4.1.1RNA的結(jié)構(gòu)和功能及遺傳信息的轉(zhuǎn)錄課件-高一下學(xué)期生物人教版必修2

第一課時(shí)RNA的結(jié)構(gòu)和功能及遺傳信息的轉(zhuǎn)錄第4章基因的表達(dá)人教版高中生物選擇性必修2第4章第1節(jié)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成

學(xué)習(xí)目標(biāo)1.辨析三種RNA的結(jié)構(gòu)和功能（重點(diǎn)）。2.構(gòu)建轉(zhuǎn)錄過程的模型，分析轉(zhuǎn)錄的場所、原料、模板及特點(diǎn)（難點(diǎn)）。

情境視頻抗蟲棉

辨析三種RNA的結(jié)構(gòu)和功能一

遺傳信息的轉(zhuǎn)錄二目錄核糖體蛋白質(zhì)？DNA和核糖體兩者在空間上是隔開的，那么DNA的遺傳信息怎么傳遞到細(xì)胞質(zhì)？合成一

辨析三種RNA的結(jié)構(gòu)和功能一

信使物質(zhì)是RNA的實(shí)驗(yàn)證據(jù)

科學(xué)家用洋蔥根尖和變形蟲進(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)1RNA的功能任務(wù)一（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)1可以得出什么結(jié)論？蛋白質(zhì)的合成依賴于RNA。RNA酶蛋白質(zhì)的合成停止RNA提取物蛋白質(zhì)的合成恢復(fù)

科學(xué)家經(jīng)過實(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。實(shí)驗(yàn)2（2）實(shí)驗(yàn)2為什么選擇14C的尿嘧啶作為標(biāo)記物？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鳥嘌呤C胞嘧啶U尿嘧啶RNA的功能任務(wù)一

科學(xué)家經(jīng)過實(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。實(shí)驗(yàn)2RNA的功能任務(wù)一（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，說明什么問題？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，嘗試寫出DNA控制蛋白質(zhì)合成的過程？RNA蛋白質(zhì)DNA為什么RNA適于作為DNA的信使？RNA的功能任務(wù)一元素組成：基本單位：（4種）核糖核苷酸C、H、O、N、PRNA（核糖核酸）聚合腺嘌呤核糖核苷酸（A）鳥嘌呤核糖核苷酸（G）胞嘧啶核糖核苷酸（C）尿嘧啶核糖核苷酸（U）OOOO脫氧核糖核糖一

辨析三種RNA的結(jié)構(gòu)和功能一RNA的結(jié)構(gòu)123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_______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)TU一

辨析三種RNA的結(jié)構(gòu)和功能一RNA與DNA比較作為某些病毒的遺傳物質(zhì)某些RNA具有催化作用（酶）信使RNA(mRNA)轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(tRNA)

核糖體RNA(rRNA)

是翻譯蛋白質(zhì)的模板，只有mRNA攜帶有遺傳信息。運(yùn)輸特定氨基酸核糖體的組成成分氨基酸氫鍵一

辨析三種RNA的結(jié)構(gòu)和功能一

RNA的種類和功能RNA的功能任務(wù)一①它的分子結(jié)構(gòu)與DNA很相似，是由基本單位——核糖核苷酸連接而成，也能儲(chǔ)存遺傳信息。②RNA一般是單鏈，而且比DNA短，因此能夠通過核孔轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中。③RNA與DNA的關(guān)系中，也遵循“堿基互補(bǔ)配對原則”；因此以mRNA為媒介可將遺傳信息傳遞到細(xì)胞質(zhì)中。2.為什么RNA適于作DNA的信使？DNARNA(1)核糖核酸是組成RNA的基本單位，一共有4種(

)(2)RNA一般是單鏈，所以RNA都不含有氫鍵(

)(3)RNA主要分布在細(xì)胞質(zhì)中(

)××√判斷正誤跟蹤訓(xùn)練1．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)√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。跟蹤訓(xùn)練2.如圖為核苷酸的模式圖，下列相關(guān)說法正確的是()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√跟蹤訓(xùn)練分析題圖可知，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。

辨析三種RNA的結(jié)構(gòu)和功能一

遺傳信息的轉(zhuǎn)錄二目錄真核生物：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RNA聚合酶以DNA的一條鏈為模板合成的RNA的過程。

遺傳信息的轉(zhuǎn)錄二1概念：2場所：3過程：

遺傳信息的轉(zhuǎn)錄二解旋：在ATP的驅(qū)動(dòng)下，RNA聚合酶將DNA雙螺旋的兩條鏈解開。該過程不需要解旋酶，RNA聚合酶有解旋作用；第一步：RNA聚合酶AAACGCAGGTTTGCGTCC（作用于氫鍵，使DNA雙螺旋解開）

遺傳信息的轉(zhuǎn)錄二RNA聚合酶游離的核糖核苷酸RNA聚合酶作用下,游離的核糖核苷酸與DNA模板鏈上堿基互補(bǔ)配對新結(jié)合的核糖核苷酸連接到正在合成的mRNA分子上UAAAUUCGCAGCGUGCGCTTTGCGTCC3’5’5’3’5’3’（RNA聚合酶催化形成磷酸二酯鍵）

遺傳信息的轉(zhuǎn)錄二第二步：第三步：合成的mRNA從DNA鏈上釋放，而后DNA雙螺旋恢復(fù)。核糖體蛋白質(zhì)合成

遺傳信息的轉(zhuǎn)錄二第四步：01解旋02配對03連接04釋放3過程：

遺傳信息的轉(zhuǎn)錄二如圖表示某真核生物細(xì)胞內(nèi)DNA的轉(zhuǎn)錄過程，請據(jù)圖分析回答下列問題。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1．遺傳信息的轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄的過程和轉(zhuǎn)錄與DNA復(fù)制的比較任務(wù)二如圖表示某真核生物細(xì)胞內(nèi)DNA的轉(zhuǎn)錄過程，請據(jù)圖分析回答下列問題。（2）方向1．遺傳信息的轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄的過程和轉(zhuǎn)錄與DNA復(fù)制的比較任務(wù)二①圖中遺傳信息的轉(zhuǎn)錄方向?②RNA鏈延伸的方向是_____________________。由5’端到3’端

5’3’轉(zhuǎn)錄的過程和轉(zhuǎn)錄與DNA復(fù)制的比較任務(wù)二

5’3’（3）RNA聚合酶的作用（4）此過程中的堿基配對方式為：①作用于氫鍵，使DNA雙螺旋解開。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、胞嘧啶核糖核苷酸轉(zhuǎn)錄的過程和轉(zhuǎn)錄與DNA復(fù)制的比較任務(wù)二2．真核細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄及與DNA復(fù)制的比較（1）轉(zhuǎn)錄與DNA復(fù)制有什么共同之處？這對保證遺傳信息的準(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)配對原則，這保證了遺傳信息的準(zhǔn)確轉(zhuǎn)錄。RNA轉(zhuǎn)錄DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄的過程和轉(zhuǎn)錄與DNA復(fù)制的比較任務(wù)二（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聚合酶轉(zhuǎn)錄的過程和轉(zhuǎn)錄與DNA復(fù)制的比較任務(wù)二（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。轉(zhuǎn)錄的過程和轉(zhuǎn)錄與DNA復(fù)制的比較任務(wù)二（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-5’①寫出該片段轉(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，對應(yīng)在非模板鏈上的是堿基T。核心歸納DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的比較項(xiàng)目DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄時(shí)間細(xì)胞分裂前的間期生長發(fā)育過程場所主要在細(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)備跟蹤訓(xùn)練3.如圖為真核細(xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)錄過程示意圖，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)合后開始轉(zhuǎn)錄√跟蹤訓(xùn)練①為DNA上的模板鏈，RNA聚合酶只能在3′－端進(jìn)行鏈的延伸，故②鏈的右側(cè)為3′－端，左側(cè)為5′－端，A錯(cuò)誤；②中含有U，表示多聚核糖核苷酸鏈，B錯(cuò)誤；圖中甲處圓圈內(nèi)為腺嘌呤脫氧核苷酸，乙處為腺嘌呤核糖核苷酸，C錯(cuò)誤。跟蹤訓(xùn)練√4.植物根尖細(xì)胞發(fā)生的某生理過程如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是(

)A．酶X是