《创新课堂》第4章第1节 第1课时 遗传信息的转录 讲义（教师版）-高中生物学必修2（人教版）同步讲练测

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第1节　基因指导蛋白质的合成
第1课时　遗传信息的转录
[课标内容]
1．掌握DNA与RNA的关系，树立生命是物质、能量和信息的统一体的观念。　2.厘清DNA复制、转录的逻辑关系，学会科学思维。　3.思考转录在基因表达中的重要性，学会用生物学专业知识解释社会热点问题。
一、RNA的组成、分类及功能
1．基本单位：核糖核苷酸。
2．结构：一般是________且比DNA短。
3．分类 INCLUDEPICTURE "箭头C.TIF" INCLUDEPICTURE "箭头C.TIF" \* MERGEFORMAT 三种RNA都含有四种核糖核苷酸
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INCLUDEPICTURE "WX104学B.TIF" INCLUDEPICTURE "WX104学B.TIF" \* MERGEFORMAT
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二、转录
1．场所：主要在____________中。
　　　 INCLUDEPICTURE "箭头E.TIF" INCLUDEPICTURE "箭头E.TIF" \* MERGEFORMAT
线粒体、叶绿体及原核细胞中也能进行
2．过程(以转录成mRNA为例说明)
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[答案自填] ?单链　?核糖体　?模板　?氨基酸
?蛋白质　?细胞核　?核糖核苷酸　?mRNA分子
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(1)RNA主要有三种，主要分布在细胞质中。(　　)
(2)遗传信息转录的产物只有mRNA。(　　)
(3)转录以DNA的两条链为模板，以4种核糖核苷酸为原料。(　　)
(4)转录是以DNA中完整的一条链为模板合成RNA的过程。(　　)
(5)一个基因的两条链不能同时转录生成两种不同的mRNA。(　　)
(6)在细胞的生命历程中，mRNA的种类会不断发生变化。(　　)
提示：(1)√
(2)×　mRNA、tRNA和rRNA都是转录的产物。
(3)×　转录以DNA的一条链为模板。
(4)×　转录不是转录整条DNA链，而是转录DNA中的基因片段。
(5)√　(6)√
【知识框架】
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核心点一　探讨RNA适于作为DNA信使的条件[学生用书P80]
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下图为不同类型的RNA，思考并回答下列问题：
(1)图中的三种RNA结构完全相同吗？
(2)从结构上分析，RNA适合作为DNA信使的原因是什么？
(3)现有一个核酸分子，若从化学组成入手，如何判断其是DNA还是RNA
提示：(1)不完全相同，三种RNA都是由核糖核苷酸连接形成的结构，但mRNA和rRNA是单链RNA，而 tRNA 是三叶草形，有局部的双链结构。
(2)①RNA的基本组成单位是核糖核苷酸，含有4种碱基，可以传递遗传信息。②RNA一般是单链，比DNA短，能通过核孔，从细胞核进入细胞质。③组成RNA的碱基也严格遵循碱基互补配对原则。
(3)①根据五碳糖种类判断：若有核糖，一定为RNA；若有脱氧核糖，一定为DNA。②根据含氮碱基种类判断：若含U，一定为RNA；若含T，一定为DNA。③根据含氮碱基的含量判断：若嘌呤数≠嘧啶数，则肯定不是双链DNA。
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1．(教材P65图4－3改编)下列有关RNA的叙述，错误的是(　　)
A．tRNA、rRNA、mRNA都由DNA转录而来
B．同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生
C．细胞质中没有mRNA
D．rRNA可与蛋白质结合
解析：选C。转录是以DNA一条链为模板，以核糖核苷酸为原料，合成RNA的过程，能合成tRNA、rRNA和mRNA等，A正确。同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生，B正确。在真核细胞中，mRNA合成后能通过核孔，转移到细胞质中，所以细胞质中有mRNA；在原核细胞中，在拟核处合成mRNA后直接进入细胞质，C错误。rRNA与蛋白质结合形成核糖体，D正确。
2．乙肝病毒和艾滋病病毒的遗传物质分别是DNA和RNA。下列有关DNA和RNA的比较，正确的是(　　)
A．在元素组成方面，DNA和RNA的元素组成不相同
B．在化学组成方面，DNA与RNA的碱基种类完全不同
C．在结构方面，DNA多为双链结构，RNA通常为单链结构
D.在分布方面，真核细胞的DNA全部存在于细胞核中，RNA全部存在于细胞质中
解析：选C。DNA和RNA的组成元素都是C、H、O、N、P，A错误；DNA的碱基组成为A、C、G、T，而RNA的碱基组成为A、C、G、U，因此两者的碱基种类不完全相同，B错误；真核细胞的DNA主要存在于细胞核中，RNA主要存在于细胞质中，D错误。
核心点二　遗传信息的转录[学生用书P81]
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[探究1] 阅读教材P65图4－4及相关内容，回答下列问题：
(1)RNA合成的模板、原料和酶分别是什么？转录的场所一定是细胞核吗？
(2)图中DNA的转录方向是向左还是向右？a、b和c的名称分别是什么？此过程中的碱基配对方式是怎样的？
(3)观察图中转录形成的RNA的碱基序列，分析其与DNA两条单链的碱基序列的联系。
(4)转录过程中的模板链与mRNA链暂时以氢键结合，最终这两条核苷酸链的去向如何？
提示：(1)RNA合成的模板是DNA的一条链，原料是4种游离的核糖核苷酸，所需要的酶是RNA聚合酶。不一定，含有DNA的部位(线粒体、叶绿体、拟核等)均可发生转录。
(2)向左。RNA聚合酶、胞嘧啶脱氧核糖核苷酸、胞嘧啶核糖核苷酸。A—U、T—A、G—C、C—G。
(3)转录时，游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对。因此，转录形成的RNA的碱基序列与DNA模板链的碱基序列是互补配对的关系。该RNA的碱基序列与DNA另一条链(非模板链)的碱基序列的区别是RNA链上的碱基U，在非模板链上对应的碱基是T，其余碱基序列相同。
(4)mRNA链释放出去，之后模板链又与DNA的另一条链恢复成双链。
[探究2] 真核细胞的转录及与DNA复制的比较。
(1)转录和DNA复制都需要使DNA解旋作为模板，二者有何不同？
(2)与DNA复制相比，转录过程中的碱基配对方式有什么不同？
(3)转录时，DNA的一条链作为转录的模板链，称为反意义链，与其互补的另一条链称为有意义链。下图表示一个DNA的片段。
5′—TACGCTCCGTACCC—3′非模板链(有意义链)
3′—ATGCGAGGCATGGG—5′　模板链(反意义链)
写出该片段转录出的mRNA中的碱基排列顺序。
提示：(1)转录通过RNA聚合酶解旋基因片段，以DNA的一条链为模板；DNA复制通过解旋酶使DNA解旋，以DNA的两条链为模板。
(2)DNA复制时的碱基配对方式是A—T、T—A、C—G、G—C，转录时的碱基配对方式是A—U、T—A、C—G、G—C，故转录过程中的碱基配对方式有A—U，无A—T。
(3)5′—UACGCUCCGUACCC—3′。
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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 只解旋有遗传效应的片段(基因)
模板 DNA的两条链 DNA的一条链上某片段
原料 四种脱氧核苷酸 四种核糖核苷酸
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—C A—U、T—A、C—G、G—C
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′端→3′端延伸
产物 2个子代DNA分子 mRNA、tRNA、rRNA等
意义 使遗传信息从亲代传递给子代，从而保持了遗传信息的连续性 遗传信息从DNA传递到RNA(mRNA)上，为翻译作准备
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1．(教材P65图4－4改编)下图为细胞核中所完成的mRNA的形成过程示意图，有关叙述正确的是(　　)
A.图中RNA聚合酶的移动方向是从左向右
B.图中RNA与a链碱基互补
C.图示RNA—DNA杂交区域中DNA上的A与RNA上的T配对
D.DNA双螺旋解开需要解旋酶的参与，同时消耗能量
解析：选A。由题图可知，RNA聚合酶的移动方向是从左向右，A正确；RNA与a链上的碱基序列基本相同，只是用U代替T，B错误；题图RNA—DNA杂交区域中DNA上的A与RNA上的U配对，C错误；RNA聚合酶本身具有解旋功能，转录不需要解旋酶的参与，D错误。
2．(2024·河北唐山高一期末)DNA的复制和转录是遗传信息传递的两个重要生理过程。下列相关叙述正确的是(　　)
A.两个过程均只发生在细胞分裂前的间期
B.两个过程均可发生在细胞核、线粒体和叶绿体中
C.两个过程均以DNA的两条链为模板合成其产物
D.两个过程所需要的原料相同
解析：选B。转录可发生在细胞整个生命过程中，A错误；细胞核中可以进行转录和DNA的复制，线粒体和叶绿体中含有DNA，也可以发生转录和DNA的复制过程，B正确；转录是在RNA聚合酶作用下，以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，C错误；DNA复制所需要的原料是4种脱氧核苷酸，转录所需要的原料是4种核糖核苷酸，D错误。
eq \o(\s\up7( INCLUDEPICTURE "随堂效果检测LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "随堂效果检测LLL.TIF" \* MERGEFORMAT ),\s\do5([学生用书P82]))
1．下列关于DNA和RNA特点的比较，正确的是(　　)
A.在细胞内存在的主要部位相同
B.构成的五碳糖不同
C.核苷酸之间的连接方式不同
D.构成的碱基相同
解析：选B。DNA主要存在于细胞核中，RNA主要存在于细胞质中，A错误；构成DNA的五碳糖是脱氧核糖，构成RNA的五碳糖是核糖，B正确；DNA和RNA的核苷酸之间的连接方式相同，都是通过磷酸二酯键连接，C错误；构成DNA和RNA的碱基不完全相同，D错误。
2．下列关于人体细胞中mRNA、rRNA和 tRNA 的叙述，正确的是(　　)
A.mRNA在细胞核中合成，tRNA和rRNA在细胞质中合成
B.mRNA和rRNA都是单链结构，而tRNA是双链结构
C.三种RNA中有两种参与蛋白质的合成过程
D.mRNA可携带遗传信息，tRNA 和rRNA不携带遗传信息
解析：选D。真核细胞内mRNA、tRNA和rRNA都主要在细胞核中合成，A错误；mRNA、rRNA和 tRNA 都是单链结构，B错误；mRNA、rRNA和tRNA都参与蛋白质的合成过程，C错误；mRNA可携带遗传信息，tRNA 和rRNA不携带遗传信息，D正确。
3．下列细胞能在细胞核中发生转录的是(　　)
①有丝分裂中期的洋葱根尖细胞
②精原细胞
③高度分化不再分裂的神经细胞
④人体内成熟的红细胞
⑤胰岛细胞
A.②③⑤　　　　　　 B．①③④
C.①②③④⑤ D．①②⑤
解析：选A。有丝分裂中期的洋葱根尖细胞没有细胞核，①不符合题意；精原细胞在有丝分裂前的间期或减数分裂前的间期时，其细胞核中能够发生转录过程，②符合题意；高度分化不再分裂的神经细胞具有合成蛋白质的能力，因此其细胞核中DNA能发生转录过程，③符合题意；人体内成熟的红细胞没有细胞核，④不符合题意；胰岛细胞具有合成蛋白质(胰岛素)的能力，因此其细胞核中DNA能发生转录过程，⑤符合题意。
4．(2024·广东河源高一期末)下图为真核生物细胞核内转录过程的示意图，下列说法正确的是(　　)
A.①链的碱基A与②链的碱基T互补配对
B.②是以4种核糖核苷酸为原料合成的
C.如果③表示酶分子，则它的名称是DNA聚合酶
D.转录完成后，②需要通过2层生物膜才能与核糖体结合
解析：选B。题图中①链为DNA转录的模板链，②链为RNA，①链中的碱基A与②链中的碱基U互补配对，A错误；如果③表示酶分子，则其名称是RNA聚合酶，C错误；转录完成后，②通过核孔进入细胞质，穿过0层膜，D错误。
5．(教材P66“思考·讨论”改编)下列有关真核细胞DNA复制和转录这两种过程的叙述，错误的是(　　)
A.两种过程都主要在细胞核中发生
B.两种过程都有酶参与反应
C.两种过程都以脱氧核苷酸为原料
D.两种过程都以DNA为模板
解析：选C。DNA复制和转录都主要在细胞核内进行，A正确；两种过程都需要酶的参与，B正确；DNA复制的原料是4种脱氧核苷酸，转录的原料是4种核糖核苷酸，C错误；两种过程的模板都是DNA，DNA复制是以DNA的两条链为模板，而转录是以DNA的一条链为模板，D正确。