制、

A复

DN

1.

翻译

转录

复制

项目

个过程

育的整

个体发

期

的间

分裂前

时间

质

细胞

细胞核

主要是

细胞核

主要是

场所

条链

的一

DNA

模板

A

mRN

条链

的两

DNA

原料

甘酸

脱氧核

游离的

4种

酸

氨基

21种

甘酸

核糖核

游离的

4种

肽链

产物

RNA

DNA

碱基

、

—G

A、C

、T—

A—T

、

—G

A、C

、U—

—U

、A

—G

A、C

、T—

A—U

配对

G—C

G—C

G—C

算

达的计

基因表

2.

系图

⑴关

蛋白质

A

mRN

)

(基因

DNA

T

CG

酸数目

氨基

数目

碱基

目

碱基数

1

:

3

:

6

于

数要大

的碱基

所含有

NA)上

基因(D

实际上