資源簡介

第1節　基因指導蛋白質的合成
【學習目標】
1.對比分析、歸納DNA與RNA的主要區別;構建遺傳信息通過轉錄和翻譯的傳遞過程模型,從存在位置、作用等方面探討密碼子、反密碼子和遺傳信息之間的關系,達成結構與功能觀、模型構建等素養的提升。(生命觀念、科學探究)
2.基于地球上幾乎所有的生物都共用一套遺傳密碼的事實,闡明生物界的統一性,認同當今生物可能有著共同的起源。(生命觀念)
3.通過分析、歸納中心法則的提出與修正過程,概括中心法則的內容,認同生命活動不僅需要物質和能量,也需要信息,生命是物質、能量和信息的統一體,認同科學是不斷發展的。(生命觀念、科學思維)
第1課時　RNA的結構和功能、遺傳信息的轉錄
【自主預習】
一、RNA的結構和功能
1.RNA的基本單位及組成
2.RNA的種類及其作用
二、遺傳信息的轉錄
1.概念:在　細胞核　中,通過RNA聚合酶以　DNA的一條鏈　為模板合成RNA的過程叫作轉錄。
2.過程
【合作探究】
任務1　探討RNA適于作為DNA信使的條件
活動1　下圖為不同類型的RNA,思考并回答下列問題
1.圖中的三種RNA結構完全相同嗎
　　提示　不完全相同,三種RNA都是由核糖核苷酸連接形成的結構,但mRNA和rRNA是單鏈RNA,而tRNA是三葉草形,有局部的雙鏈結構。
2.比較DNA和RNA的結構,填入下表。
名稱 DNA RNA
組成元素 C、H、O、N、P C、H、O、N、P
基本單位 ①　　　　 　　　 ②　　　　 　　　
(續表)
名稱 DNA RNA
五碳糖 ③　　　　 　　　 ④　　　　 　　　
特有含氮堿基 ⑤　　　　 　　　 ⑥　　　　 　　　
空間結構 ⑦　　　　　　　 ⑧　　　　　　　　
在真核細胞中的分布 ⑨　　　　 　　 ⑩　　　　　　　　
　　提示　①脫氧核苷酸?、诤颂呛塑账帷、勖撗鹾颂恰、芎颂恰、軹　⑥U?、咭话銥橐巹t的雙螺旋結構?、喽喑蕟捂溄Y構　⑨主要在細胞核中,少量在線粒體、葉綠體中?、庵饕诩毎|中
3.從結構上分析,RNA適合作為DNA信使的原因是什么
　　提示?、賀NA的基本組成單位是核糖核苷酸,含有4種堿基,可以傳遞遺傳信息。②RNA一般是單鏈,比DNA短,能通過核孔,從細胞核進入細胞質。③組成RNA的堿基也嚴格遵循堿基互補配對原則。
例1　下列有關DNA和RNA的敘述,錯誤的是(　　)。
A.二者的化學組成中相同的有磷酸以及堿基A、C、G
B.二者都可以攜帶遺傳信息,都可作為遺傳物質
C.二者都含有C、H、O、N、P五種元素
D.DNA中含有氫鍵,而RNA中沒有氫鍵
　　【答案】　D
【解析】　DNA的基本組成單位是脫氧核苷酸,其由一分子磷酸、一分子脫氧核糖和一分子含氮的堿基(A、T、C、G)組成,RNA的基本組成單位是核糖核苷酸,其由一分子磷酸、一分子核糖和一分子含氮的堿基(A、U、C、G)組成,A正確;DNA和RNA都可以攜帶遺傳信息,絕大多數生物的遺傳物質是DNA,少數病毒的遺傳物質是RNA,B正確;DNA和RNA中都含有C、H、O、N、P五種元素,C正確;DNA分子中,兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對,tRNA的RNA鏈經過折疊,看上去像三葉草的葉形,其中存在堿基配對現象,含有氫鍵,D錯誤。
【技巧歸納】　　DNA與RNA的快速判定
對點練1　下列關于DNA和RNA的敘述,不合理的是(　　)。
A.DNA雙鏈中腺嘌呤一定與胸腺嘧啶配對
B.RNA中相鄰兩個堿基通過磷酸—核糖—磷酸相連接
C.DNA中磷酸和脫氧核糖交替排列在外側構成基本骨架
D.tRNA局部雙鏈中腺嘌呤一定與尿嘧啶配對
　　【答案】　B
【解析】　雙鏈DNA分子中堿基按照互補配對的原則進行配對,A(腺嘌呤)與T(胸腺嘧啶)配對,G(鳥嘌呤)與C(胞嘧啶)配對,A合理;RNA中相鄰兩個堿基通過核糖—磷酸—核糖進行連接,B不合理;DNA中磷酸和脫氧核糖交替連接,排列在外側,構成基本骨架,C合理;tRNA局部雙鏈中腺嘌呤與尿嘧啶配對形成氫鍵,D合理。
任務2　概述遺傳信息的轉錄過程
活動2　閱讀課本圖4-4及相關內容,下圖表示某真核生物細胞內DNA的轉錄過程,請據圖分析并回答下列問題
1.RNA合成的場所、模板、原料和酶分別是什么
　　提示　RNA合成的場所主要是在細胞核中,模板是DNA的一條鏈,原料是4種游離的核糖核苷酸,所需要的酶是RNA聚合酶。
2.RNA合成的起始是如何決定的
　　提示　RNA聚合酶與編碼蛋白質的一段DNA結合,使DNA雙鏈解開,雙鏈的堿基暴露。
3.轉錄與DNA復制有什么共同之處 這對保證遺傳信息的準確轉錄有什么意義
　　提示　轉錄和復制都需要模板,都遵循堿基互補配對原則等。其中堿基互補配對原則能夠保證遺傳信息傳遞的準確性。
4.圖中DNA的轉錄方向是向左還是向右 a、b和c的名稱分別是什么 此過程中的堿基配對方式是怎樣的
　　提示　向左。RNA聚合酶、胞嘧啶脫氧核苷酸和胞嘧啶核糖核苷酸。A—U、T—A、C—G、G—C。
5.觀察圖中轉錄形成的RNA的堿基序列,與DNA兩條單鏈的堿基序列各有哪些異同
　　提示　轉錄時,游離的核糖核苷酸與DNA模板鏈上的堿基互補配對。因此,轉錄形成的RNA的堿基與DNA模板鏈的堿基是互補配對的關系。該RNA的堿基序列與DNA另一條鏈(非模板鏈)的堿基序列的區別是RNA鏈上的堿基U,對應在非模板鏈上的堿基是T。
6.轉錄過程中的模板鏈與mRNA鏈暫時以氫鍵結合,最終這兩條核苷酸鏈的去向如何
　　提示　mRNA鏈釋放出去,而后模板鏈又與DNA的另一條脫氧核苷酸鏈恢復成雙鏈。
7.轉錄的場所一定是細胞核嗎
　　提示　不一定,含有DNA的部位(線粒體、葉綠體、擬核等)均可發生轉錄。
例2　下列有關真核生物轉錄過程的敘述,正確的是(　　)。
A.轉錄的場所只有細胞核
B.DNA雙鏈解開需要RNA聚合酶
C.a為DNA,b為RNA,c為RNA聚合酶,轉錄方向為從3'-端到5'-端,即從左到右
D.游離的脫氧核糖核苷酸在RNA聚合酶的作用下合成RNA
　　【答案】　B
　　【解析】　真核生物轉錄的主要場所是細胞核,轉錄也可發生在線粒體和葉綠體中,A錯誤;轉錄方向為從5'-端到3'-端,即從右到左,C錯誤;游離的核糖核苷酸在RNA聚合酶的作用下合成RNA,D錯誤。
對點練2　(不定項)以下關于真核生物轉錄的敘述,正確的是(　　)。
A.主要在細胞核中進行
B.需要的酶是 RNA 聚合酶
C.以 DNA 的兩條鏈為模板
D.需要的原料是核糖核苷酸
　　【答案】　ABD
【解析】　轉錄是以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過程,該過程主要發生在細胞核中,也可發生在線粒體和葉綠體中,A正確,C錯誤;轉錄過程需要RNA聚合酶的催化,B正確;轉錄的產物是RNA,所需原料是核糖核苷酸,D正確。
【隨堂檢測】
課堂小結 課堂小測
判斷正誤。 (1)遺傳信息轉錄的產物只有mRNA。 (×) (2)RNA是核糖體的組成成分,原核細胞中可由核仁參與合成。 (×) (3)RNA為單鏈結構,RNA中不存在堿基互補配對現象。 (×) (4)細菌的一個基因轉錄時兩條DNA鏈可同時作為模板,提高轉錄效率。 (×) (5)DNA復制和轉錄時,其模板都是DNA的一整條鏈。 (×)
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