2024年高中生物新教材同步必修第二冊 學習筆記第4章 本章知識網絡

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傳遞遺傳信息表達遺傳信息途徑（基因和環(huán)境相互作用）

（生薄過程）（個體發(fā)育過程中）

基因（DNA）的基本功能

第4章基因的表達

第1節(jié)基因指導蛋白質的合成

第1課時RNA的結構和功能、遺傳信息的轉錄

［學習目標］1.概述RNA的結構、種類和功能。2.概述遺傳信息轉錄的過程。

一、RNA的結構和功能

教材梳理

1.RNA的組成

元素組成：C、H,0、N、P

/磷酸

__________《含氮的堿基：________

基本?單位：（4種）

［聚合、核糖

核糖「甘酸鏈

RNA（通常是）

2.DNA和RNA的比較

比較項目DNARNA

分布主要是______主要是________

基本單位

磷酸一分子磷酸一分子磷酸

化學

五碳糖

組成

堿基A、____、G、CA、____、G、C

結構一般為______

3.RNA的種類和功能

種類功能示意圖

mRNA作為DNA的______,是蛋白質合成的模板

rRNA________的組成成分

Crn^nzO

tRNA轉運________,識別密碼子

【判斷正誤】

（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（）

核心探火

任務一：信使物質是RNA的實驗證據和原因

1.信使物質是RNA的實驗證據

實驗1：科學家用洋蔥根尖和變形蟲進行了實驗，發(fā)現若加入RNA酶降解細胞中的RNA,

則蛋白質合成就停止，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。

實驗2：科學家經過實驗發(fā)現，用噬菌體侵染細菌，在培養(yǎng)基中添加含14c標記的尿喘噫，

培養(yǎng)一段時間后，把細菌裂解離心，分離出RNA與核糖體。分離出來的RNA有14c標記，

將分離得到的RNA分別與細菌的DNA和噬菌體的DNA雜交(雜交的原理是堿基互補配對原

則)，發(fā)現RNA只能與噬菌體DNA形成雙鏈雜交分子。

(1)根據實驗1可以得出什么結論？

(2)實驗2為什么選擇14C的尿喀咤作為標記物?

(3)實驗2中分離出的含14c標記的RNA,能與噬菌體的DNA分子形成雜交分子，不能與細

菌的DNA結合，說明什么問題？

(4)綜合實驗1和實驗2,嘗試寫出DNA控制蛋白質合成的過程?

2.為什么RNA適于作DNA的信使?

典題應用

1.下列關于RNA的敘述，錯誤的是()

A.有些RNA可催化細胞內的某些生化反應

B.RNA的基本單位由磷酸、核糖和含氮堿基組成

C.RNA參與構成核糖體

D.RNA參與構成細胞膜

2.(2022?貴州遵義高一期中)下列關于DNA和RNA的敘述，錯誤的是()

A.DNA和RNA都能攜帶生物的遺傳信息

B.真核細胞中RNA主要分布在細胞質中

C.原核細胞中同時含有DNA和RNA分子

D.RNA分子徹底水解的產物有5種

二、遺傳信息的轉錄

教材桅理

1.概念：RNA是在_______中，通過RNA聚合酶以為模板合成的，這一過

程叫作轉錄。

2.過程

3紅卬?5,解旋：在RNA聚合酶的作用下，使DNA

國彰?雙鏈解開，暴露

?原則:堿基互補配對(A-_,T—,

G-C^-GF

模板：解開的DNA雙鏈中的

原料：游離的種

ZECLL4

ZOU酶：_____________

-X-?Tr、連接，

結果：形成一個

ZSZKT

srsz

約DNA

合成的mRNA從鏈上釋放

DNA雙鏈恢復成結構

5'"5’，

【判斷正誤】

(1)轉錄只發(fā)生在細胞核內()

(2)遺傳信息轉錄的產物只有mRNA()

(3)轉錄以DNA的兩條鏈作為模板，以4種核糖核甘酸為原料()

(4)轉錄是以DNA完整的一條鏈為模板合成RNA的過程()

核心探「

任務二：轉錄的過程和轉錄與DNA復制的比較

1.遺傳信息的轉錄

如圖表示某真核生物細胞內DNA的轉錄過程，請據圖分析回答下列問題:

「「G

C<GGTCA

⑴圖中遺傳信息的轉錄方向為___(用“f”或“一”表示)；RNA鏈延伸的方向是由-

端到一端。

(2)a為啟動上述過程必需的有機物，其名稱是,其作用：①作用于氫鍵，使DNA

雙螺旋;②催化核糖核昔酸連接到RNA鏈上(形成鍵)。

(3)b和c的名稱分別是、o

(4)此過程中的堿基配對方式為=

2.真核細胞的轉錄及與DNA復制的比較

(1)轉錄與DNA復制有什么共同之處？這對遺傳信息的轉錄有什么意義?

(2)與DNA復制相比，轉錄所需要的原料和酶各有什么不同？

(3)轉錄時，DNA的一條鏈作為轉錄的模板鏈，可為反意義鏈，與其互補的另一條鏈稱為有

意義鏈。如圖表示一個DNA分子的片段，討論相關問題。

5'-TACGCTCCGTACCC-3'非模板鏈(有意義鏈)

3'-ATGCGAGGCATGGG-5z模板鏈(反意義鏈)

①寫出該片段轉錄出的mRNA中的堿基排列順序。

②轉錄出的mRNA堿基序列與DNA模板鏈的堿基序列有什么關系？

③轉錄出的mRNA堿基序列與DNA非模板鏈的堿基序列有哪些異同？

「核心歸納」

1.DNA復制和轉錄的比較

項目DNA復制轉錄

時間細胞分裂前的間期生長發(fā)育過程

場所主要在細胞核或擬核中，少部分在線粒體、葉綠體、質粒中

解旋完全解旋只解有遺傳效應的片段(基因)

模板DNA的兩條鏈均為模板DNA的一條鏈上某片段

原料四種脫氧核甘酸四種核糖核甘酸

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、GY

特點半保留復制，邊解旋邊復制邊解旋邊轉錄

方向新鏈從5,一端一3"一端延伸

產物2個子代DNA分子mRNA、tRNA、rRNA

意義使遺傳信息從親代傳遞給子代，從遺傳信息從DNA傳遞到

而保持了遺傳信息的連續(xù)性RNA(mRNA)上，為翻譯作準備

2.有關轉錄的問題分析

⑴轉錄不是轉錄整個DNA,是轉錄其中的基因。

⑵轉錄時不需要解旋酶。

(3)完成正常使命的RNA易迅速降解，從而保證生命活動的有序進行。

(4)線粒體、葉綠體中也可進行轉錄。

(5)細胞核中轉錄形成的RNA通過核孔進入細胞質，穿過0層膜，需要消耗能量。

(6)轉錄時，邊解旋邊轉錄，單鏈轉錄。

典題或用^

3.(2023?上海靜安區(qū)高一聯考)如圖為真核生物細胞核內轉錄過程的示意圖，下列說法不正確

的是()

A.①鏈的堿基A與②鏈的堿基U互補配對

B.②是以4種核糖核甘酸為原料合成的

C.如果③表示酶分子，則它的名稱是RNA聚合酶

D.轉錄完成后，②需要通過兩層生物膜才能與核糖體結合

4.如圖中甲、乙表示真核生物遺傳信息傳遞的兩個過程，丙為其中部分片段的放大示意圖。

下列有關分析正確的是()

-I-?~?-ra斑

ATCG

UAGC』

「?」b鏈

甲乙丙

A.圖中酶1和酶2是同一種酶

B.圖丙中b鏈可能是構成核糖體的成分

C.圖丙是圖甲的部分片段放大

D.圖乙所示過程在高度分化的細胞中不會發(fā)生

■網絡構建

核酸?基本單位：核糖核甘酸

結構：一般是單鏈

?種類：3種

主要模板：原料：產物:

場所：DNA分子4種核糖mRNA

細胞核的一條鏈核昔酸RNA'tRNA

rRNA

第2課時遺傳信息的翻譯、中心法則

［學習目標］L概述遺傳信息翻譯的過程。2.概述中心法則的內容和實質。

一、遺傳信息的翻譯

教材梳理

1.翻譯的概念：游離在__________中的各種氨基酸，以為模板合成具有一定氨

基酸順序的蛋白質，這一過程叫作翻譯。

‘場所：細胞質的上

模板：_________

原料：21種

能量：ATP

搬運工具：tRNA

.產物：具有一■定氨基酸順序的蛋白質

2.堿基與氨基酸之間的對應關系

⑴推測

①如1個堿基決定1個氨基酸，則4種堿基只能決定種氨基酸。

②如2個堿基決定1個氨基酸，則4種堿基只能決定種氨基酸。

③如3個堿基決定1個氨基酸，則4種堿基能決定一種氨基酸，這種方式能夠滿足組成蛋

白質的21種氨基酸的需要。

(2)密碼子

①概念：mRNA上決定1個氨基酸的o

②密碼子表

a.密碼子種類：種。

b.起始密碼子：2種，包括AUG和,其中后者只在原核生物中作為起始密碼子時編

碼甲硫氨酸，其他情況下編碼O

c.終止密碼子：共3種，包括UAA、和UGA；不編碼氨基酸，是翻譯的信號,

但在特殊情況下UGA可以編碼。

3.tRNA的結構和功能特點

⑴結構和功能

結合—

的部位

=乙堿基配對

(通過—鍵相連)

名稱：___________;

作用：與mRNA上的互補配對

(2)功能特點：每種tRNA只能識別并轉運氨基酸。

4.翻譯過程

mRNA進入細胞質.

攜帶______的tRNA

進入位點1

1a

氨基酸由對應tRNA運輸:411alxUltH3

繼續(xù)肽鏈的合成.直到

核糖體遇到mRNA的_

,合成才終止

【判斷正誤】

(l)tRNA由3個堿基構成()

(2)mRNA在核糖體上移動翻譯出蛋白質()

(3)每種氨基酸僅由一種tRNA轉運()

核心探討

任務一：分析密碼子的特點

1.從密碼子表可以看出，一種氨基酸可能有幾個密碼子，這一現象稱作密碼子的簡并。你認

為密碼子的簡并對生物體的生存發(fā)展有什么意義？

2.地球上幾乎所有的生物體都共用同一密碼子表。根據這一事實，你能想到什么？

任務二：翻譯的過程

1.如圖是翻譯過程的示意圖，請據圖分析回答下列問題:

甲

乙

(1)判斷圖甲中核糖體沿著mRNA移動的方向，并根據教材中的密碼子表，寫出圖甲中翻譯

出的氨基酸序列。

(2)圖乙中①⑥分別是什么分子或結構？核糖體移動的方向是怎樣的？

(3)最終合成的多肽鏈②③④⑤的氨基酸序列相同嗎？為什么？

(4)圖乙所示的翻譯特點，其意義是什么？

2.請據圖概括真核細胞和原核細胞轉錄、翻譯的區(qū)別。

細胞核

細胞質基基普7核孔與4

K5

總CGAAC'A

叫史再G/

核‘孤'廣信使RNA

真核生物轉錄、翻譯示意圖

核

糖

體

」

歸納

「核心

比較

翻譯的

轉錄與

制、

A復

DN

1.

翻譯

轉錄

復制

項目

個過程

育的整

個體發(fā)

期

的間

分裂前

時間

質

細胞

細胞核

主要是

細胞核

主要是

場所

條鏈

的一

DNA

模板

A

mRN

條鏈

的兩

DNA

原料

甘酸

脫氧核

游離的

4種

酸

氨基

21種

甘酸

核糖核

游離的

4種

肽鏈

產物

RNA

DNA

堿基

、

—G

A、C

、T—

A—T

、

—G

A、C

、U—

—U

、A

—G

A、C

、T—

A—U

配對

G—C

G—C

G—C

算

達的計

基因表

2.

系圖

⑴關

蛋白質

A

mRN

)

(基因

DNA

T

CG

酸數目

氨基

數目

堿基

目

堿基數

1

:

3

:

6

于

數要大

的堿基

所含有

NA)上

基因(D

實際上