1、第第 9 课时课时 遗传信息的表达遗传信息的表达() 目标导读 1.阅读教材 P36内容，概述基因表达的含义并说出 RNA 的作用。2.结合教材图 3 4，理解转录的过程及特点。3.分析教材图 35，了解转录后加工的过程。 重难点击 转录的过程及特点。 一 DNA 的信使RNA 1基因表达的含义 阅读教材 P36内容，结合材料，归纳基因表达的含义。 材料 DNA 分子蕴藏了大量的遗传信息，DNA 分子上碱基排列顺序的不同，决定了基因功 能的差异，进而影响了蛋白质的结构和功能。 上述材料说明基因决定了蛋白质的生物合成，生物体的性状由蛋白质的生物活性体现出来， 遗传学上把这一过程称为遗传信息的表达
2、或基因表达。 2DNA 的信使RNA (1)根据所学知识完成 DNA 和 RNA 化学组成及空间结构的比较 比较项目 DNA RNA 化 学 组 成 基本组 成单位 脱氧核糖核苷酸 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 构成人体内核酸(DNA和RNA都有)的碱基共有5种， 核苷酸共有8种， 病毒体内(只有DNA 或 RNA)的碱基共有 4 种，核苷酸共有 4 种。 DNA 中的脱氧核糖核苷酸的排列顺序贮存了大量的遗传信息，RNA 中是否也贮存遗传信 息？ 答案 凡是具有细胞结构的生物，其遗传信息
3、贮存在 DNA 分子中，RNA 没有贮存遗传信息 的功能。HIV、SARS 等部分病毒体内不含 DNA，其遗传信息贮存在 RNA 中。 (2)阅读教材，结合材料，归纳信使 RNA 的知识。 图示表明，贮存在 DNA 分子上的遗传信息，可以像磁带转录那样转录到 RNA 分子上。这时 的 RNA 起到了一个接受遗传信息和传递遗传信息的作用，称为信使 RNA(mRNA)。在细胞 核内转录好的 mRNA 从核孔中游离出来，到达细胞质的核糖体上，参与蛋白质的合成。 (3)通过上面的学习思考：为什么 RNA 适于作 DNA 的信使呢？ 答案 RNA中的核糖核苷酸具有多种多样的排列顺序， 可以携带遗传信息。
4、 RNA与 DNA 一样，也遵循碱基互补配对原则。RNA 一般为单链，比 DNA 短，能通过核孔从细胞核转 移到细胞质中。 归纳提炼 DNA 与 RNA 的判定方法 (1)根据五碳糖判断 (2)根据碱基判断 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 此甲只能为单链 DNA。 (2)丙中含有碱基 U，因此为 RNA。 答
5、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。 二 遗传信息的转录 阅读教材 P37内容，根据下图，试分析遗传信息的转录过程。 1概念：遗传学上把由 DNA 合成 RNA 的过程称为遗传信息的转录。 2场所：主要在细胞核中，在线粒体、叶绿体中也能发生。 3条件 (1)模板：DNA 的一条链。 (2)酶：RNA 聚合酶，催化核糖核苷酸聚合为 RNA。 (3)原料：游离的核糖核苷酸。 (4)能量：ATP。 (5)产物：RNA。 4过程 (1)解旋：RNA 聚合酶结合在 DNA 模板区域
6、的上游，即启动子部位，随着 RNA 聚合酶的移 动，该部位的 DNA 双螺旋解开成为单链。 (2)合成： 以一条 DNA 链为模板， 按照碱基互补配对原则， 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。作为模板的 DNA 链被称为非编码链；与模板链 互补的 DNA 链被称为编码链。 (3)释放：合成的 RNA 链逐渐被甩出，解旋的两条 DNA 单链很快又结合在一起，恢复为原来 的双螺旋结构。 小贴士 启动子位于 DNA 片段基因的上游，其中的碱基序列虽然不编码蛋白质， 但是对于遗传信息的表达具有调控作用。如果 RNA 聚合酶无法与启动子结合，则转录不能 进行
7、。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 细胞分裂间期 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 四种脱氧核糖核苷酸 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 模板 去向 分别进入两个子代 DNA 分 子中 恢复原样， DNA 分子重新形成双螺 旋结构 特点 边解旋边复制，半保留复制
8、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 RNA 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( ) A5 B6 C8 D4 问题导析 (1)DNA 链中含有 4 种脱氧核糖核苷酸，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 种脱氧核糖核 苷酸，RNA 链上含有 3 种核糖核苷酸，故此段图示
9、中共含有 6 种核苷酸。 三 转录的终止及转录后加工 1转录的终止 转录终止序列的类型： (1)依赖于蛋白质的终止序列：主要是利用蛋白质的水解释放的能量，把新生的 RNA 链释放 出来。 (2)不依赖于蛋白质的终止序列： 是由合成的RNA链的结构决定的， 这段RNA序列富含GC， 且可以形成发夹结构。在发夹结构的下游，新生的 RNA 链末端有一连串的 U，此处转录的 模板与 RNA 之间形成很多 AU 碱基对，由于 AU 之间的氢键是最不稳定的，因此 RNA 链被释放出来。 2转录后 RNA 的加工 (1)有关概念 外显子：是指 DNA 分子中编码氨基酸的序列。 内含子：是指 DNA 分子中不
10、编码氨基酸的序列。 新合成的 RNA 分子中既有内含子又有外显子。通常这样的 RNA 称为前体信使 RNA，它 的序列与作为模板的 DNA 序列完全互补。 (2)加工过程 前体信使 RNA 的内含子在 RNA 自身的催化作用下被切除掉，外显子连接在一起，形成信使 RNA。 小贴士 1前体信使 RNA 的长度大于 mRNA，因为在形成 mRNA 时内含子部分被切除。 2只有外显子部分的碱基序列才能编码蛋白质。 3如果用加工后的 mRNA 与转录的模板链杂交，会形成一些没有配对的环状结构，这些就 是转录模板中的内含子部分。 4只有真核细胞的 DNA 具有外显子和内含子，原核细胞 DNA 中无外显子
11、和内含子之分。 归纳提纳 转录产物 RNA 的类型及比较 项目 信使 RNA (mRNA) 转运 RNA (tRNA) 核糖体 RNA (rRNA) 图像 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， 与信使RNA 的碱基互补配对 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 活学活用 3信使 R
12、NA 中核糖核苷酸的排列顺序是由下列哪项决定的( ) A转运 RNA 中核糖核苷酸的排列顺序 B蛋白质分子中氨基酸的排列顺序 C核糖体 RNA 中核糖核苷酸的排列顺序 DDNA 分子中脱氧核糖核苷酸的排列顺序 答案 D 解析 信使RNA中核糖核苷酸的排列顺序是由DNA分子中脱氧核糖核苷酸的排列顺序决定 的。 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糖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
13、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下列哪项是 DNA 复制和遗传信息的转录过程中完全相同的地方( ) A解旋 B碱基配对的原则 C模板链 D核苷酸 答案 A 解析 DNA 的复制和转录过程中都有解旋现象。 3下列有关 DNA 和 RNA 的叙述中，正确的是( ) ADNA 和 RNA 是同一物质在不同时期的两种形态 BDNA 和 RNA 的基本组成单位是一样的 CAGCTGA 既可能是 DNA 的碱基序列，也可能是 RNA 的碱基序列 DmRNA 上的碱基序列取决于 DNA 的碱基序列 答案 D 解析 DNA 和 RNA 是不同的物质，两者的基本
14、组成单位不同，分别是脱氧核糖核苷酸和核 糖核苷酸，DNA 特有的碱基是 T(胸腺嘧啶)，RNA 中不含 T。mRNA 是以 DNA 为模板转录 来的，mRNA 上的碱基序列取决于 DNA 的碱基序列。 4有 3 个核酸分子，经分析有 5 种碱基，8 种核苷酸，4 条多核苷酸长链，它的组成是( ) A1 个 RNA,2 个 DNA B3 个 DNA C1 个 DNA,2 个 RNA D3 个 RNA 答案 C 解析 因为 DNA 和 RNA 共含有 5 种碱基，8 种核苷酸，且 1 个 DNA 分子含有 2 条多核苷 酸链，而 1 个 RNA 分子只含 1 条多核苷酸链，满足条件的只有 C 项。
15、 5.如图为真核细胞基因表达的第一阶段，请回答问题。 (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 ATGC1234，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 胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸 (3)AUGC2143 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。