【課件】RNA的結(jié)構(gòu)和功能及遺傳信息的轉(zhuǎn)錄課件2022-2023學(xué)年高一下學(xué)期生物人教版必修2

第4章基因的表達(dá)第1課時(shí)RNA的結(jié)構(gòu)和功能及遺傳信息的轉(zhuǎn)錄人教版高中生物必修21辨析三種RNA的結(jié)構(gòu)和功能(重點(diǎn))。2掌握遺傳信息轉(zhuǎn)錄的過(guò)程和特點(diǎn)(難點(diǎn))。情境導(dǎo)入轉(zhuǎn)基因棉花Bt抗蟲(chóng)蛋白基因Bt抗蟲(chóng)蛋白控制合成抗蟲(chóng)表現(xiàn)性狀

將蘇云金桿菌抗蟲(chóng)蛋白基因（Bt抗蟲(chóng)蛋白基因）轉(zhuǎn)入普通棉花，培育出的棉花植株會(huì)產(chǎn)生Bt抗蟲(chóng)蛋白?；蚩梢钥刂频鞍椎暮铣桑@個(gè)過(guò)程就是基因的表達(dá)。><目標(biāo)一辨析三種RNA的結(jié)構(gòu)和功能細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)中的核糖體信使物質(zhì)1.1信使物質(zhì)是RNA的實(shí)驗(yàn)證據(jù)基因蛋白質(zhì)的合成DNA能不能出細(xì)胞核？實(shí)驗(yàn)11955年，J.Brachet分別用洋蔥根尖和變形蟲(chóng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)；發(fā)現(xiàn)若加入RNA酶降解細(xì)胞中的RNA，則蛋白質(zhì)的合成就停止，若再加入從酵母中提取的RNA，則又可以重新合成一些蛋白質(zhì)。（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)1可以得出什么結(jié)論？蛋白質(zhì)的合成依賴(lài)于RNA。活動(dòng)1信使物質(zhì)是RNA的實(shí)驗(yàn)證據(jù)實(shí)驗(yàn)11955年，J.Brachet分別用洋蔥根尖和變形蟲(chóng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)；發(fā)現(xiàn)若加入RNA酶降解細(xì)胞中的RNA，則蛋白質(zhì)的合成就停止，若再加入從酵母中提取的RNA，則又可以重新合成一些蛋白質(zhì)。（2）實(shí)驗(yàn)2為什么選擇14C的尿嘧啶作為標(biāo)記物？活動(dòng)1信使物質(zhì)是RNA的實(shí)驗(yàn)證據(jù)尿嘧啶是RNA特有的堿基，實(shí)驗(yàn)中選擇14C-U作為標(biāo)記物可以標(biāo)記新合成的RNA。A腺嘌呤G鳥(niǎo)嘌呤C胞嘧啶U尿嘧啶（3）實(shí)驗(yàn)2中分離出的含14C標(biāo)記的RNA，能與噬菌體的DNA分子形成雜交分子，

不能與細(xì)菌的DNA結(jié)合，說(shuō)明什么問(wèn)題？活動(dòng)1信使物質(zhì)是RNA的實(shí)驗(yàn)證據(jù)實(shí)驗(yàn)21961年，南非生物學(xué)家布倫納等科學(xué)家經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，用噬菌體侵染細(xì)菌，在培養(yǎng)基中添加含14C標(biāo)記的尿嘧啶，培養(yǎng)一段時(shí)間后，把細(xì)菌裂解離心，分離出RNA與核糖體。分離出來(lái)的RNA有14C標(biāo)記，將分離得到的RNA分別與細(xì)菌的DNA和噬菌體的DNA雜交，發(fā)現(xiàn)RNA只能與噬菌體的DNA形成雙鏈雜交分子。新合成的RNA是以噬菌體的DNA為模板合成的。~~~~~~~~~RNA噬菌體的DNA雜交分子（4）綜合實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2，嘗試寫(xiě)出DNA控制蛋白質(zhì)合成的過(guò)程？RNA蛋白質(zhì)DNA活動(dòng)1信使物質(zhì)是RNA的實(shí)驗(yàn)證據(jù)實(shí)驗(yàn)1：1955年，J.Brachet分別用洋蔥根尖和變形蟲(chóng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)；發(fā)現(xiàn)若加入RNA酶降解細(xì)胞中的RNA，則蛋白質(zhì)的合成就停止，若再加入從酵母中提取的RNA，則又可以重新合成一些蛋白質(zhì)。實(shí)驗(yàn)2：1961年，南非生物學(xué)家布倫納等科學(xué)家經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，用噬菌體侵染細(xì)菌，在培養(yǎng)基中添加含14C標(biāo)記的尿嘧啶，培養(yǎng)一段時(shí)間后，把細(xì)菌裂解離心，分離出RNA與核糖體。分離出來(lái)的RNA有14C標(biāo)記，將分離得到的RNA分別與細(xì)菌的DNA和噬菌體的DNA雜交，發(fā)現(xiàn)RNA只能與噬菌體的DNA形成雙鏈雜交分子。為什么RNA適于作DNA的信使？1.2RNA的結(jié)構(gòu)核糖堿基磷酸A元素組成：1基本單位：（4種）核糖核苷酸2C、H、O、N、PRNA（核糖核酸）3聚合UCG比較項(xiàng)目DNARNA分布主要是________主要是__________基本單位化學(xué)組成磷酸一分子磷酸一分子磷酸五碳糖堿基A、_____、G、CA、_____、G、C結(jié)構(gòu)一般為_(kāi)______1.3RNA與DNA比較脫氧核苷酸核糖核苷酸脫氧核糖核糖雙螺旋結(jié)構(gòu)單鏈細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)TU1.4RNA的種類(lèi)和功能種類(lèi)功能示意圖mRNA

rRNAtRNA

作為某些病毒的遺傳物質(zhì)某些RNA具有催化作用（酶）作為DNA的信使，是蛋白質(zhì)合成的模板核糖體的組成成分轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸，識(shí)別密碼子①它的分子結(jié)構(gòu)與DNA很相似，也是由基本單位——核苷酸連接而成，也能儲(chǔ)存遺傳信息。②RNA一般是單鏈，而且比DNA短，因此能夠通過(guò)核孔轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中。2.為什么RNA適于作DNA的信使？DNARNA活動(dòng)2RNA適于作信使的原因1.(2022·江西撫州高一質(zhì)檢)下列關(guān)于RNA的結(jié)構(gòu)和功能的敘述，錯(cuò)誤的是A.所有RNA中都不含氫鍵B.RNA含有的五碳糖是核糖C.RNA能在細(xì)胞內(nèi)傳遞遺傳信息，也能攜帶氨基酸D.某些RNA能在細(xì)胞內(nèi)催化化學(xué)反應(yīng)√解析tRNA中含有氫鍵，A錯(cuò)誤；mRNA能在細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)之間傳遞遺傳信息，tRNA能將氨基酸運(yùn)輸?shù)胶颂求w上，C正確；少數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)為RNA，具有催化功能，D正確。2.如圖為核苷酸的模式圖，下列相關(guān)說(shuō)法正確的是A.DNA與RNA在核苷酸上只有②不同B.如果要構(gòu)成ATP，在①位置上加上兩個(gè)磷酸基團(tuán)即可C.③在人的遺傳物質(zhì)中只有4種D.DNA分子中每個(gè)②均只與一個(gè)①相連√解析分析題圖可知，①是磷酸基團(tuán)，②是五碳糖，③是含氮堿基。DNA與RNA在核苷酸上的不同主要有兩點(diǎn)，一是在DNA中②為脫氧核糖，在RNA中②為核糖；二是在DNA中③有A、T、C、G4種，在RNA中③有A、U、C、G4種，A錯(cuò)誤；如果要構(gòu)成ATP，要在①位置上加上兩個(gè)磷酸基團(tuán)，②應(yīng)為核糖，③應(yīng)為腺嘌呤，B錯(cuò)誤；人的遺傳物質(zhì)是DNA，在DNA中③只有4種(A、G、C、T)，C正確；DNA分子的一條脫氧核苷酸鏈中多數(shù)②與兩個(gè)①相連，D錯(cuò)誤。><目標(biāo)一遺傳信息的轉(zhuǎn)錄2.1轉(zhuǎn)錄的概念真核生物：細(xì)胞核（主要）、葉綠體和線粒體（基質(zhì)）原核生物：擬核、細(xì)胞質(zhì)通過(guò)RNA聚合酶以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過(guò)程。概念：場(chǎng)所：2.2轉(zhuǎn)錄的過(guò)程細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)中的核糖體轉(zhuǎn)錄場(chǎng)所RNA聚合酶TCGATCGATTGCAACGTACACGGTAATT解旋：在ATP的驅(qū)動(dòng)下，RNA聚合酶將DNA雙螺旋的兩條鏈解開(kāi)。第一步該過(guò)程不需要解旋酶，RNA聚合酶有解旋作用；TCGTCGTTGCCGCGGTACAAATAATTAA5’3’5’3’轉(zhuǎn)錄方向5’3’CGGGAU游離的核糖核苷酸CAACGGGCCAAAUUUUUUUTCGTCGTTGCCGCGGTACAAATAATTAA5’3’5’3’轉(zhuǎn)錄方向5’3’CGGGAUCAACGGGCCAAAUUUUUUUTCGTCGTTGCCGCGGTACAAATAATTAA5’3’5’3’轉(zhuǎn)錄方向5’3’CGGGAUCAACGGGCCAAAUUUUUUUTCGTCGTTGCCGCGGTACAAATAATTAA5’3’5’3’轉(zhuǎn)錄方向5’3’CGGGAUCAACGGGCCAAAUUUUUUUTCGTCGTTGCCGCGGTACAAATAATTAA5’3’5’3’轉(zhuǎn)錄方向5’3’CGGGAUCAACGGGCCAAAUUUUUUUTCGTCGTTGCCGCGGTACAAATAATTAA5’3’5’3’轉(zhuǎn)錄方向5’3’CGGGAUCAACGGGCCAAAUUUUUUUTCGTCGTTGCCGCGGTACAAATAATTAA5’3’5’3’轉(zhuǎn)錄方向5’3’CGGGAUCAACGGGCCAAAUUUUUUU在RNA聚合酶的作用下，游離的核糖核苷酸與DNA模板鏈上的堿基互補(bǔ)配對(duì)。模板鏈（新結(jié)合的核糖核苷酸連接到正在合成的mRNA分子上。（RNA聚合酶的催化形成磷酸二酯鍵）第二步第三步TCGTCGTTGCCGCGGTACAAATAATTAACGGGAUCAACGGGCCAAAUUUUUUUTCGTCGTTGCCGCGGTACAAATAATTAACGGGAUCAACGGGCCAAAUUUUUUU合成的mRNA從DNA鏈上釋放，而后DNA雙螺旋恢復(fù)。第四步2.2轉(zhuǎn)錄的過(guò)程01解旋02配對(duì)03連接04釋放如圖表示某真核生物細(xì)胞內(nèi)DNA的轉(zhuǎn)錄過(guò)程，請(qǐng)據(jù)圖分析回答下列問(wèn)題。①圖中遺傳信息的轉(zhuǎn)錄方向?②RNA鏈延伸的方向是_____________________。原料：4種游離的核糖核苷酸模板：DNA的一條鏈的某片段能量：由ATP提供酶：RNA聚合酶（1）轉(zhuǎn)錄的條件（2）方向由5’端到3’端

5’3’活動(dòng)3遺傳信息的轉(zhuǎn)錄（3）RNA聚合酶的作用（4）此過(guò)程中的堿基配對(duì)方式為：①作用于氫鍵，使DNA雙螺旋解開(kāi)。②催化核糖核苷酸連接到RNA鏈上（形成磷酸二酯鍵）A—U、T—A、C—G、G—C（5）轉(zhuǎn)錄的特點(diǎn)：______________________________（6）b和c的名稱(chēng)分別是：___________________________________________邊解旋邊轉(zhuǎn)錄胞嘧啶脫氧核苷酸、胞嘧啶核糖核苷酸活動(dòng)3遺傳信息的轉(zhuǎn)錄1.轉(zhuǎn)錄與DNA復(fù)制有什么共同之處？這對(duì)保證遺傳信息的準(zhǔn)確轉(zhuǎn)錄有什么意義？轉(zhuǎn)錄與DNA復(fù)制都需要模板、原料、能量、酶，都遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，這保證了遺傳信息的準(zhǔn)確轉(zhuǎn)錄?；顒?dòng)4真核細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄及與DNA復(fù)制的比較2.與DNA復(fù)制相比，轉(zhuǎn)錄所需要的原料和酶各有什么不同？原料：4種游離的脫氧核苷酸模板：DNA的兩條鏈能量：由ATP提供酶：解旋酶、DNA聚合酶DNA復(fù)制的條件回顧：RNA轉(zhuǎn)錄的條件4種游離的核糖核苷酸DNA的一條鏈的某片段

由ATP提供RNA聚合酶活動(dòng)4真核細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄及與DNA復(fù)制的比較3.轉(zhuǎn)錄時(shí)，DNA的一條鏈作為轉(zhuǎn)錄的模板鏈，可成為反意義鏈，與其互補(bǔ)的另一條鏈稱(chēng)為有意義鏈。下圖表示了一個(gè)DNA分子的片段：非模板鏈（有意義鏈）模板鏈（反意義鏈）5’-TACGCTCCGTACCC-3’3’-ATGCGAGGCATGGG-5’轉(zhuǎn)錄不是轉(zhuǎn)錄整個(gè)DNA，是轉(zhuǎn)錄其中要表達(dá)的基因。轉(zhuǎn)錄以基因?yàn)閱挝唬粋€(gè)基因只以一條鏈為模板，不同基因模板鏈不同?；顒?dòng)4真核細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄及與DNA復(fù)制的比較①寫(xiě)出該片段轉(zhuǎn)錄出的mRNA中的堿基排列順序。②轉(zhuǎn)錄出的mRNA堿基序列與DNA模板鏈的堿基序列有哪些異同？5’-UACGCUCCGUACCC-3’轉(zhuǎn)錄出的mRNA的堿基與DNA模板鏈的堿基是互補(bǔ)配對(duì)的關(guān)系。③轉(zhuǎn)錄出的mRNA堿基序列與DNA非模板鏈的堿基序列有哪些異同？

兩者的序列基本相同，區(qū)別是RNA鏈上的堿基U，對(duì)應(yīng)在非模板鏈上的堿基是T。活動(dòng)4真核細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄及與DNA復(fù)制的比較3.轉(zhuǎn)錄時(shí)，DNA的一條鏈作為轉(zhuǎn)錄的模板鏈，可成為反意義鏈，與其互補(bǔ)的另一條鏈稱(chēng)為有意義鏈。下圖表示了一個(gè)DNA分子的片段：非模板鏈（有意義鏈）模板鏈（反意義鏈）5’-TACGCTCCGTACCC-3’3’-ATGCGAGGCATGGG-5’項(xiàng)目DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄時(shí)間細(xì)胞分裂前的間期生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程場(chǎng)所主要在細(xì)胞核或擬核，少部分在線粒體、葉綠體、質(zhì)粒解旋完全解旋只解有遺傳效應(yīng)的片段(基因)模板DNA的兩條鏈均為模板DNA的一條鏈上某片段原料四種脫氧核苷酸四種核糖核苷酸酶解旋酶、DNA聚合酶等RNA聚合酶等配對(duì)方式A—T、T—A、C—G、G—CA—U、C—G、T—A、G—C特點(diǎn)半保留復(fù)制，邊解旋邊復(fù)制邊解旋邊轉(zhuǎn)錄方向新鏈從5′－端→3′－端延伸新鏈從5′－端→3′－端延伸產(chǎn)物2個(gè)子代DNA分子mRNA、tRNA、rRNA意義使遺傳信息從親代傳遞給子代，從而保持了遺傳信息的連續(xù)性遺傳信息從DNA傳遞到RNA(mRNA)上，為翻譯做準(zhǔn)備DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的比較3.如圖為真核細(xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)錄過(guò)程示意圖，①②表示兩條多聚核苷酸鏈，下列敘述正確的是A.①為DNA上的模板鏈，②鏈的左側(cè)為3′－端B.RNA聚合酶不可以催化①②之間氫鍵的斷裂C.圖中甲、乙兩處圓圈內(nèi)均代表腺嘌呤核糖核苷酸D.RNA聚合酶與DNA上啟動(dòng)部位結(jié)合后開(kāi)始轉(zhuǎn)錄√解析①為DNA上的