2017-2018学年高中生物第3章遗传信息的复制与表达第9课时遗传信息的表达(Ⅰ)教学案

1、第 9 课时遗传信息的表达（I）目标导读1阅读教材 P36内容，概述基因表达的含义并说出RNA 的作用。2.结合教材图 34，理解转录的过程及特点。3.分析教材图 3-5，了解转录后加工的过程。重难点击转录的过程及特点。一 DNA 的信使RNA1 基因表达的含义阅读教材 P36内容，结合材料，归纳基因表达的含义。材料 DNA 分子蕴藏了大量的遗传信息，DNA 分子上碱基排列顺序的不同，决定了基因功能的 差异，进而影响了蛋白质的结构和功能。上述材料说明基因决定了蛋白质的生物合成，生物体的性状由蛋白质的生物活性体现出来，遗传学上把这一过程称为遗传信息的表达或基因表达。2 DNA 的信使RNA（1）

2、根据所学知识完成 DNA 和 RNA 化学组成及空间结构的比较比较项目DNARNA化学 组成基本组成单位脱氧核糖核苷酸核糖核苷酸碱基A G C、TA G C、_U五碳糖脱氧核糖核糖无机酸磷酸磷酸空间结构规则的双螺旋结构通常呈单链结构1构成人体内核酸（DNA 和 RNA 都有）的碱基共有 5 种，核苷酸共有 8 种，病毒体内（只有 DNA 或RNA 的碱基共有 4 种，核苷酸共有 4 种。22DNA 中的脱氧核糖核苷酸的排列顺序贮存了大量的遗传信息，RNA 中是否也贮存遗传信息？答案 凡是具有细胞结构的生物，其遗传信息贮存在DNA 分子中，RNA 没有贮存遗传信息的功能。HIV、SARS 等部分

3、病毒体内不含 DNA 其遗传信息贮存在 RNA 中。(2)阅读教材，结合材料，归纳信使RNA 的知识。1HRN 氏逋过核人细咆阴mRNA图示表明，贮存在 DNA 分子上的遗传信息，可以像磁带转录那样转录到RNA 分子上。这时的RNA 起到了一个接受遗传信息和传递遗传信息的作用,称为信使 RNA(mRNA)在细胞核内转录好的 mRNA 从核孔中游离出来，到达细胞质的核糖体上，参与蛋白质的合成。通过上面的学习思考：为什么RNA 适于作 DNA 的信使呢？答案 RNA 中的核糖核苷酸具有多种多样的排列顺序，可以携带遗传信息。RNA 与 DNA 一样，也遵循碱基互补配对原则。 RNA 一般为单链，比

4、DNA 短，能通过核孔从细胞核转移到细胞质中。【归纳提炼】DNA 与 RNA 的判定方法(1)根据五碳糖判断DMARNA(2)根据碱基判断DNARNA3【活学活用】1 .经测定，甲、乙、丙 3 种生物的核酸中碱基之比如下表， 这 3 种生物的核酸分别为： _AGCTU甲60406040、乙30202030丙41234428问题导析(1)甲乙中含有碱基 T,因此为 DNA 在甲中 A 与 T 不相等，G 与 C 不相等，因此 甲只能为单链DNA丙中含有碱基 U,因此为RNA答案 单链 DNA 双链 DNA RNA解析 根据碱基种类判断，甲、乙是DNA 丙是 RNA 再根据碱基比例判定甲是单链DN

5、A 乙是双链 DNA二遗传信息的转录阅读教材 P37内容，根据下图，试分析遗传信息的转录过程。合風1.概念：遗传学上把由 DNA 合成 RNA 的过程称为遗传信息的转录。2 场所：主要在细胞核中，在线粒体、叶绿体中也能发生。3 .条件(1) 模板：DNA 的一条链。(2) 酶：RNA 聚合酶，催化核糖核苷酸聚合为RNA(3) 原料：游离的核糖核苷酸。能量：ATP产物：RNA4 .过程(1) 解旋：RNA 聚合酶结合在 DNA 模板区域的上游，即启动子部位，随着RNA 聚合酶的移动，该部位的 DNA 双螺旋解开成为单链。4(2) 合成：以一条 DNA 链为模板，按照碱基互补配对原则，利用细胞核内

6、游离的核糖核苷酸，在 RNA 聚合酶的作用下合成一条 RNA 链。作为模板的 DNA 链被称为非编码链；与模板链互补的 DNA 链被称为编码链。(3)释放： 合成的RNA链逐渐被甩出,解旋的两条 DNA 单链很快又结合在一起，恢复为原来的双螺旋结构。小贴士 1 启动子位于 DNA 片段基因的上游，其中的碱基序列虽然不编码蛋白质，但是对于遗传信息的表达具有调控作用。如果RNA 聚合酶无法与启动子结合，则转录不能进行。，2 转录不是以 DNA 的一整条链为模板进行的，实际上转录是以基因为单位进行的，准确地说是以 DNA 中的某一片段为单位进行转录的。同一DNA 分子上的不同基因转录时的模板链可能不

7、同。5【归纳提炼】DNA 复制和转录的比较复制转录时间细胞分裂间期生长发育过程中场所主要在细胞核，少部分在线粒体和叶绿体原料四种脱氧核糖核苷酸四种核糖核苷酸模板DNA 的两条链DNA 中的一条链条件解旋酶、DNA 聚合酶和 ATPRNA 聚合酶和 ATP模板分别进入两个子代 DNA 分恢复原样，DNA 分子重新形成双螺去向子中旋结构特点边解旋边复制，半保留复制边解旋边转录，DNA 双链全保留产物两个双链 DNA 分子一条单链 RNA意义复制遗传信息，使遗传信息从亲代传给子代传递遗传信息，为翻译作准备【活学活用】2 如图表示转录的过程，则此段中含有多少种核苷酸（）DNAA ! ! !；RNA-G

8、A6一6一A.5 B 6 C 8 D 4问题导析（1）DNA 链中含有 4 种脱氧核糖核苷酸，RNA 中含有 4 种核糖核苷酸。（2）DNA 中的 A、G C 与 RNA 中的AG C 表示的核苷酸是不同（相同、不同）的。答案 B解析 DNA 和 RNA 中所含有的核苷酸种类不同。由图可知 DNA 链上含有 3 种脱氧核糖核苷酸，RNA 链上含有 3 种核糖核苷酸，故此段图示中共含有6 种核苷酸。三转录的终止及转录后加工1 .转录的终止转录终止序列的类型：（1）依赖于蛋白质的终止序列：主要是利用蛋白质的水解释放的能量，把新生的 RNA 链释放出来。不依赖于蛋白质的终止序列：是由合成的 RNA

9、链的结构决定的，这段 RNA 序列富含 GC,且可以形成发夹结构。在发夹结构的下游，新生的RNA 链末端有一连串的 U 此处转录的模6板与 RNA 之间形成很多 A U 碱基对，由于 A- U 之间的氢键是最不稳定的，因此RNA 链被释7放出来。2 .转录后 RNA 的加工内舍子mRNA帥体 m RNA 切除内含了啲过程(1) 有关概念1外显子：是指 DNA 分子中编码氨基酸的序列。2内含子：是指 DNA 分子中不编码氨基酸的序列。3新合成的 RNA 分子中既有内含子又有外显子。通常这样的RNA 称为前体信使 RNA 它的序列与作为模板的 DNA 序列完全互补。(2) 加工过程前体信使 RNA

10、 的内含子在 RNA 自身的催化作用下被切除掉, 外显子连接在一起,形成信使 RNA 小贴士 1前体信使 RNA 的长度大于 mRNA 因为在形成 mRNA 寸内含子部分被切除。2 只有外显子部分的碱基序列才能编码蛋白质。3 如果用加工后的 mRNA 与转录的模板链杂交，会形成一些没有配对的环状结构，这些就是 转录模板中的内含子部分。4 只有真核细胞的 DNA 具有外显子和内含子，原核细胞DNA 中无外显子和内含子之分。【归纳提纳】转录产物 RNA 的类型及比较项目信使 RNA(mRNA)转运 RNA(tRNA)核糖体 RNA(rRNA)图像特点带有从 DNA 链上转录下来的遗传信息一端能与氨

11、基酸结合， 另一 端有三个碱基，与信使 RNA 的碱基互补配对由核仁组织区的 DNA 转录而成，是核糖体的组成物质功能携带着特疋碱基序列的信息，在蛋白质合成中起着模板作用转运特定的氨基酸，识别信 使RNA 上的遗传密码，在蛋 白质合成中作为转运氨基与核糖体蛋白质结合在一起，形成核糖体8酸的载体结构单链结构类似于三叶草的叶形单链结构【活学活用】3.信使 RNA 中核糖核苷酸的排列顺序是由下列哪项决定的（）A. 转运 RNA 中核糖核苷酸的排列顺序B. 蛋白质分子中氨基酸的排列顺序C. 核糖体 RNA 中核糖核苷酸的排列顺序D. DNA 分子中脱氧核糖核苷酸的排列顺序答案 D解析信使 RNA 中核

12、糖核苷酸的排列顺序是由 DNA 分子中脱氧核糖核苷酸的排列顺序决定的。当堂检测1.由 DNA 分子蕴藏的信息所支配合成的RNA 在完全水解后，得到的化学物质是（）A.氨基酸、葡萄糖、碱基B.氨基酸、核苷酸、葡萄糖C.核糖、碱基、磷酸D.脱氧核糖、碱基、磷酸答案 C解析 DNA 的基本结构单位脱氧核糖核苷酸是由脱氧核糖、磷酸和含氮碱基组成的，RNA 的基本结构单位核糖核苷酸是由核糖、磷酸和含氮碱基组成的，它们是核酸水解后形成的最小分 子。2 .下列哪项是 DNA 复制和遗传信息的转录过程中完全相同的地方（）A.解旋B.碱基配对的原则C.模板链D.核苷酸答案 A解析 DNA 的复制和转录过程中都有

13、解旋现象。3 .下列有关 DNA 和 RNA 的叙述中，正确的是（）A.DNA 和 RNA 是同一物质在不同时期的两种形态B.DNA 和 RNA 的基本组成单位是一样的C. AGCTG 既可能是 DNA 的碱基序列，也可能是 RNA 的碱基序列D. mRNAb 的碱基序列取决于 DNA 的碱基序列mRNA -rRNARNAIRNA条件：樓扳原料.册、能丘fRNA 聚舍酶与启动住吉合亠随空選 仃酶林动DN 丸戒嫁旋结构解开U DMA 的一条讎対模板.以核糖核齐醴 肯原轲含成 RNA一进行加工,合成出1能当做關律模柢前 RNAL特盘：边斛施边转录9答案 D解析 DNA 和 RNA 是不同的物质，两

14、者的基本组成单位不同，分别是脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸，DNA 特有的碱基是 T（胸腺嘧啶），RNA 中不含 T。mRNA!以 DNA 为模板转录来的，mRNA 上的碱基序列取决于 DNA 的碱基序列。4.有3 个核酸分子，经分析有 5 种碱基，8 种核苷酸，4 条多核苷酸长链，它的组成是（）A.1 个 RNA,2 个 DNAB. 3 个 DNAC. 1 个 DNA,2 个 RNAD. 3 个 RNA答案 C解析 因为 DNA 和 RNA 共含有 5 种碱基，8 种核苷酸，且 1 个 DNA 分子含有 2 条多核苷酸链，而 1 个 RNA 分子只含 1 条多核苷酸链，满足条件的只有C 项。5.

15、 如图为真核细胞基因表达的第一阶段，请回答问题。（1）_该阶段叫做 _ 。可以在细胞的中发生和完成。（2）_图中 2 和 5 的核苷酸的名称分别是和_ 。若在 a 链上形成 e 链时，a 链的碱基比例为 A：T： G：C= 1 : 2 : 3 : 4,则 e 链中碱基的比 例是_ 。答案（1）转录细胞核、线粒体、叶绿体（2）尿嘧啶核糖核苷酸胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸A:U：G：C=2:1:4：3解析 由图示可看出组成 DNA 分子的两条链局部解开螺旋，并以其中一条链为模板，合成另一条链，此过程为转录过程，e 链为新合成的 mRNA 该过程发生在真核细胞的细胞核、线粒体和叶绿体中。转录过程中A 与

16、U 配对，T 与 A 配对，G 与 C C 与 G 配对。课时作业【基础过关】知识点一 DNA 的信使一一 RNA101.关于 RNA 和 DNA 的区别，下列说法错误的是（）A.DNA 是规则的双螺旋结构，而 RNA 是单链B.DNA 中的五碳糖是核糖，RNA 中的五碳糖是脱氧核糖11C. DNA 特有的碱基是 T,而 RNA 特有的碱基是 UD. DNA 中的嘧啶和嘌呤相等，但 RNA 中不一定答案 B解析 DNA 中的五碳糖是脱氧核糖，RNA 中的五碳糖是核糖。2 在人体中由AT、C 三种碱基参与构成的核苷酸共有（）A. 2 种B. 4 种C. 5 种D. 8 种答案 C解析 碱基 A

17、可形成核糖核苷酸和脱氧核糖核苷酸两种，碱基C 也可以形成两种核苷酸，T只能形成脱氧核糖核苷酸。所以 A、T、C 共可参与构成 5 种核苷酸。3 .下列关于 RNA 的叙述，错误的是（）A. 有些生物中的 RNA 具有催化功能B. 转运 RNA 上的碱基只有三个C. mRNAf tRNA 在核糖体上发生配对D. RNA 也可以作为某些生物的遗传物质答案 BRNA 中的一种，与其他种类 RNA 一样，是单链结构,tRNA 在某些部分配对并扭曲成双螺旋状，它的平面形知识点二遗传信息的转录4 下图表示真核细胞某基因的转录过程。有关叙述错误的是（）A.转录结束后和重新形成双螺旋结构B. 不一定是 mRN

18、AC. 是游离的脱氧核糖核苷酸D. 该过程中存在 T 与 A 的碱基配对方式答案 C解析 转录结束后和重新形成双螺旋结构，故 A 正确；转录的产物有 mRNA tRNA、rRNA 等，故 B正确；是形成 RNA 的原料，是游离的核糖核苷酸，故 C 错误；该过程中 DNA 中的解析 tRNA 是运载氨基酸的工具，是属于生物大分子，并非只有三个碱基,状如三叶草的叶形，其中有三个碱基与mRNAb 的密码子配对，称为反密码子。12T 可以与 RNA 中的 A 配对，故 D 正确。5 如图为细胞核中某真核细胞基因进行转录过程的部分示意图，相关叙述正确的是（）A. 图中有 5 种碱基 8 种核苷酸B. 该

19、过程需要 DNA 聚合酶催化C.若图中转录的基因含 300 个碱基对，则其指导合成的RNA 至少含 150 个核苷酸D. 图中、的化学本质相同答案 A解析转录过程是以 DNA 为模板合成 mRNA 勺过程，该过程需要 RNA 聚合酶的催化，无需 DNA 聚合酶；该图中共有 4 种脱氧核糖核苷酸和 4 种核糖核苷酸。若转录的基因中含有300 个碱基对，则 mRNA 中碱基数为 300 个。图中为脱氧核糖，为核糖。6 .甲、乙图表示真核细胞内两种物质的合成过程，下列叙述正确的是（）屮乙A. 甲、乙所示过程通过半保留方式进行，合成的产物是双链核酸分子B. 甲所示过程在细胞核内进行，乙在细胞质基质中进

20、行C. DNA 分子解旋时，甲所示过程不需要解旋酶，乙需要解旋酶D. 个细胞周期中，甲所示过程在每个起点只起始一次，乙可起始多次 答案 D解析 甲过程表示多起点的 DNA 半保留复制，合成的产物是双链DNA 分子，该过程主要发生在细胞核内，在一个细胞周期中，DNA 只复制一次；乙过程为转录，合成的产物为单链RNA分子，该过程主要发生在细胞核内，在一个细胞周期中，乙可起始多次；DNA 复制和转录均需解旋酶。7 分别标记 U 和 T 的培养基培养蚕豆根尖分生区细胞，观察其有丝分裂周期为20 小时，根据这两种碱基被细胞利用的速率，绘制成的曲线如图所示。下列对此结果的分析中，不正确的是（）13B. d

21、 点时刻，细胞中 DNA 含量达到最大值C. 处于 ac 阶段的细胞数目较多D. ce 阶段，细胞内正在进行 DNA 的复制答案 B解析 U 是构成 RNA 的碱基，大量利用 U 的时候是大量合成 RNA 的过程；T 是构成 DNA 的碱基， 大量利用 T 的时候是大量合成 DNA 的过程， 图中 ce 段利用 T,正在合成 DNA d 点合成 DNA 最多， 但不是 DNA含量最多的点。知识点三转录的终止及转录后加工8.真核生物编码蛋白质的基因经转录产生有功能的成熟的信使RNA 的过程是（）A. 转录后直接产生信使 RNAB. 将内含子转录部分剪掉，外显子转录部分拼接而成C. 将外显子转录部

22、分剪掉，内含子转录部分拼接而成D.AB、C 三种情况都有答案 B【能力提升】9 .关于基因控制蛋白质合成的过程，下列叙述正确的是（）A.个含n个碱基的 DNA 分子，转录的 mRNA 分子的碱基数是n/2 个B.细菌的一个基因转录时两条 DNA 链可同时作为模板，提高转录效率C. DNA 聚合酶和 RNA 聚合酶的结合位点分别在 DNA 和 RNA 上D. 在细胞周期中，mRNA 勺种类和含量均不断发生变化答案 D解析 A 项，一个 DNA 分子上有许多基因，这些基因不会同时转录，所以转录的mRNA 分子的碱基数小于n/2 个。B 项，转录是指以 DNA 的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，

23、合成A. b 点时刻，细胞正大量合成利川减基的速率14RNA 的过程。C 项，DNA 聚合酶和 RNA 聚合酶的结合位点都在 DNAh。D 项，在细胞周期中， 由于各个时期表达的基因不同，因此转录产生的 mRNA 勺种类和含量均不断发生变化。如分裂间期的 G 期和 G2期，mRNA 勺种类和含量有所不同，在分裂期mRNA 勺含量减少。10 某种物质可插入 DNA 分子两条链的碱基对之间，使 DNA 双链不能解开。若在细胞正常生 长的培养液中加入适量的该物质，下列相关叙述错误的是（）A.随后细胞中的DNA 复制发生障碍B.随后细胞中的RNA 转录发生障碍C. 该物质可将细胞周期阻断在分裂中期D.

24、 可推测该物质对癌细胞的增殖有抑制作用答案 C解析 某物质可插入 DNA 分子两条链的碱基对之间，使DNA 双链不能打开，说明该物质会阻碍 DNA 分子的解旋，因此会阻碍 DNA 分子的复制、转录和抑制细胞增殖，A、B、D 三项均正确；因 DNA 分子的复制发生在间期，所以该物质可将细胞周期阻断在分裂间期，C 项错误。11.在一个 DNA 分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基数目的54%其中一条链中鸟嘌22%和 28%则由该链转录的信使 RNA 中鸟嘌呤与胞嘧啶B. 22% 28%D. 23% 27%答案 A解析 由碱基互补配对原则及题干分析知，在DNA 分子中，一条链上的鸟嘌呤 G 和胸腺

25、嘧啶T 分别占该核苷酸链碱基的 22%和 28%那么，由该链转录出来的信使 RNA 中的鸟嘌呤 G 等于 该链中的胞嘧啶，即（1 54%） 22%= 24%胞嘧啶等于该链的鸟嘌呤，即22%12.下图表示在人体细胞核中进行的某一生命过程，据图分析，下列说法不正确的是A. 该过程共涉及 5 种核苷酸B. 在不同组织细胞中该过程的产物有差异C. 该过程需要 RNA 聚合酶D.该过程涉及碱基互补配对和ATP 的消耗 答案 A呤与胸腺嘧啶分别占该链碱基总数的分别占碱基总数的（）A. 24% 22%C. 26% 24%DNA15解析 图示过程是人体细胞核中发生的转录过程,录产生的 RNA 中含 4 种核糖

26、核苷酸，故该过程涉及8 种核苷酸，不同组织细胞表达的基因具DNA 单链中涉16有选择性，故转录产生的mRNA 有差异。13.已知一段 mRNA 含有 30 个碱基，其中 A 和 G 共有 12 个，转录该段mRNA 的 DNA 分子模板 链中应有 A 和 G 的个数是( )A. 12B. 24C. 18D. 30答案 C解析 根据下图可解答：A G c irmRNAj-L-1-1L-:WPTZ=IHDNAI.一,一合-模板械TCG AA G C TIII由于 DNA 模板链与 mRN 短补，所以 DNA 模板链上 A 和 G 的个数等于 mRNA 中 C 与 U 的个数。14. 如图表示真核生

27、物体内 DNA 传递遗传信息的某过程，请据图回答：1 r:rc_!_:_|J111_CA T GCA(1) 图示两种物质的组成元素有 _ 。(2) 该图所示的是遗传信息传递的 _ 过程，该过程发生的主要场所是 _物质是以 DNA 的哪一条链为模板形成的？ _ 。试写出的碱基序列(4)组成物质的基本单位是 _ ，它有_ 种。如果中 A 占 26% U 占 28% 那么，相应的 DNA 片段中，T 占_ , C 占_。答案 (1)C、HON、P (2)转录 细胞核CAUGCA核糖核苷酸 4(5)27%23%解析 在真核生物体内以 DNA 分子的一条链为模板控制合成mRNA 勺过程称为转录，主要在细

28、胞核内进行。是以为模板转录来的，若中A= 26% U= 28% A+ U= 54%则相应的 DNA分子片段中 A+ T= 54% G+ C= 46% 故 A= T= 27% G= C= 23%15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:17(1)在图中方框内用或标出转录的方向。b 与 c 在结构组成上相同的化学基团为,不同的基团为18（3）_ a 为启动上述过程必需的有机物， 其名称为 _ ，化学本质是 _。（4）_在根尖细胞中，上述过程发生在 和中，若在叶肉细胞中， 还可出现在_中。答案（1） - （2）磷酸基、碱基五碳糖（b 为脱氧核糖，c 为核糖）（3）RNA 聚合酶 蛋白质（4）细胞核线粒体叶绿体解析（1）DNA 转录时，已转录好的 RNA 片段与模板链迅速分离，从核孔进入细胞质中与核糖 体结合，开始翻译，而细胞核中继续边解旋边转录，已转录过的模板链与编码链重新恢复双螺旋，所以从图中可知 d 是已与模板链分离的 RNA 片段，因此转录方向应向左；（2）b 是 DNA上的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸，c 是 RNA 上的胞嘧啶核糖核苷酸，两者相同的成分是磷酸基、碱