课件42张PPT。理解·教材新知把握·命题热点应用·落实体验课下综合检测课堂回扣练习命题点一命题点二知识点一知识点二第1节
基因指导蛋白质的合成第4章课下综合检测见课时跟踪检测(十)第4章 基因的表达
●章节规划
本章安排在学生学习了“基因在哪里”和“基因是什么”之后，接下来研究“基因是如何起作用的”，即基因的表达，显得顺理成章。同第3章一样，本章要探讨的也是遗传最基本的问题，内容抽象、难懂，教师要灵活运用教学方法，仔细设计教学过程，以保证新课标的落实。
本章的核心内容是从分子水平上阐明遗传物质在生物体内是如何起作用的，即遗传信息转录和翻译的过程。教师在进行本章教学时，需要特别注意两个问题。一是在进行遗传信息转录和翻译过程的教学时，要注意这一过程中每一步骤及其所涉及的知识的内在联系。建议用一条主线将各方面内容贯穿起来，并充分培养学生阅读图文的能力。二是在本章中，教师要利用好“思考与讨论”，充分调动学生的学习的主动性，切实可行地培养学生的能力，增强学生对教学内容理解的深度。
本章包括三节：第1节《基因指导蛋白质的合成》，第2节《基因对性状的控制》，第3节《遗传密码的破译（选学）》。
第1节《基因指导蛋白质的合成》，课程标准中与此相对应的要求是：“概述遗传信息的转录和翻译”。通过本节的学习，学生需要理解遗传信息的转录和翻译。针对转录和翻译的过程，新旧教材的思路基本一致，但教师必须注意体现新教材的“新”，主要体现在以下几方面：
第一，创设问题，以问题为主线，贯穿转录和翻译的过程。在遗传信息的转录部分，以“为什么RNA适合作DNA的信使呢？”和“DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的？”两个问题串连起来；在遗传信息的翻译部分，以“碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样的？”和“游离在细胞质中的氨基酸，是怎样运送到合成蛋白质的‘生产线’上的呢？”两个问题串连起来。以这四个独立成段的问句统领全文，有利于启发学生的思维，同时能突出转录和翻译的主干过程，保证主线清晰。
第二，三种RNA和遗传密码的介绍相对整合。教材首先总体介绍了RNA的化学组成及其特点，细胞中三种主要的RNA及其功能，然后再在转录和翻译的过程中详细展开。对于遗传密码的介绍，教材从遗传密码破译的第一步，即从理论上推测多少个碱基编码一个氨基酸入手，启发学生思考碱基与氨基酸对应关系的问题，并指出这只是破译过程的起始，为第3节做好铺垫。
第三，注意从细胞水平与分子水平两个层面引导学生认识转录和翻译的过程。在本节开头，教材首先从细胞水平引导学生思考位于细胞核中的DNA是如何指导细胞质中蛋白质合成的，然后再将学生引导到分子水平的学习。在从分子水平认识蛋白质的合成后，教材又回到细胞水平，在结尾处写道：“肽链合成后……盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子，开始承担细胞生命活动的各项职责。”
第四，转录和翻译过程的内容，抽象难懂，教师可采用动画结合教材的图文，力求能直观形象地体现每个步骤，变抽象为形象，便于学生的理解。
第2节《基因对性状的控制》包括“中心法则的提出及其发展”和“基因、蛋白质与性状的关系”两部分内容。虽然课程标准没有对中心法则提出具体的学习要求，但考虑到中心法则是生物学的核心规律，教材仍然选择了部分内容。“基因、蛋白质与性状的关系”对应课程标准的要求“举例说明基因与性状的关系”。在学习的过程中，教师要注意引导学生对基因——蛋白质——性状三者关系的整体思维。
第3节《遗传密码的破译》是选学内容，也是原教材没有的。教师要领会课程设计的精神，明确选择这部分内容的意图，第一，遗传密码的破译这一事件本身在生物学史上占有重要的地位。第二，这一事件具有很高的科学教育价值。第三，符合课程标准的基本精神。课程标准要求“总结人类对遗传物质的探索过程”，遗传密码的破译属于对遗传物质的探索。通过对本节内容的学习，培养学生的科学探索精神。
通过分析，教师要明确本章在《遗传与进化》模块地位的重要性，灵活利用教学方法，合理设计教学方案，使学生能更好地理解本章的知识。本章的知识结构如下：
通过本章的学习，学生能概述遗传信息转录的场所、模板和过程，揭示遗传信息的翻译过程是信使RNA、核糖体和转运RNA三者协同作用的结果，概述中心法则。培养学生主动搜集有关现代遗传学发展的资料，积极参与有关探索遗传奥秘的调查、观察、模拟或探究实验活动，提高学习兴趣和增强学习主动性。关注现代遗传学的迅速发展，注重科学史实，开阔学生的眼界，对学生进行热爱科学、探求真理的教育。认同遗传学研究的新成就对解决人类面临的问题具有重大的科学价值和应用价值，积极思考遗传学与其他自然科学和人文科学的联系，为普及遗传学的知识作出贡献。
本章的教学可以安排为4个课时。第1节《基因指导蛋白质的合成》用2课时，第2节《基因对性状的控制》用1课时，第3节《遗传密码的破译（选学）》用1课时。
第1节 基因指导蛋白质的合成
●从容说课
本节内容是本章的开篇，是本章学习的基础，也是教学的难点所在，可用2课时。教师的教学设计要把握好问题的所在点，遗传信息的传递和表达是遗传物质作用原理的核心内容，教学时要先引导学生明确该原理揭示的问题，找出这个原理包容的基本要点，认真处理好教材所呈现的几个方面的问题。
1.作好本章的引子。
学生学习第3章《基因的本质》后，已经对基因产生了浓厚的兴趣，想进一步探知有关基因的各种问题，此时教师如果能够设计一个精彩的、充满悬念的引子，则能为本章的学习奠定基础。
教师可以利用第1节开头的“问题探讨”引出恐龙能否复活的话题，让学生提出反方观点，形成思维上矛盾冲突；或者采用一组美丽多彩的生物图片，把学生引进绚丽多彩的生物世界，而蛋白质是生命的体现者，自然引出蛋白质的合成。提出问题“细胞核中的基因是如何通过指导细胞质中的蛋白质合成来控制生物的性状的呢？”进一步制造悬念。最后，教师指出通过本节的学习，就可以解答大家的疑问，从而顺利切入主题。
2.准确把握主干知识与侧枝内容的教学要求。
本节主干知识是遗传信息的转录和翻译的过程，侧枝内容是DNA与RNA结构的比较、核糖与脱氧核糖的比较、三种不同种类的RNA以及遗传密码的组成。教师要注意培养学生的归纳、比较和总结的能力，在教学中，处理好主干知识与侧枝内容的关系，合理分配教学时间，明确不同内容的教学要求。
3.利用剪纸教具和多媒体课件的有机结合。
转录和翻译的过程比较抽象，学生接受起来比较困难，如果单纯利用课件，师生互动就不如人意。在课前教师指导学生按教材图4－4用可以扭动的软纸皮剪出一个DNA模型和带有不同碱基核糖核苷酸若干；按教材图4－6用彩纸剪出核糖体、三叶形的RNA和各种氨基酸（用圆+字母表示），上课时学生主动参与和教师的演示有机结合，增强了学习兴趣。变静为动，化抽象为直观，学生容易理解，效果好。同时也能真正体现新课标的学生的主体作用。
4.利用教材插图，提高知识的概括化水平。
新教材的亮点之一：插图丰富多彩，色彩逼真。有的可用于导入新课；有的可用于开阔学生的视野，提高学生的学习兴趣；有的可用于直观教学，加深对知识的理解。让学生根据教材第66页“图4－6 蛋白质合成示意图”，写出不同颜色的球所代表的氨基酸的名称，这就要求学生对知识的理解，全面而深刻。利用教材插图，促使学生真正理解翻译的全过程，提高知识的概括化水平。知识的概括化水平的高低，决定着知识的迁移程度。
5.利用表格，将知识系统化。
转录和翻译这部分内容是一个难点，学生往往停留在对知识的零碎记忆和不完整的理解水平上。让学生根据板书板画，采取“看图说话”的形式，对表格内的内容进行归纳，促使学生学会用归类和对比的学习方法，使知识系统化、条理化。
6.注重科学史实，增强学生的探究意识和学生的科学素养的培养。
●三维目标
1.知识与技能
（1）说明基因与遗传信息的关系。
（2）概述遗传信息的转录和翻译的过程。
2.过程与方法
（1）通过指导学生设计并制作转录和翻译过程的剪纸的模型，培养学生的创新意识和实践能力。
（2）通过DNA和RNA的对照掌握类比方法。
（3）通过RNA的碱基决定氨基酸的学习，掌握先逻辑推理再经实验验证的方法。
（4）通过遗传信息的传递与表达的学习，建立信息意识，学会从信息角度认识事物的方法。
（5）利用课本插图和课件，培养和发展学生的读图能力；提高分析、类比归纳的学习方法。
3.情感态度与价值观
（1）体验基因表达过程的和谐美，基因表达原理的逻辑美、简约美。
（2）认同人类探索基因表达的奥秘的过程仍未终结。
（3）通过介绍科学史实，开阔学生的眼界，对学生进行热爱科学、探求真理的教育。
（4）感悟科学破解遗传密码的过程。
●教学重点
遗传信息转录和翻译的过程。
●教学难点
遗传信息的翻译过程。
●教具准备
1.把课本的相关图片和各种对比表用PowerPoint平台制作成演示文稿。
2.转录和翻译过程的动画。
3.用软纸皮剪出一个DNA模型和带有不同碱基的核糖核苷酸若干。
4.翻译过程示意剪贴画。
●课时安排
2课时
第1课时
●教学过程
［课前准备］
教师：1.利用第3章的“自我检测”分析学生对“基因是什么”的理解情况。
2.制作PowerPoint演示文稿和转录过程的Flash动画。
学生：以八个人为学习小组，用软纸皮按教材图4－4剪出一个DNA模型和带有不同碱基的核糖核苷酸24个。
［情境创设］
教师：采用一组美丽多彩的生物图片，把学生引进绚丽多彩的生物世界，提出生命为什么如此多姿多彩？教师引导学生回答。
学生：蛋白质是生命的体现者，而蛋白质结构是多种多样的。自然引出蛋白质的合成。
教师：谁控制蛋白质的合成？
学生：基因。
教师：是不是有基因就能合成蛋白质呢？真的能复制恐龙吗？基因怎样指导蛋白质的合成呢？（展示细胞的亚显微结构）
学生：从上一章的学习，我们知道，基因是有遗传效应的DNA片段；DNA主要存在于细胞核中，而蛋白质的合成是在细胞质中进行的。那么，DNA携带的遗传信息是怎样传递到细胞质中去的呢？当遗传信息到达细胞质后，细胞又是怎样解读的呢？
教师：同学们的思考很好，下面我们一起来讨论。
［师生互动］
（一）遗传信息的转录
1.RNA的类型
教师：科学家发现，能够作为传达DNA信息的信使是RNA。即DNA→RNA→蛋白质。为什么RNA适于作DNA的信使呢？DNA和RNA的区别是什么？RNA有几种？（展示教材图4－1、图4－2和图4－3）
让学生阅读教材P62～63的内容和观察以上图片。
教师引导学生回答以上问题。
学生1：RNA是另一类核酸，它的分子结构与DNA很相似，适于作DNA的信使的原因是：
①它也是由基本单位——核苷酸连接而成，由核糖、磷酸、碱基〔C、G、A、U（尿嘧啶）〕共同组成核苷酸，它也能储存遗传信息。
②在RNA与DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”，但由于RNA中没有T，DNA中没有U，所以当RNA与DNA有关系时，U与A配对。
③RNA一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。
学生2：RNA与DNA的区别有两点：
①嘧啶碱有一个不同：RNA是尿嘧啶（U），DNA则为胸腺嘧啶（T）。
②五碳糖不同：RNA是核糖，DNA是脱氧核糖，这样一来组成RNA的基本单位就是核糖核苷酸，DNA则为脱氧核苷酸。
学生3：RNA的种类：
①信使RNA——mRNA。顾名思义，这种RNA起的是信使——传递信息的作用（第一位同学讲的那种）。
②转运RNA——tRNA。这种RNA担负的是运输的任务。其三叶草型结构的一端可以连接特定的氨基酸。
③核糖体RNA——rRNA。
教师：同学们回答得很精彩。（掌声）DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的呢？（继续探讨）
教师：指导学生阅读教材P63的第四自然段和图4－4，然后完成下列填空。如下：（PowerPoint演示）
以上画线部分由学生回答，教师更正。
（8）转录的过程：教师播放转录过程的动画，学生观看，然后学生分组利用预先剪好DNA模型和带有不同碱基的核糖核苷酸按图4－4的步骤模拟转录的过程——合成mRNA。
学生操作，教师巡视指导，各组展示结果。如下：
［教师精讲］
通过以上的分析和同学们的操作，同学们应该深刻地认识到转录的过程就是：首先是RNA聚合酶结合在DNA的模板区上，该部位的双螺旋解开成为单链。接着以一条DNA为模板，按碱基互补配对原则，利用细胞核内游离的核糖核苷酸，在RNA聚合酶的作用下合成一条RNA链。最后合成的RNA链逐渐被甩开，解旋的两条DNA链很快又结合在一起，恢复为原来的双螺旋结构，DNA上的遗传信息就被传到了mRNA上，mRNA通过核孔进入细胞质中，开始它新的历程——翻译。在转录的过程中，DNA只有一条链为模板，这已经被科学家的实验证明。Marmur和Duty利用DNA—RNA杂合技术、采用侵染枯草杆菌的噬菌体SP8为材料进行实验。噬菌体SP8的DNA分子由两条碱基组成很不平均的链构成，其中一条链富含嘌呤，另一条互补链则富含嘧啶。因为嘌呤比嘧啶重，因此富含嘌呤的“重”链与富含嘧啶的“轻”链在加热变性后可用密度梯度离心分开。实验者在SP8侵染后，从枯草杆菌中分离出RNA，分别与DNA的重链和轻链混合并缓慢冷却。他们发现SP8侵染后形成的RNA只跟重链形成DNA—RNA的杂合分子。显然，RNA是杆菌DNA中的一条链转录产生的。
通过本节的学习，我们也认识到遗传信息传递的稳定性和准确性。
［评价反馈］
用PowerPoint演示下列题目，学生抢答，统计正误，进行评价反馈。
1.构成人体的核酸有两种，构成核酸的基本单位——核苷酸有多少种？碱基有多少种？
A.2种 4种 B.4种 4种 C.5种 5种 D.8种 5种
解析：因为脱氧核苷酸有4种，核糖核苷酸也有4种，所以核苷酸共有8种；碱基有A、T、C、G、U5种，因此选D。
答案：D
2.细胞内与遗传有关的物质，从复杂到简单的结构层次是
A.DNA→染色体→脱氧核苷酸→基因
B.染色体→脱氧核苷酸→DNA→基因
C.DNA→染色体→基因→脱氧核苷酸
D.染色体→DNA→基因→脱氧核苷酸
解析：本题是检查学生对这一组概念的理解，基因是具有遗传效应的DNA片段，由一定的脱氧核苷酸序列组成，染色体是DNA的主要载体，因此选D。
答案：D
3.下列哪一组物质是RNA的组成成分
A.脱氧核糖核酸和磷酸
B.脱氧核糖、碱基和磷酸
C.核糖、碱基和磷酸
D.核糖、嘧啶和核酸
解析：RNA的组成单位是核糖核苷酸，核糖核苷酸由一分子的核糖、一分子的碱基和一分子的磷酸组成，因此选C。
答案：C
4.DNA分子的解旋发生在___________过程中
A.复制 B.转录 C.翻译 D.复制和转录
解析：考查学生对DNA的复制和转录过程的认识，不管复制和转录都必须先解旋，因此选D。
答案：D
5.果蝇的遗传物质由___________种核苷酸组成
A.2 B.4 C.5 D.8
解析：真核生物的遗传物质都是DNA，DNA有四种核苷酸，因此选B。
答案：B
6.一个DNA分子可以转录出多少种多少个mRNA
A.一种一个 B.一种多个 C.多种多个 D.无数种无数个
解析：一个DNA分子上有多种基因，因而可以转录出多种多个mRNA，因此选C。
答案：C
7.烟草、烟草花叶病毒、T2噬菌体中含有的物质，下列叙述正确的是
A.核酸的种类依次是2、1、2
B.核苷酸的种类依次是8、5、4
C.五碳糖的种类依次是2、2、1
D.含N碱基的种类依次是5、4、4
解析：本题从多方面检查学生对生物中核酸的认识，以上三种生物含有的物质正确的是：核酸的种类依次是2、1、1，核苷酸的种类依次是8、4、4，含N碱基的种类依次是5、4、4，五碳糖的种类依次是2、1、1，因此选D。
答案：D
［课堂小结］
为了让同学们能更好理解本节的内容，利用下表来概括DNA的复制和转录的内容，如下：
类 别
项 目
复 制
转 录
场 所
细胞核
细胞核
解 旋
完全解旋
只解有遗传效应的片段
模 板
DNA的两条链
只有DNA的一条链
原 料
四种脱氧核苷酸
四种核糖核苷酸
酶
DNA解旋酶、DNA聚合酶
RNA聚合酶
能 量
ATP
ATP
碱基配对
A—T C—G T—A G—C
A—U G—C T—A C—G
产 物
子代DNA
mRNA、tRNA、rRNA
［布置作业］
1.复习转录的过程和预习翻译的过程。
2.完成课本P77的识图作答题。
［课后拓展］
列表对比DNA和RNA的不同点，如下表：
核 酸
项 目
DNA
RNA
结 构
通常是双螺旋结构，极少数病毒是单链结构
通常是单链结构，极少数病毒是双螺旋结构
基本单位
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
五碳糖
脱氧核糖
核糖
碱 基
A、G、C、T
A、G、C、U
产生途径
DNA复制、逆转录
转录、RNA复制
存在部位
主要位于细胞核中染色体上，极少数位于细胞质中的线粒体和叶绿体上
主要位于细胞质中
功 能
传递和表达遗传信息
①mRNA：转录遗传信息，翻译的模板
②tRNA：运输特定氨基酸
③rRNA：核糖体的组成成分
●板书设计
第4章 基因的表达
第1节 基因指导蛋白质的合成
（一）遗传信息的转录
1.RNA的类型
（1）信使RNA——mRNA。
（2）转运RNA——tRNA。
（3）核糖体RNA——rRNA。
2.转录
（1）转录的定义：在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程。
（2）转录的场所：细胞核。
（3）转录的模板：DNA分子的一条链。
（4）转录的原料：四种核糖核苷酸。
（5）转录的条件：ATP（能量）、酶。
（6）转录时的碱基配对：
（7）转录的产物：mRNA。
（8）转录的过程
●习题详解
一、问题探讨（课本P62）
提示：本探讨意在引导学生思考DNA在生物体内有哪些作用，又是如何发挥作用的。一种生物的整套DNA分子中储存着该种生物生长、发育等生命活动所需的全部遗传信息，也可以说是构建生物体的蓝图。但是，从DNA到具有各种性状的生物体，需要通过极其复杂的基因表达及其调控过程才能实现，因此，在可预见的将来，利用DNA分子来使灭绝的生物复活仍是难以做到的。
二、想像空间（课本P62）
DNA相当于总司令。在战争中，如果总司令总是深入前沿阵地直接指挥，就会影响他指挥全局。DNA被核膜限制在细胞核内，使转录和翻译过程分隔在细胞的不同区域进行，有利于这两项重要生命活动的高效、准确。
三、本节聚集（课本P62）
1.细胞核和细胞质中的核糖体。
2.科学家把信使RNA链上决定一个氨基酸的相邻的三个碱基叫做一个“密码子”，也称三联体密码。1967年，科学家们破译了全部遗传密码子，并编制出了密码子表。
3.基因指导蛋白质的合成包括转录和翻译两个阶段。
四、思考与讨论一（课本P64）
1.转录和DNA复制都是以DNA为模板并严格按碱基互补配对原则进行的，碱基互补配对原则能够保证遗传信息准确无误地传递下去，从而保证了遗传的稳定性。
2.转录成的RNA碱基序列与模板DNA单链的碱基序列互补配对，与DNA的另一条链的碱基序列相同（但DNA单链上的T换成U）。
第四章 第1节
一、选择题
1．(2018·无锡测试)关于下图说法错误的是 ( )
A该图表示转录 B．1表示核糖体
C．2表示氨基酸 D．密码子在3上
[答案] A
[解析] 该图表示翻译。
2．下面关于tRNA和氨基酸相互关系的说法，正确的是 ( )
A．每种氨基酸都由一种特定的tRNA携带
B．每种氨基酸都可由几种tRNA携带
C．一种tRNA可以携带几种结构相似的氨基酸
D．一种氨基酸可由一种或几种tRNA携带
[答案] D
[解析] tRNA的头部有三个碱基，只能识别并转运一种氨基酸，而一种氨基酸可以由一种或几种tRNA转运。
3．一种动物体内的某种酶是由2条多肽链构成的，含有150个肽键，则控制这个酶合成的基因中核苷酸的分子数至少是 ( )
A．912个 B．456个
C．450个 D．906个
[答案] A
[解析] 考查转录、翻译及缩合的相关知识，同时也考查综合分析计算的能力。首先根据缩合的概念及肽链条数计算出酶具有的氨基酸数是150＋2＝152，再根据其中的关系求出控制这个酶合成的基因中核苷酸的分子数至少是152×6＝912。
4．mRNA在细胞核中合成后，到达细胞质的过程中，共经过几层生物膜 ( )
A．1 B．2
C．3 D．0
[答案] D
[解析] mRNA由细胞核到细胞质是通过细胞核核膜上的核孔出去的，未经跨膜运输。
5．关于转录和翻译的叙述，错误的是 ( )
A．转录时以核糖核苷酸为原料
B．转录时RNA聚合酶能识别DNA中特定碱基序列
C．mRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质
D．不同密码子编码同种氨基酸可增强密码子的容错性
[答案] C
[解析] 本题考查转录和翻译过程和特点。转录过程合成的是mRNA，其基本组成单位是核糖核苷酸，A项正确；RNA聚合酶能识别DNA中特定碱基序列，B项正确；核糖体在mRNA上移动翻译出蛋白质，C项错误。
6．DNA分子模板链上的碱基序列及最终翻译的氨基酸如下表所示，则如图所示的tRNA所携带的氨基酸是(反密码子从携带氨基酸的一端开始读起) ( )
碱基序列
GCA
CGT
ACG
TGC
氨基酸
精氨酸
丙氨酸
半胱氨酸
苏氨酸
A．丙氨酸 B．精氨酸
C．苏氨酸 D．半胱氨酸
[答案] C
[解析] 根据碱基互补配对原则倒推：
二、非选择题
7．如图是蛋白质的合成示意图，据图回答：
(1)转录是在________中进行的，它是以________为模板合成________的过程；翻译是在________中进行的，它是以________为场所，以________为模板，以________为运载工具，合成具有一定________顺序的蛋白质的过程。
(2)密码子是指________________________________________________。
(3)已知信使RNA上的一段碱基序列是AUGCACUGGCGUUG，则转录该信使RNA片段的DNA的模板链的碱基序列是__________________________。
(4)一个信使RNA分子上可以相继结合________，同时进行多肽链的合成，因此少量的信使RNA分子就可以迅速合成出________的蛋白质。
[答案] (1)细胞核 DNA的一条链 mRNA 细胞质 核糖体 mRNA tRNA 氨基酸
(2)mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。
(3)TACGTGACCGCAAC (4)多个核糖体 大量
一、选择题
1．碱基互补配对发生在 ( )
A．DNA复制和转录 B．转录和翻译
C．复制和翻译 D．复制、转录和翻译
[答案] D
[解析] DNA的复制、转录和遗传信息的翻译都能发生碱基互补配对。
2．转录过程：，该片段中包含的碱基种类、核苷酸种类依次是 ( )
A．4、5 B．5、4
C．5、5 D．5、8
[答案] D
[解析] 图中共有5种碱基A、G、C、T、U。但核苷酸却是8种，其中DNA分子中有4种，由于各自的碱基不同，实际上就是4种脱氧核苷酸，同理RNA分子中也有4种核糖核苷酸。
3．合成一条含1 000个氨基酸的多肽链，需要转运RNA的个数、信使RNA上的碱基个数和双链DNA上的碱基对数至少依次是 ( )
A．1 000个、3 000个和3 000对 B．1 000个、3 000个和6 000对
C．300个、300个和3 000对 D．1 000个、3 000个和1 500对
[答案] A
[解析] DNA分子控制蛋白质合成时，氨基酸数目∶转运RNA的个数∶信使RNA的碱基数∶DNA的碱基对数＝1∶1∶3∶3，本题中即为1 000∶1 000∶3 000∶3 000。
4．(2018·潍坊测试)由n个碱基组成的基因，控制合成由1条多肽链组成的蛋白质，氨基酸的平均分子量为a，则该蛋白质的分子量最大为 ( )
A．na/6 B．na/3－18(n/3－1)
C．na－18(n－1) D．na/6－18(n/6－1)
[答案] D
[解析] 以DNA分子的一条链为模板转录形成mRNA，mRNA中3个相邻碱基决定1个氨基酸，所以三者之间的数量关系为：DNA分子中碱基数∶mRNA碱基数∶氨基酸个数＝6∶3∶1。已知该基因中有n个碱基，则对应的氨基酸数最多为n/6，氨基酸经脱水缩合形成蛋白质，形成蛋白质的过程中，脱去的水分子数为氨基酸总数－1，水的相对分子质量为18，形成该蛋白质脱去的水分子的量为18(n/6－1)，又知氨基酸的平均分子量为a，所以该蛋白质的分子量最大为na/6－18(n/6－1)。
5．下图示细胞内某些重要物质的合成过程。该过程发生在 ( )
A．真核细胞内，一个mRNA分子上结合多个核糖体同时合成多条肽链
B．原核细胞内，转录信使mRNA在核糖体上移动以便合成肽链
C．原核细胞内，转录还未结束便启动遗传信息的翻译
D．真核细胞内，转录的同时核糖体进入细胞核启动遗传信息的翻译
[答案] C
[解析] 本题依据基因表达过程示意图，考查遗传信息的转录和翻译、细胞结构等知识，考查学生的识图及运用能力。真核细胞有细胞核，转录完成后，mRNA从核孔进入细胞质，与核糖体结合才开始翻译，故D错误；由图示知，在RNA聚合酶作用下，细胞正在发生转录，产生的mRNA还未转录完毕，即与多个核糖体结合开始翻译，故该细胞应为原核细胞，C正确，A错误。翻译过程中，核糖体在mRNA上移动，从而合成肽链，B错误。
6．(2018·北京西城区)下列有关如图所示的生理过程(图中④代表核糖体，⑤代表多肽链)的叙述，不正确的是 ( )
A．图中所示的生理过程包括转录和翻译
B．图中所示的过程发生在原核细胞中
C．遗传信息由②传递到⑤需要RNA作中介
D．图中①在该过程中不起作用，由此可确定①在遗传上不具功能
[答案] D
[解析] 图中以DNA的一条链②为模板合成mRNA链③的过程为转录；③与④结合形成多肽链⑤的过程为翻译。图中表示转录和翻译同时进行，说明该图表示的过程发生在原核细胞。图中信息由②传递到⑤需要mRNA和tRNA作为媒介和运输工具。转录过程中的非模板链①，其功能不明确，但是在遗传中有不可替代的作用。
7．(2018·南昌调研)下列有关真核生物基因表达的叙述中，正确的是 ( )
A．基因表达过程所需的原料有游离的核糖核苷酸和氨基酸
B．参与翻译过程的RNA均为单链结构，其内部不存在碱基配对
C．转录和翻译的场所都是细胞质
D．有丝分裂的间期和分裂期都有基因的转录和翻译
[答案] A
[解析] 基因表达过程包括转录和翻译，所需的原料有游离的核糖核苷酸和氨基酸；参与翻译过程的tRNA存在碱基配对；转录的场所是细胞核，翻译的场所是细胞质；有丝分裂分裂期不进行基因的转录。
8．(2018·泰安检测)如图是雌激素与相应受体结合情况的示意图。由图可知，雌激素与相应的受体结合后形成“激素—受体”复合体，并作用于核内基因的某区域，从而直接影响遗传信息的什么过程 ( )
A．DNA复制 B．转录
C．翻译 D．转录和翻译
[答案] B
[解析] 由图可知，“激素—受体”复合体从核孔进入细胞核，作用于DNA，从而转录出相应的mRNA并合成相应的多肽，可见该复合体影响转录过程。
二、非选择题
9．(2018·苏北模拟)图1、图2表示人体细胞中蛋白质合成的相关过程(图2中甘、丙等表示甘氨酸、丙氨酸等)，据图回答：
(1)在蛋白质合成过程中，图1、图2分别表示________和________过程。
(2)图1中②和③在组成上的区别是________。如果②发生改变，生物的性状________改变，原因是________________________。
(3)图2中c表示________，色氨酸的密码子是______，若图中多肽a由60个氨基酸脱水缩合而成，则①中至少含有________个碱基对。
[答案] (1)转录 翻译 (2)②含有脱氧核糖，③含有核糖 不一定 密码子的简并性等 (3)tRNA UGG 180
[解析] (1)根据图中显示的物质、结构等可判断1为转录，2为翻译。(2)②为胞嘧啶脱氧核苷酸，③为胞嘧啶核糖核苷酸，二者只有五碳糖不同。②改变为基因突变，基因突变不一定导致性状改变，原因可能是密码子的简并性或突变成隐性基因等情况。(3)读图即可看出色氨酸的密码子。60个氨基酸对应的mRNA上至少有180个碱基，相应基因中至少有180个碱基对。
10．下图表示基因的片段及其转录出的信使RNA，请据图回答问题：(几种相关氨基酸的密码子见下表)
亮氨酸
CUA、CUC、CUG、
CUU、UUA、UUG
甘氨酸
GGU、GGC、
GGA、GGG
缬氨酸
GUA、GUC、GUG、GUU
甲硫氨酸
AUG
(1)形成③链的过程叫做________，场所是________，需要的原料是__________________ _________________________________________。
(2)形成③链的过程与DNA复制的过程，都是遵循________原则。
(3)③链进入细胞质后与________结合，在合成蛋白质过程中，转运RNA运载的氨基酸依次是________(依次填写前两个氨基酸的名称)。
(4)若该基因复制时发生差错，当上图a处所指由A变成G时，这种突变对蛋白质的结构有无影响？___________________________________。
(5)若该基因有100个碱基对，可编码的氨基酸最多有________个。
[答案] (1)转录 细胞核 四种核糖核苷酸
(2)碱基互补配对
(3)核糖体 甲硫氨酸、缬氨酸
(4)无影响 (5)33
[解析] (1)③为RNA单链，是以DNA分子一条链为模板转录形成的，转录的场所为细胞核，需以核糖核苷酸为原料。
(2)DNA复制和转录过程都要遵循碱基互补配对原则：T－A、G－C、A－U、C－G。
(3)信使RNA通过核孔进入细胞质与核糖体结合起来，以氨基酸为原料，以转运RNA为运输工具合成蛋白质，mRNA中AUG对应甲硫氨酸，GUG对应缬氨酸。
(4)当a处A变成G时，信使RNA上此处的碱基变为GUC对应的氨基酸仍为缬氨酸，对蛋白质结构无影响。
(5)该基因有200个碱基，对应的氨基酸数＝≈33个。
课件59张PPT。第4章 基因的表达 第1节 基因指导蛋白质的合成人教版必修2电影《侏罗纪公园》中恐龙复活的场景问题探讨：2.利用已灭绝的恐龙DNA真的能让恐龙复活吗？3.如果确实获得恐龙的DNA要使恐龙复活，你认为首先要解决什么问题？1.你知道导演如何让恐龙复活的吗？科学家实验：1955年，有人分别用洋葱根尖和变形虫进行实验。如果往洋葱根尖细胞和变形虫中加入RNA酶分解细胞质中的RNA,细胞中的蛋白质合成就会停止。而再加进从酵母菌中提取的RNA，则又能够合成一定数量的蛋白质。
实验结果表明：蛋白质合成显然跟RNA有关
材料分析问题回顾： ①基因主要存在于细胞的哪个部分？
②蛋白质合成的场所是什么？ 遗传信息是如何从细胞核传到核糖体，从而控制蛋白质合成的？ 基因指导蛋白质的合成RNA充当了两者之间信使。问题：为什么RNA适于作DNA的信使？ |
H |
H |
H |
H |
OH |
OH |
OH |
OH三种RNA示意图
信使RNA：
遗传信息传递的媒介核糖体RNA：
与蛋白质构成核糖体转运RNA：
转运氨基酸的工具DNA和RNA的比较脱氧核苷酸脱氧核糖A、T、G、C双链核糖核苷酸核糖A、U、G、C单链原因：1、它的基本结构与DNA很相似，也是由基本单位核苷酸组成。2、 RNA一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔进入细胞质 一、遗传信息的转录 DNA mRNA
DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的呢？DNA（基因）的平面结构图转录的过程解旋转录的模板与原料转录的条件转录遵循的原则配对依次连接
mRNA释放 细胞质 细胞核 核 孔mRNA在细胞核中合成DNA 细胞质 细胞核mRNA通过核孔进入细胞质mRNA模板链非模板链模板链（1）转录的定义：？
（2）转录的场所：？
（3）转录的模板：？
（4）转录的原料：？
（5）转录的条件：？
（6）转录时的碱基配对：？
（7）转录的产物：？
在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程。细胞核。DNA分子的一条链。四种核糖核苷酸。模板、原料、ATP（能量）、酶。 A T C G
DNA ─┴─┴─┴─┴─
─┴─┴─┴─┴─
RNA U A G CmRNA。遗传信息流动：
按照碱基配对原则，
1、写出以b链为模板转录形成的mRNA碱基序列，
2、写出b链对应的a链的碱基序列。
比较mRNA和b链，以及mRNA和a链的碱基序列的差异。 1、转录成的RNA的碱基序列，与作为模板的DNA单链的碱基序列有哪些异同？与该DNA的另一条链的碱基序列有哪些异同？
2、转录与DNA复制有什么共同之处？这对保证遗传信息的准确转录有什么意义？思考与讨论——DNA复制和转录的对比——细胞核
两条母链
脱氧核苷酸DNA分子(2个，相同)碱基互补配对
细胞核
一条母链
核糖核苷酸
mRNA(1个)
碱基互补配对 mRNA通过核孔进入细胞质中，开始
了它的新的里程------ 翻译问题情境 转录后进入细胞质的mRNA仍是碱基序列，而不是蛋白质，那么mRNA上的碱基序列如何能变成蛋白质中氨基酸酸的种类数目和排列顺序呢？ mRNA如何将遗传信息翻译成蛋白质。二、遗传信息的翻译RNA →蛋白质RNA
四种碱基蛋白质
20种氨基酸思考： mRNA的四种碱基如何决定20种氨基酸?
碱基和氨基酸之间的对应关系是怎样的?A U C G1个碱基决定一个氨基酸，2个碱基决定一个氨基酸，3个碱基决定一个氨基酸，只能决定4种只能决定42＝16种只能决定43＝64种密码子：mRNA上决定氨基酸的三个相邻的碱基遗传密码的特性：
2、共64个遗传密码，其中有3个终止密码，没有对应的氨基酸。能决定氨基酸的遗传密码子只有61个。
3、通用性：地球上几乎所有的生物共用一套密码子表。1、简并性：一种氨基酸有两种以上的密码子的情况 。在一定程度上能防止由于碱基的改变而导致的遗传信息的改变。AUG GUG UAA UAG UGA甲硫氨酸终止密码子缬氨酸 起始密码子编码氨基酸的密码子有61种氨基酸氨基酸氨基酸… …氨基酸问题： mRNA进入细胞质后与核糖体结合，合成生产蛋白质的“生产线”，那么游离在细胞之中的氨基酸是如何运到合成蛋白质的“生产线”上的呢？异亮氨酸甲硫氨酸谷氨酸亮氨酸1、细胞中的tRNA有多少种？61种2、tRNA和氨基酸转运有何对应关系？每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。每种氨基酸可由一种或几种tRNA转运。反密码子与mRNA上的密码子碱基互补配对专一性： 核糖体mRNA 与核糖体结合. tRNA 上的反密码子与 mRNA上的密码子互补配对 . tRNA 将氨基酸转运到 mRNA上的 相应位置 . 两个氨基酸分子脱水缩合缩合甲硫氨酸 核糖体随着 mRNA滑动. 另一个 tRNA 上的碱基与mRNA上的 密码子配对. 甲硫氨酸 一个个氨基酸分子缩合成链状结构甲硫氨酸 天门冬酰氨 tRNA离开，再去转运新的氨基酸
甲硫氨酸
天门冬酰氨
异亮氨酸以mRNA为模板形成了有一定氨基酸顺序的蛋白质 .
一个mRNA分子同时结合多个核糖体意义：少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质2.翻译的场所：
3.翻译时的模板：
4.翻译的原料：
5.肽链由各相邻的氨基酸通过 连接形成。 6.翻译的条件:
7.翻译时的碱基配对：
8.产物:
肽键
A U C G
mRNA ─┴─┴─┴─┴─
t RNA ─┴─┴─┴─
U A G 细胞质的核糖体mRNA游离的氨基酸模板、原料、能量、酶、工具遗传信息流动：蛋白质(肽链)1.翻译的概念：课本P64在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程。以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程细胞核细胞质的核糖体DNA的一条链信使RNADNA→mRNAmRNA→蛋白质4种核糖核苷酸氨基酸信使RNA一定氨基酸排列顺序的多肽是遗传信息的转录是遗传信息的表达总结：基因指导蛋白质的合成转录翻译1、遗传密码的组成是（ ）A、由A、T、G、C四种碱基中任何三个做排列组合。
B、由A、U、G、C四种碱基中任何三个做排列组合。
C、由A、T、G、C、U五种碱基中任何三个做排列组合。
D、由A、U、G、T四种碱基中任何三个做排列组合。B课堂练习2、DNA决定RNA的性质是通过（ ）A、信使RNA的密码
B、DNA特有的自我复制
C、碱基互补配对原则
D、转运RNA的媒介C3、已知某转运RNA的一端的三个碱基顺序是GAU，它所转运的氨基酸是亮氨酸，那么决定此氨基酸的密码是由 下列哪个转录来的（ ）A、GAT
B、GAA
C、GUA
D、CTAA4、信使RNA中核苷酸的顺序是由下列哪项决定的（ ）A、转运RNA中核苷酸的排列顺序
B、蛋白质分子中氨基酸的排列顺序
C、核糖体上的RNA核苷酸的排列顺序
D、DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序D5、在遗传信息的转录和翻译过程中，起翻译者作用的是（ ）
核糖体RNA
转运RNA
信使RNA
氨基酸B6、已知一段mRNA含有30个碱基，其中A和G有12个，转录该段mRNA的DNA分子中应有C和T的个数是（ ）
A.12 B. 24 C. 18 D. 30
D
教学目标
一、知识与技能
1．辨别RNA的种类和作用。
2．概述遗传信息的转录过程。
二、过程与方法
设计并制作转录过程的剪纸模型，培养学生的创新意识和实践能力。
三、情感、态度与价值观
体验基因表达过程的和谐美，基因表达原理的逻辑美、简约美。
教学重点、难点
教学重点：遗传信息的转录过程。
教学难点：遗传信息的转录过程。
教学突破
基因控制蛋白质的合成较难，课堂内教师必须讲懂，学生必须把道理弄明白，只是不必利用更多的课时和课外精力去反复练习，更不宜加深练习。应用挂图形象说明过程；采用图示讲解；用电报的信息转换类比说明转录、翻译的概念。
教法与学法导航
教法：讲授法与演示法相结合。
学法：阅读、思考、讨论探索相结合。
教学准备
教师准备：课前预习学案、课内探究学案、课后训练与提高、基因控制蛋白质合成的多媒体课件、信使RNA和转运RNA结构对比图片。
学生准备：完成课前预习学案，提出疑惑。
教学过程
教学内容
教师组织和引导
学生活动
教学
意图
问题探讨
引导组织阅读P61
〖问〗当我们认识到基因的本质后，能不能利用这一认识，分析现实生活中一些具体的问题呢？例如，在现实生活中，我们能不能像电影《侏罗纪公园》中描述的那样，利用恐龙的DNA，使恐龙复活呢？如果能利用恐龙的DNA使恐龙复活，你认为主要要解决什么问题？
阅读思考，讨论回答。
激起
兴趣，
引入
新课，
续上表
问题探讨
需要使恐龙DNA上的基因表达出来，表现恐龙的特性。
懂得基因表达的含义
章引言
看来要解决这个问题，我们还需要研究“基因的表达”。引导学生看第4章的章图。请学生阅读章图中的文字和图解，询问学生看懂了什么，又产生了哪些问题。
〖问〗基因是如何指导蛋白质合成的？
一、遗传信息的转录
〖问〗基因是有遗传效应的DNA片段；DNA主要存在于细胞核中，而蛋白质的合成是在细胞质中进行的。那么，DNA携带的遗传信息是怎样传递到细胞质中去的呢？
分析推理1：推测有一种物质能够作为传达DNA信息的信使，科学家发现此物质就是RNA。
RNA与DNA的比较
〖问〗为什么RNA适于作DNA的信使呢？
项目
DNA
RNA
基本单位
脱氧核苷酸
核氧核苷酸
五碳糖
脱氧核糖
核糖
碱基
A、G、C、T
A、G、C、U
无机酸
磷酸
磷酸
类型
常为一种类型
信使RNA（mRNA）
转运RNA（tRNA）
核糖体RNA（rRNA）
分布
主要在细胞核，
少量在细胞质
主要在细胞质，
少量在细胞核（如核仁）
结构
双螺旋结构
一般是单链（且比DNA短，能通过核孔）
阅读思考。
阅读思考，列表比较。
引起
思考。
RNA与DNA的比较。
想象空间
〖提示〗DNA相当于总司令。在战争中，如果总司令总是深入前沿阵地直接指挥，就会影响他指挥全局。DNA被核膜限制在细胞核内，使转录和翻译过程分隔在细胞的不同区域进行，有利于这两项重要生命活动的高效、准确。
思考、讨论、回答。
拓展
思维。
续上表
想象空间
DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的？
①DNA双螺旋解开，DNA双链的碱基得以暴露，其中一条链提供准确模板；
②游离的核苷酸随机地与DNA链的碱基碰撞，当核苷酸的碱基与DNA的碱基互补时，两者以氢键结合。
③新结合的核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上；
合成的mRNA从DNA链上释放，而后，DNA双链恢复。
思考、回答、听讲。
授新课。
思考与
讨论一
〖提示〗
1．可以从所需条件、过程中的具体步骤和过程中所表现出的规律等角度来分析。例如，转录与复制都需要模板、都遵循碱基互补配对规律，等等。碱基互补配对规律能够保证遗传信息传递的准确性。
2．转录成的RNA的碱基序列，与作为模板的DNA单链的碱基序列之间的碱基是互补配对关系，与DNA双链间碱基互补配对不同的是，RNA链中与DNA链的A配对的是U，不是T；与DNA另一条链的碱基序列基本相同，只是DNA链上T的位置，RNA链上是U。
思考、讨论、回答。
培养思考讨论回答问题的能力。
板书展示
第1节 基因指导蛋白质的合成
遗传信息的转录
1．比较RNA与DNA结构的不同
2．RNA的类型和功能
①信使RNA——mRNA。
②转运RNA——tRNA。
③核糖体RNA——rRNA。
3．转录
（1）转录的定义：在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程。
（2）转录的场所：细胞核。
（3）转录的模板：DNA分子的一条链。
（4）转录的原料：四种核糖核苷酸。
（5）转录的条件：ATP（能量）、RNA聚合酶。
（6）转录时的碱基配对：
─┴─┴─┴─┴─
DNA
A T C G
教学反思
本节教材的特点之一是插图多而复杂。尤其是转录过程流程图、翻译过程流程图和一个mRNA分子上的多个核糖体同时合成多条肽链示意图等。备课时教师要仔细分辨并揣摩插图所表达的意思，并能将不同的插图内容与教学流程有机的结合起来，还要分清主次和轻重。本节教学需要师生之间有良好的互动基础，教师应设计运用好问题串，以利于将问题步步深入，营造出探求、推理和发现的科学研究氛围，诱导学生积极应答，参与讨论，使教学活动能够顺利推进。还要注意教学推进的层次感，即问题要从细胞水平深入到分子水平，最后仍要回归到细胞水平，以此引导学生从不同层次上认识基因表达的意义。
教育格言
要想学生好学，必须先生好学。惟有学而不厌的先生才能教出学而不厌的学生。
——陶行知
学校的目标始终应当是：青年人在离开学校时，是作为一个和谐的人，而不是作为一个专家。
—— 爱因斯坦
教育工作中的百分之一的废品，就会使国家遭受严重的损失。
—— 马卡连柯
教育者应当深刻了解正在成长的人的心灵……只有在自己整个教育生涯中不断地研究学生的心理，加深自己的心理学知识，才能够成为教育工作的真正的能手。
——苏霍姆林斯基
如果学校不能在课堂中给予学生更多成功的体验，他们就会以既在学校内也在学校外都完全拒绝学习而告终。
——林格伦
第四章基因的表达
第18课时 基因指导蛋白质的合成(Ⅰ)
目标导读] 1.阅读教材相关内容，结合图4－1、4－2，分析DNA和RNA的区别，RNA适于作DNA的信使的原因。2.阅读教材相关内容，结合图4－3，掌握RNA的种类。3.结合图4－4阅读教材相关内容，分析转录的过程，归纳转录的条件和特点。
重难点击] 1.DNA和RNA的区别及RNA适于作DNA的信使的原因。2.转录的过程和特点。
1．DNA复制的过程
(1)DNA分子的双螺旋解开，互补碱基之间的氢键断裂。
(2)解开的两条单链作为复制的模板。
(3)游离的脱氧核苷酸依据碱基互补配对原则，通过形成氢键结合到作为模板的单链上。
(4)新合成的每个DNA分子中都保留了原来DNA分子中的一条链。
2．DNA复制的条件
(1)模板：DNA分子的两条链。
(2)原料：四种游离的脱氧核苷酸。
(3)酶：DNA聚合酶和解旋酶。
(4)能量。
3．基因的含义
(1)基因的化学组成：每个基因含有成百上千个脱氧核苷酸。
(2)基因不同的实质：不同的基因中，四种脱氧核苷酸的排列顺序不同，但是每个基因都有特定的排列顺序。
(3)基因的位置：染色体是基因的主要载体，每条染色体上含有一个DNA分子，每个DNA分子含有多个基因，基因在染色体上呈线性排列。
(4)基因是有遗传效应的DNA片段：遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中；碱基排列顺序的千变万化，构成DNA分子的多样性，而碱基的特定的排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性；DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。
4．真核生物中，DNA主要存在于细胞核中，RNA主要存在于细胞质中。
课堂导入
美国科幻电影《侏罗纪公园》中，科学家们利用一只困在琥珀中的、曾吸食过恐龙血的蚊子体内的恐龙DNA制造出了大量的恐龙，并建立了一个恐龙的“侏罗纪公园”的故事。我们知道，生物体的性状是由蛋白质体现的，基因能够控制生物体的性状，那么基因应该是通过控制蛋白质的合成来控制生物体的性状的。基因是怎样指导蛋白质的合成的呢？这一节我们一起来学习基因指导蛋白质的合成。
探究点一 RNA
DNA通过指导蛋白质的合成来控制生物体的性状，在DNA和蛋白质之间，有一种重要的中间产物——RNA。
1．RNA和DNA的区别
比较项目
DNA
RNA
化
学
组
成
基本组成单位
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
碱基
A、G、C、T
A、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)构成人体内核酸的碱基共有5种，核苷酸共有8种，病毒体内的碱基共有4种，核苷酸共有4种。
(2)DNA中的脱氧核苷酸的排列顺序是遗传信息，RNA中是否也有遗传信息？
答案 凡是具有细胞结构的生物，其遗传信息就储存在DNA分子中，组成这些生物细胞的RNA没有储存遗传信息的功能。组成细胞的RNA(如信使RNA)，可以说它携带遗传信息，但不能说它储存遗传信息。只有在HIV、SARS病毒等部分病毒中，它们体内不含在DNA，其遗传信息储存在RNA中。
(3)RNA适合作为DNA的信使：RNA一般是单链，能通过核孔进入细胞质，去指导蛋白质的合成。
2．RNA的种类
项目
信使RNA(mRNA)
转运RNA(tRNA)
核糖体RNA(rRNA)
图示
特点
带有从DNA链上转录下来的遗传信息
一端能与氨基酸结合，另一端有三个碱基，可以与信使RNA的密码子互补配对
由核仁组织区的DNA转录而成，是核糖体的组成物质
功能
携带着特定碱基序列的信息，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酸的载体
与核糖体蛋白质结合在一起，形成核糖体
结构
单链结构
类似于三叶草的叶形
单链结构
归纳提炼
DNA与RNA的判定方法
(1)根据五碳糖种类判定：若核酸分子中含核糖，一定为RNA；含脱氧核糖，一定为DNA。
(2)根据含氮碱基判定：含T的核酸一定是DNA；含U的核酸一定是RNA。
(3)DNA中单、双链的判定：若A≠T、G≠C或嘌呤≠嘧啶，则为单链DNA；若A＝T，G＝C，A＋G＝T＋C，则认为是双链DNA。
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：________、 ________、________。
A
G
C
T
U
甲
60
40
60
40
乙
30
20
20
30
丙
41
23
44
28
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DNA单链。
(2)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DNA，乙是双链DNA。
探究点二 遗传信息的转录
1．概念：在细胞核中，以DNA双链中的一条链为模板，合成mRNA的过程。
2．条件
(1)模板：DNA的一条链。
(2)原料：游离的核糖核苷酸。
(3)能量：ATP。
(4)酶：RNA聚合酶。
3．场所：主要在细胞核中，在线粒体、叶绿体中也能发生。
4．产物：mRNA。
5．过程
(1)第1步(解旋)：DNA双链解开，DNA双链的碱基得以暴露。
(2)第2步(配对)：游离的核糖核苷酸随机地与DNA链上的碱基碰撞，当核糖核苷酸与DNA的碱基互补时，两者以氢键结合。
(3)第3步(连接)：在RNA聚合酶的作用下，新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。
(4)第4步(释放)：合成的mRNA从DNA链上释放。而后，DNA双链恢复。
小贴士 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中的某一有遗传效应的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同。
归纳提炼
DNA复制和转录的比较
复制
转录
时间
细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期
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ATP
RNA聚合酶和ATP
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mRNA
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( )
A．5 B．6 C．8 D．4
问题导析 (1)DNA链中含有4种脱氧核苷酸，RNA中含有4种核糖核苷酸。
(2)DNA中的A、G、C与RNA中的A、G、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。
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．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一般是单链
B．DNA中的五碳糖是核糖，RNA中的五碳糖是脱氧核糖
C．DNA特有的碱基是T，而RNA特有的碱基是U
D．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。
3．信使RNA中核苷酸的顺序是由下列哪项决定的( )
A．转运RNA中核苷酸的排列顺序
B．蛋白质分子中氨基酸的排列顺序
C．核糖体RNA中核苷酸的排列顺序
D．DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序
答案 D
解析 RNA是在细胞核中以DNA一条链为模板合成的，这一过程称为转录。所以信使RNA中核苷酸的排列顺序是由DNA分子中的脱氧核苷酸的排列顺序决定的。
4．如图为真核细胞基因表达的第一阶段：
(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________________________。
(3)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 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 (3)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U配对，T与A配对，G与C、C与G配对。
基础过关
知识点一 RNA
1．有3个核酸分子，经分析共有5种碱基，8种核苷酸，4条多核苷酸链，它们的组成是( )
A．一个DNA分子，两个RNA分子
B．两个DNA分子，一个RNA分子
C．三个DNA分子
D．三个RNA分子
答案 A
解析 3个核酸分子共有5种碱基，这说明在这3个核酸分子当中，既有DNA又有RNA，所以C和D不正确。由题意可知3个核酸分子共有4条多核苷酸链，5种碱基，8种核苷酸，则最多只有一个DNA分子。
2．在人体中由A、T、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可形成核糖核苷酸和脱氧核苷酸两种，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．mRNA与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 B
解析 tRNA是运载氨基酸的工具，是RNA中的一种，与其他种类RNA一样，是单链结构，属于生物大分子，并非只有三个碱基，tRNA在某些部分配对并扭曲成双螺旋状，它的平面形状如三叶草的叶形，其中有三个碱基与mRNA上的密码子配对，称为反密码子。
4．如图为生物体内转运亮氨酸的转运RNA，对此叙述正确的是( )
A．该转运RNA还能识别并转运其他氨基酸
B．亮氨酸只能由该转运RNA转运
C．亮氨酸的密码子是AAU
D．转运RNA是由许多个核糖核苷酸构成
答案 D
解析 一种转运RNA只能转运一种相应的氨基酸，而一种氨基酸可以有多种转运RNA转运，因此A项、B项都错误；亮氨酸的密码子应位于mRNA上，与转运RNA上游离的三个碱基互补，因此亮氨酸的密码子应是UUA，故C项错误；转运RNA是由多个核糖核苷酸脱水缩合而成，其中有三个游离的碱基(反密码子)能与信使RNA上的密码子发生碱基互补配对，D项正确。
知识点二 遗传信息的转录
5．如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需通过两层生物膜才能与核糖体结合
答案 B
解析 图中①链为模板链，②链为RNA，①链中A与②链中U互补配对；③表示RNA聚合酶；转录完成后，②通过核孔进入细胞质，穿过0层膜。
6．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，下列相关叙述正确的是( )
A．图中有5种碱基、8种核苷酸
B．该过程需要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②、③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的过程，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中碱基为300个。图中②为脱氧核糖，③为核糖。
7．一个DNA分子可以转录成的mRNA的种类和个数分别为( )
A．一种，一个 B．一种，多个
C．多种，多个 D．无数种，无数个
答案 C
解析 转录的单位为基因，而基因是有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上可以有多个基因，但不是无数个；而每个基因都可以转录成相应的mRNA，并且这种转录在反复进行，因此一个DNA分子可以转录成多个mRNA。
8．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．两种过程都可在细胞核中发生
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
答案 C
解析 复制和转录都主要在细胞核内进行；都需要酶的参与；复制的原料是4种脱氧核苷酸，转录的原料是核糖核苷酸；两种过程的模板都是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。
能力提升
9．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( )
A．b点时刻，细胞正大量合成RNA
B．d点时刻，细胞中DNA含量达到最大值
C．处于a～c阶段的细胞数目较多
D．c～e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。
10．关于蛋白质生物合成的叙述，正确的是( )
A．一种tRNA可以携带多种氨基酸
B．DNA聚合酶是在细胞核中合成的
C．反密码子是位于mRNA上相邻的三个碱基
D．线粒体中的DNA能控制某些蛋白质的合成
答案 D
解析 一种tRNA只能携带一种氨基酸，但一种氨基酸可能被多种tRNA携带；DNA聚合酶是蛋白质，蛋白质是在核糖体上合成的，核糖体分布在细胞质中；反密码子是位于tRNA上相邻的三个碱基。
11．对于下列图解，说法不正确的是( )
A．在DNA分子的一条单链中相邻的碱基A与T的连接是通过“脱氧核糖－磷酸－脱氧核糖”
B．该过程表示一个DNA分子转录成mRNA
C．该图中的产物穿过0层生物膜进入细胞质
D．该图中共有7种核苷酸
答案 D
解析 DNA单链中相邻的碱基是通过“脱氧核糖－磷酸－脱氧核糖”连接的，A正确；该图示表示DNA转录形成mRNA的过程，B正确；转录得到的产物mRNA通过核孔进入细胞质中，没有穿过生物膜结构，C正确；该图中共有8种核苷酸，D错误。
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
解析 由图可知，是在人体细胞核中发生的转录过程，DNA单链中涉及4种脱氧核苷酸，转录产生的RNA中含4种核糖核苷酸，故该过程涉及8种核苷酸，不同组织细胞表达的基因具有选择性，故转录产生的mRNA有差异。
13．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%，其中一条链中鸟嘌呤与胸腺嘧啶分别占该链碱基总数的22%和28%，则由该链转录的信使RNA中鸟嘌呤与胞嘧啶分别占碱基总数的( )
A．24%,22% B．22%,28%
C．26%,24% 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%。
14．如图表示真核生物体内DNA传递遗传信息的某过程，请据图回答下列问题：
(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____________。
(3)物质③是以DNA的哪一条链为模板形成的？______。试写出③的碱基序列________________________________________________________________________。
(4)组成物质③的基本单位是____________________，它有________种。
(5)如果③中A占26%，U占28%，那么，相应的DNA片段中，T占________，C占________。
答案 (1)C、H、O、N、P (2)转录 细胞核 (3)① CAUGCA (4)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的过程称为转录，主要在细胞核内进行。③是以①为模板转录来的，若③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：
(1)在图中方框内用“→”或“←”标出转录的方向。
(2)b与c在结构组成上相同的化学基团为________，不同的基团为________________。
(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、碱基；不同的成分是五碳糖，前者为脱氧核糖，后者为核糖。(3)转录的启动需要RNA聚合酶，其化学本质是蛋白质。(4)根尖细胞中只有细胞核与线粒体中发生转录，而叶肉细胞中还有叶绿体。
个性拓展
16．为了探究遗传信息的传递途径，科学家做了如下变形虫放射性标记实验(如图)：
分析讨论：
(1)从实验可以看出RNA的合成发生在细胞的哪一部位？
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(2)细胞交换后，B组变形虫的细胞质为什么会出现有标记的RNA分子？
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(3)实验的设计有何巧妙之处？
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答案 (1)放射性首先出现在细胞核，说明细胞核是RNA合成的场所 (2)RNA在细胞核合成之后，会通过核孔运输到细胞质中。B组变形虫细胞质中有标记的RNA分子来自移植过来的A组细胞的细胞核 (3)将两组细胞的细胞核和细胞质互换，形成了相互对照
