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(共62张PPT)
第1节 基因指导蛋白质的合成
第1课时 遗传信息的转录
任务一 RNA的组成及种类
任务二 遗传信息的转录
一、RNA的组成及种类
1. 的结构
(1)基本组成单位：____________。
核糖核苷酸
核糖
鸟嘌呤
尿嘧啶
(2)空间结构：一般是______结构,而且比 ____。
单链
短
2.的种类：信使 、_________、___________。
转运
核糖体
二、遗传信息的转录
1.概念： 是在细胞核中,通过__________酶以______________为
模板合成的，这一过程叫作转录。
聚合
的一条链
2.过程(以 的合成为例)：当细胞____________________时，
____________与编码这个蛋白质的一段结合，使 双链解开，
双链的碱基得以暴露。细胞中游离的____________与____________
上的碱基互补配对，在____________的作用下，依次连接，然后形
成一个 分子。
开始合成某种蛋白质
聚合酶
核糖核苷酸
模板链
聚合酶
(1)主要有、和三种,都无碱基 。( )
√
(2)与相比， 特有的物质是核糖和尿嘧啶。( )
√
(3)转录主要发生在细胞核中, 的两条链同时作为模板。( )
×
[解析] 转录主要发生在细胞核中，线粒体和叶绿体中也能进行转录，
转录的模板是 的一条链。
(4) 分子中可存在氢键。( )
√
(5)转录过程中，上的三个碱基是,则 模板链上对应的
三个碱基是 。( )
×
[解析] 上的三个碱基是,则 模板链上对应的三个碱基
是 。
(6)参与转录过程的酶有解旋酶、 聚合酶等。( )
×
[解析] 转录过程不需要解旋酶的参与。
任务一 RNA的组成及种类
【情境】 向洋葱根尖细胞和变形虫中加入酶(水解 的酶)，
细胞中的蛋白质合成就停止了,一段时间后再加入从酵母菌中提取的
，则又重新合成了一定数量的蛋白质。
［分析］ 由上述情境可知， 具有什么功能？
[答案] 说明 与蛋白质的合成有关。
【资料】 阅读教材P64、P65 RNA的组成及种类的相关知识。
［分析］
(1)完善下表，比较和 结构的异同
比较项目
组成 单位 基本组成单 位不同 ____________ ____________
五碳糖不同 __________ ______
碱基不同 特有的是 ______________ 特有的是
____________
结构不同 ____________ 一般为______
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
脱氧核糖
核糖
胸腺嘧啶(或)
尿嘧啶(或)
双螺旋结构
单链
(2)分析 的种类和功能:
① 的信使，_______的模板；
② ———识别并转运_________；
③ ————________的组成成分之一。
翻译
氨基酸
核糖体
注意：一般是单链,但可以有双链区域，比如 。
信使
转运
核糖体
适于作 的信使的原因
(1)的分子结构与 很相似,也是由核苷酸连接而成。
(2)在与单链的关系中,遵循“碱基互补配对原则”，但 与A配对。
(3)一般比 短，能够通过核孔从细胞核转移到细胞质中。
例1 [2024·四川成都月考] 如图表示细胞中两种分子的结构，下列叙
述错误的是( )
A.①可作为真核生物的遗传物质
B.①分子的特异性取决于双螺旋结构
C.②分子中也存在碱基互补配对
D.②是，不含碱基
√
[解析] ①是 ，可作为真核生物的遗传物质，A正确；①分子的
特异性取决于脱氧核苷酸的排列顺序，B错误；②是， 是
三叶草状的单链结构，有的区域有碱基互补配对，有的区域没有，C
正确；②是，不含碱基 ，D正确。
［方法提炼］ 辨析和 的方法
(1)根据五碳糖种类判断:若有核糖,一定为 ;若有脱氧核糖,一定为
。
(2)根据含氮碱基种类判断:若含,一定为;若含,一定为 。
(3)根据含氮碱基含量的比较判断:若嘌呤数 嘧啶数,则肯定不是双链
。
任务二 遗传信息的转录
【情境1】 如图为以为模板转录产生 的示意图。
碱基
U
A
核糖核苷酸
聚合酶
双螺旋
［分析］
(1)请在图中补充完善 的合成过程。
(2)转录过程所需的条件:______、______、______、____。
(3) 聚合酶的作用:________________________________________
_________。
(4)遗传信息流向：____________。
模板
原料
能量
酶
使双链解开;在子链的端连接游离的核糖核苷酸
(5)从碱基序列角度分析，转录形成的的碱基序列与其 模板
链的关系是______________________；与非模板链的区别是_______
______________________________________________________。
碱基序列是互补配对的
碱基序列基本相同,只是链上碱基的位置,对应链上是碱基
(1)转录的产物不仅仅是，和 也是转录的产物。
(2)转录特点：边解旋边转录，单链转录。
(3)一个包含若干基因的 分子中,各个基因转录的模板链不一定相
同,但都以基因的一条链为模板。
【情境2】 如图为某真核生物体内的两种生理过程。
［分析］
(1)甲、乙所代表的生理过程分别是真核生物体内的__________、
______。
(2)在根尖细胞中,上述过程发生的场所相同,都可发生在____________
____内。
复制
转录
细胞核、线粒体
(3)甲、乙过程的区别
①甲过程的原料是____________，参与的酶是___________________；
乙过程的原料是____________，参与的酶是____________。
②甲过程以的____条链为模板,乙过程以 的____条链为模板。
脱氧核苷酸
解旋酶、聚合酶
核糖核苷酸
聚合酶
两
一
③甲过程中碱基A与碱基___配对,乙过程中模板链上的碱基A与碱基
___配对。
T
U
④复制是一个分子完整复制,形成____个 分子,转录是以
基因为单位进行的,在 分子中只有处于表达状态的片段(基因)才
会被转录,形成____条单链 。
两
一
(4)核 分子的上述两过程______(填“能”或“不能”)发生在细胞周期
的分裂期，其原因是__________________________________________。
不能
分裂期染色体高度螺旋化，分子不能解旋
例2 转录是 的遗传信息被转
化成 的遗传信息的过程，如
图表示真核生物转录过程模式图。
下列叙述正确的是( )
A.聚合酶在模板链上的移动方向为
B. 杂合区域存在4种碱基和8种核苷酸
C.转录过程中游离核糖核苷酸有序地与 模板链上的碱基碰撞并
配对
D.转录产物与非模板链碱基序列一致(不考虑碱基与 的差异)
√
[解析] 聚合酶在模板链上的移动方向为 ，A错误；
杂合区域存在5种碱基、、C、、 和8种核苷酸，B
错误；游离核糖核苷酸与 模板链上的碱基碰撞是无序的，C错误；
转录产物的碱基序列与模板链互补，不考虑碱基与 差异的情况下
与 非模板链一致，D正确。
例3 ［教材改编］ 转录是以的一条链为模板,合成 的过程,
若转录时模板链中的碱基序列为 ,则转录形
成的 中碱基序列为( )
A. B.
C. D.
[解析] 转录时遵循碱基互补配对原则:、、、 ,
所以合成的中对应碱基序列为 ,C正确,A、B、
D错误。
√
例4 [2024·河北石家庄月考] 如图表示真核生物核 的部分遗传信
息流，下列叙述错误的是( )
A.酶A、酶B与酶C都能催化氢键断裂
B.图中两个过程分别是 复制和转录
C.图中两个过程也可发生在叶绿体和线粒体中
D.图中两个过程均可发生在有丝分裂前的间期
√
[解析] 由题图可知，酶A为 聚合酶，不能催化氢键断裂，酶B为
解旋酶，酶C为 聚合酶，酶B与酶C能催化氢键断裂，A错误；从
模板链的角度分析可知，图中两个过程分别是 复制(两条链充当
模板)和转录(一条链充当模板)，B正确；线粒体和叶绿体中也存在
分子，也会发生 的复制和转录，C正确；有丝分裂前的间期
会发生 的复制和转录，D正确。
1．甲（ATGGTGGGAATT）是一段单链DNA片段，乙是该片段的转录产物，丙（A—P~P~P）参与转录过程。下列叙述错误的是（ ）
A．三者的组分中均有腺嘌呤
B．甲、乙共由6种核苷酸组成
C．丙的水解产物参与合成甲
D．丙为乙的合成直接提供能量
√
[解析] 转录的产物是RNA，丙为ATP，DNA、RNA和ATP中均含有腺嘌呤，A正确；甲中含有A、T、G三种碱基，构成三种脱氧核糖核苷酸，乙是甲片段的转录产物，根据碱基互补配对可知含有U、A、C三种碱基，构成三种核糖核苷酸，故甲、乙共由6种核苷酸组成，B正确；丙是ATP，水解脱掉两个磷酸后形成的A—P（腺嘌呤核糖核苷酸）是构成RNA（乙）的基本单位，C错误；ATP是生命活动的直接能源物质，因此丙为乙的合成直接提供能量，D正确。
2．能进行DNA转录的场所有（　　）
①细胞核 ②线粒体 ③叶绿体 ④核糖体 ⑤拟核
A．①②③⑤ B．①③④⑤ C．①②③④ D．①②④⑤
√
[解析]真核生物DNA转录的场所有细胞核、线粒体、叶绿体；原核生物没有成形的细胞核，除核糖体外无其他细胞器，但核糖体中无DNA，因此原核生物在拟核区转录。由此可知，能进行DNA转录的场所有①②③⑤，故选A。
3．DNA 分子的解旋发生在哪一过程中 （ ）
A．只在转录过程中
B．只在翻译过程中
C．只在 DNA 分子的复制过程中
D．复制和转录过程中都有发生
√
[解析] DNA分子的复制和转录过程都是以单链DNA分子为模板进行的，因此都存在DNA分子的解旋过程，翻译的模板是mRNA，因此翻译过程不发生DNA分子的解旋，A、B、C错误，D正确。
4． CHD1L基因与肝癌的发生密切相关,其在肝癌细胞中的表达水平远高于在正常细胞中的表达水平,如图表示CHD1L基因的转录产物LINC00624与CHD1L基因的转录阻遏复合体结合,加速转录阻遏复合体降解的过程。下列表述错误的是 ( )
A.该过程发生的主要场所是细胞核，α链的右端是3'端
B.LINC00624的形成需要RNA聚合酶的参与
C.β链与LINC00624的结合部位存在T—A、A—T、C—G、G—C四种碱基配对方式
D.若CHD1L基因有200个碱基对,其中A占10%,则该基因复制两次,需要消耗游离的胞嘧啶480个
√
[解析]据图分析，图示表示以β链为模板合成RNA的过程，即转录，转录的场所主要是细胞核，转录时mRNA的延伸方向是5'→3'，启动子位于β链左端，即mRNA由左向右合成，则可推知β链的右端是5'端，DNA的两条链反向平行，故α链右端是3'端，A正确；LINC00624的形成是以DNA为模板，4种核糖核苷酸为原料，需要RNA聚合酶的参与，B正确；β链与LINC00624的结合部位存在T—A，A—U，C—G，G—C四种碱基配对方式，C错误；若CHD1L基因有200个碱基对，即400个碱基，其中A占10%，A=T=40，则C=G=160，则该基因复制两次，需要消耗游离的胞嘧啶=(22 1)×160=480(个)，D正确。
练习册
知识点一 RNA的组成及种类
1.下列关于真核细胞中 的叙述，错误的是( )
A.、和都是以作为模板合成的，需要 聚合
酶参与
B.细胞核中的 合成后会穿过核膜到细胞质中发挥作用
C.同一个体的不同细胞中可以合成同种
D.可能作为信使将遗传信息从 传递给蛋白质
√
[解析] 真核细胞中的都是由转录而来的，需要 聚合酶
的参与，A正确；细胞核中的 合成后会通过核孔进入细胞质中发
挥作用，B错误；同一个体的不同细胞中可以合成相同的 ，如
指导合成水解酶的，C正确； 作为信使将遗传信息
从 传递给蛋白质，D正确。
2.下列关于真核细胞中和 的比较，正确的是( )
A.含有的碱基相同
B.含有的五碳糖不同
C.从结构上比较,多为单链结构, 通常为双链结构
D.在细胞内分布的主要部位相同
[解析] 构成的碱基有A、、、C，构成的碱基有A、、 、
C，两者含有的碱基不完全相同，A错误；组成 的五碳糖是脱氧
核糖，组成的五碳糖是核糖，B正确；从结构上比较, 一般
为双链结构,通常为单链结构,C错误；真核细胞中 主要分布
在细胞核中， 主要分布在细胞质中，D错误。
√
3.“世界假说”认为：最早出现的生物大分子很可能是 ，它兼
具了和蛋白质的功能。下列关于 的结构和功能叙述错误的
是( )
A. 分子中磷酸和核糖通过氢键连接
B. 合成过程可以在细胞核外发生
C. 是核糖体的组成成分
D.与 中所含元素的种类相同
√
[解析] 分子中连接磷酸和核糖的化学键不是氢键，A错误；线
粒体、叶绿体等中也可以合成，B正确；即核糖体 ，
是核糖体的组成成分，C正确；与所含元素均为C、、 、
和 ，D正确。
知识点二 遗传信息的转录
4.[2024·江苏南通期中]以下关于真核生物转录的叙述，错误的是
( )
A.主要在细胞核中进行 B.需要的酶是 聚合酶
C.以 的两条链为模板 D.需要的原料是核糖核苷酸
[解析] 转录是以的一条链为模板合成 的过程，该过程主要
发生在细胞核中，此外在线粒体和叶绿体中也可发生，A正确，C错
误；转录过程需要聚合酶的催化，B正确；转录的产物是 ，
所需原料是核糖核苷酸，D正确。
√
5.[2024·山东泰安期中]下图表示真核细
胞某基因的转录过程。有关叙述错误的
是( )
A.转录结束后①和②重新形成双螺旋结
构
B.图中③的左端为 端
C.④是游离的脱氧核苷酸
D.该过程中存在 与A的碱基配对方式
√
[解析] 转录开始时双螺旋解开，结
束后①和②重新形成双螺旋结构，
A正确；图中③链为 ，其延伸
方向为，所以其左端为 端，
B正确；④是形成 的原料，是游离的核糖核苷酸，C错误；该过程中
中的可以与 中的A配对，D正确。
6.[2024·浙江宁波期中]对于下列图解，正确的说法有( )
①表示复制过程 ②表示
转录过程 ③共有5种碱基 ④共有
5种核苷酸 ⑤共有8种核苷酸
均代表同一种核苷酸
A.②③⑤ B.④⑤⑥ C.②③④ D.①③⑤
√
[解析] 图示过程是以为模板合成 的转录过程，①错误，②
正确；图中共有A、、C、、 种碱基，③正确；图中有4种脱氧
核苷酸、4种核糖核苷酸，共8种核苷酸，④错误，⑤正确；图中A代
表两种核苷酸，即腺嘌呤脱氧核苷酸和腺嘌呤核糖核苷酸，⑥错误。
故A正确，B、C、D错误。
7.如图为人珠蛋白基因与其成熟 杂交示意图，①～⑦表示
基因的不同功能区。下列相关叙述错误的是( )
A.图中可能含有5种碱基、8种核苷酸
B.珠蛋白基因转录得到的成为成熟 可能经过了剪接
过程
C.图中碱基配对方式有、、和
D.细胞中 珠蛋白基因开始转录时，能识别和结合基因序列的酶是
聚合酶
√
[解析] 图中同时含有和 ，故可能含有5种碱基、8种核苷酸，
A正确；图中单链的③⑤不能和杂交，说明 珠蛋白基
因转录得到的成为成熟 可能经过了剪接过程，B正确；
图中碱基配对方式有、、和 ,C错误；细胞中
珠蛋白基因开始转录时，能识别和结合基因序列的酶是 聚合
酶，D正确。
8.关于核 复制与转录的叙述，正确的是( )
A. 复制与转录过程中碱基配对方式完全相同
B.在细胞分裂期，染色体高度螺旋化后，基因转录水平上升
C.复制与转录过程中都需要解旋酶解开 双链
D.转录时，不同基因的模板链可能不同，但特定的某一基因模板链
固定
√
[解析] 复制过程中碱基配对方式为、、、 ，
转录过程中碱基配对方式为、、、，所以
复制与转录过程中碱基配对方式不完全相同，A错误；在细胞分裂期，
染色体高度螺旋化后， 不能解旋，基因转录水平下降，B错误；
是双螺旋结构，复制时需要解旋酶解开 的双链，而转录过
程中不需要解旋酶的参与，C错误；一个 分子上不同的基因转录
的模板链可能是不同的，但特定的某一基因模板链固定，D正确。
9.[2024·福建泉州月考]核糖体由和蛋白质组成,是以 为
模板转录形成的。转录的称为 。 以下叙述正确的是
( )
A.蓝细菌等原核生物中无
B.人体细胞 可能存在于核仁
C.转录的过程中，不存在 碱基配对
D.人体不同细胞转录产生的 不同
√
[解析] 蓝细菌的遗传物质是，且含有核糖体，核糖体的 是
由转录形成的，故蓝细菌存在 ，A错误；人体细胞的核仁
参与形成，转录的称为，则人体细胞 可能
存在于核仁，B正确；转录的过程中，由于模板链上有碱基 ，
因此存在碱基配对，C错误； 是构成核糖体的成分，不同
细胞中核糖体是相同的，故人体不同细胞转录产生的 是相同的，
D错误。
10.许多抗肿瘤药物是通过干扰肿瘤细胞 功能或代谢过程而发挥
疗效的，如丹参酮能抑制 聚合酶活性，羟基脲能阻止脱氧核糖
核苷酸的合成，放线菌素D能抑制 的模板功能等。据此信息分析，
下列叙述错误的是( )
A.丹参酮处理后，肿瘤细胞 复制过程中子链无法正常延伸
B.羟基脲处理后，肿瘤细胞 复制和转录过程都出现原料匮乏
C.放线菌素D处理后，肿瘤细胞中 复制受到抑制，转录过程也受
到抑制
D.将三种药物精准导入肿瘤细胞的技术可减弱它们对正常细胞的不
利影响
√
[解析] 丹参酮能抑制聚合酶活性，进而导致 复制过程中子
链无法正常延伸，A正确； 复制的原料是脱氧核糖核苷酸，转录
的原料是核糖核苷酸，所以羟基脲处理后，肿瘤细胞中 复制过
程出现原料匮乏，但不影响转录过程所需材料，B错误； 复制和
转录都要以链为模板，放线菌素D处理后，肿瘤细胞中 复制
和转录过程都会受到抑制，C正确；三种药物对正常细胞也会发挥作
用，故将三种药物精准导入肿瘤细胞的技术可减弱其对正常细胞的
不利影响，D正确。
11.[2024·山东聊城期中] 当某些基因转录形成的 分子难与模板
链分离时，会形成杂交体，这时非模板链、
杂交体共同构成环结构。研究表明环结构会影响 复制、转录
和基因的稳定性等。下图是原核细胞 复制及转录相关过程的示
意图。分析回答：
(1)酶C除能催化核苷酸之间的连接外，还能催化氢键______
(填“合成”或“断裂”)。
断裂
[解析] 酶C催化的形成，是 聚合酶。酶C催化氢键断裂的同
时，催化核苷酸之间形成磷酸二酯键，进而形成 分子。
(2)环结构通常出现在非转录模板链上含较多碱基的片段，
环中含有碱基 的核苷酸有____________________________________
(写出名称)，富含的片段容易形成 环的原因是_________________
________________________________________。
鸟嘌呤脱氧核苷酸和鸟嘌呤核糖核苷酸
模板链与之间形成的氢键数目多，不易脱离模板链
[解析] 环包括链和链，含有碱基 的核苷酸有鸟嘌呤脱氧
核苷酸和鸟嘌呤核糖核苷酸；富含的片段模板链与 之间形成
的氢键数目多，不易脱离模板链，容易形成 环。
(3)研究发现原核细胞复制速率和转录速率相差很大。当 复
制和基因转录同时同向进行时，如果转录形成环，则 复制会被
迫停止，这是由于__________________________。
环阻碍解旋酶(酶B)的移动
[解析] 酶B是解旋酶，当 复制和转录同时同向进行时，若转录
过程形成环，环会阻碍解旋酶(酶B)的移动，使 复制被迫停止。
12.为了探究 的转录过程，有人在实验室中进行了如下模拟实验，
请分析回答相关问题：
实验方案：将从大肠杆菌中提取的 聚合酶加入含有足量的四种
核糖核苷酸的试管中，并将试管放在适宜温度条件下培养，一段时
间后，测定其中的 含量。
(1)该实验中______(填“能”或“不能”)检测出 ，原因是__________
_______________。
不能
缺乏模板和(能量)
[解析] 由于试管中只有聚合酶和四种核糖核苷酸，没有 模
板和等，所以不能检测出 。
(2)人们通过研究发现，有些抗生素能阻断细菌细胞内蛋白质的合成，
从而抑制细菌的繁殖。现发现一种新型抗生素，请你根据上述模拟
实验的方法，探究这种抗生素能否阻断细菌和人体 的转录过程。
实验步骤：
第一步：取A、B、C、支试管，各加入足量的 、4种核糖核
苷酸和相关的酶。
第二步：向A试管中滴加适量一定浓度的抗生素溶液，B试管中滴加
等量的蒸馏水，同时向A、B试管中加入等量且相同的细菌 。
第三步：向C试管滴加适量一定浓度的抗生素溶液，D试管中滴加等
量的蒸馏水，同时C、D试管中加入_____________________。
第四步：将A、B、C、 支试管放在相同且适宜的条件下培养一段
时间后，检测4支试管中______________。
预期实验结果并得出实验结论：该实验有可能会出现___种实验结果，
如果出现_____________________________________________，则说
明该抗生素只阻断细菌的转录，不阻断人体 的转录。
等量且相同的人体
有无生成
试管中无生成，B、C、D试管均有生成
[解析] 本实验自变量为是否加入某种抗生素和 种类，因变量是
是否产生 。故实验步骤中第三步：向C试管滴加适量一定浓度的
抗生素溶液，D试管中滴加等量的蒸馏水，同时C、D试管中加入等
量且相同的人体 (作为转录模板)。第四步：检测4支试管中有无
生成。预期实验结果并得出实验结论：可能出现4种结果，①能
阻断细菌转录而不能阻断人体转录；②能阻断细菌 转
录也能阻断人体转录；③不能阻断细菌 转录也不能阻断人
体转录；④不能阻断细菌转录但能阻断人体 转录。若
该抗生素只能阻断细菌的转录，不阻断人体 的转录，则A试
管中无形成，而B、C、D试管中均有 生成。第4章 基因的表达
第1节 基因指导蛋白质的合成
第1课时 遗传信息的转录
【预习梳理】
一、1.(1)核糖核苷酸　核糖　鸟嘌呤　尿嘧啶　(2)单链　短
2.转运RNA　核糖体RNA
二、1.RNA聚合　DNA的一条链
2.开始合成某种蛋白质　RNA聚合酶　核糖核苷酸　DNA模板链　RNA聚合酶
【预习检测】
(1)√　(2)√　(3)×　(4)√　(5)×　(6)×
[解析] (3)转录主要发生在细胞核中,线粒体和叶绿体中也能进行转录,转录的模板是DNA的一条链。
(5)mRNA上的三个碱基是UAC,则DNA模板链上对应的三个碱基是ATG。
(6)转录过程不需要解旋酶的参与。
【任务活动】
任务一
[情境] 说明RNA与蛋白质的合成有关。
[资料] (1)脱氧核苷酸　核糖核苷酸　脱氧核糖　核糖　胸腺嘧啶(或T)　尿嘧啶(或U)　双螺旋结构　单链
(2)①信使RNA　翻译
②转运RNA　氨基酸
③核糖体RNA　核糖体
反馈评价
例1　B　[解析] ①是DNA,可作为真核生物的遗传物质,A正确;①分子的特异性取决于脱氧核苷酸的排列顺序,B错误;②是tRNA,tRNA是三叶草状的单链结构,有的区域有碱基互补配对,有的区域没有,C正确;②是tRNA,RNA不含碱基T,D正确。
任务二
[情境1] (1)碱基　U　A　核糖核苷酸　RNA聚合酶　mRNA
5'→3'　DNA　双螺旋
(2)模板　原料　能量　酶
(3)使DNA双链解开;在子链的3'端连接游离的核糖核苷酸
(4)DNA→RNA
(5)碱基序列是互补配对的　碱基序列基本相同,只是DNA链上碱基T的位置,对应RNA链上是碱基U
[情境2] (1)DNA复制　转录
(2)细胞核、线粒体
(3)①脱氧核苷酸　解旋酶、DNA聚合酶　核糖核苷酸　RNA聚合酶　②两　一　③T　U　④两　一
(4)不能　分裂期染色体高度螺旋化,DNA分子不能解旋
反馈评价
例2　D　[解析] RNA聚合酶在DNA模板链上的移动方向为3'→5',A错误;RNA-DNA杂合区域存在5种碱基(A、G、C、T、U)和8种核苷酸,B错误;游离核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基碰撞是无序的,C错误;转录产物的碱基序列与模板链互补,不考虑碱基T与U差异的情况下与DNA非模板链一致,D正确。
例3　C　[解析] 转录时遵循碱基互补配对原则:A—U、T—A、G—C、C—G,所以合成的RNA中对应碱基序列为5'—GCGGUUCA—3',C正确,A、B、D错误。
例4　A　[解析] 由题图可知,酶A为DNA聚合酶,不能催化氢键断裂,酶B为解旋酶,酶C为RNA聚合酶,酶B与酶C能催化氢键断裂,A错误;从模板链的角度分析可知,图中两个过程分别是DNA复制(两条链充当模板)和转录(一条链充当模板),B正确;线粒体和叶绿体中也存在DNA分子,也会发生DNA的复制和转录,C正确;有丝分裂前的间期会发生DNA的复制和转录,D正确。第4章 基因的表达
第1节 基因指导蛋白质的合成
第1课时 遗传信息的转录
一、RNA的组成及种类
1.RNA的结构
(1)基本组成单位: 。
(2)空间结构:一般是 结构,而且比DNA 。
2.RNA的种类:信使RNA、 、 。
二、遗传信息的转录
1.概念:RNA是在细胞核中,通过 酶以 为模板合成的,这一过程叫作转录。
2.过程(以mRNA的合成为例):当细胞 时, 与编码这个蛋白质的一段DNA结合,使DNA双链解开,双链的碱基得以暴露。细胞中游离的 与 上的碱基互补配对,在 的作用下,依次连接,然后形成一个mRNA分子。
(1)RNA主要有mRNA、tRNA和rRNA三种,都无碱基T。()
(2)与DNA相比,RNA特有的物质是核糖和尿嘧啶。()
(3)转录主要发生在细胞核中,DNA的两条链同时作为模板。()
(4)RNA分子中可存在氢键。()
(5)转录过程中,mRNA上的三个碱基是UAC,则DNA模板链上对应的三个碱基是AUG。()
(6)参与转录过程的酶有解旋酶、RNA聚合酶等。()
任务一RNA的组成及种类
【情境】向洋葱根尖细胞和变形虫中加入RNA酶(水解RNA的酶),细胞中的蛋白质合成就停止了,一段时间后再加入从酵母菌中提取的RNA,则又重新合成了一定数量的蛋白质。
[分析]由上述情境可知,RNA具有什么功能
【资料】阅读教材P64、P65RNA的组成及种类的相关知识。
[分析](1)完善下表,比较DNA和RNA结构的异同
比较项目 DNA RNA
组 成 单 位 基本组成 单位不同
五碳糖不同
碱基不同 特有的是 特有的是
结构不同 一般为
(2)分析RNA的种类和功能:
①——DNA的信使, 的模板;
②——识别并转运 ;
③—— 的组成成分之一。
注意:RNA一般是单链,但可以有双链区域,比如tRNA。
RNA适于作DNA的信使的原因
(1)RNA的分子结构与DNA很相似,也是由核苷酸连接而成。
(2)在RNA与DNA单链的关系中,遵循“碱基互补配对原则”,但U与A配对。
(3)RNA一般比DNA短,能够通过核孔从细胞核转移到细胞质中。
例1[2024·四川成都月考]如图表示细胞中两种分子的结构,下列叙述错误的是()
A.①可作为真核生物的遗传物质
B.①分子的特异性取决于双螺旋结构
C.②分子中也存在碱基互补配对
D.②是tRNA,不含碱基T
[方法提炼]辨析DNA和RNA的方法
(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T,一定为DNA;若含U,一定为RNA。
(3)根据含氮碱基含量的比较判断:若嘌呤数≠嘧啶数,则肯定不是双链DNA。
任务二遗传信息的转录
【情境1】如图为以DNA为模板转录产生mRNA的示意图。
[分析](1)请在图中补充完善RNA的合成过程。
(2)转录过程所需的条件: 、 、 、 。
(3)RNA聚合酶的作用: 。
(4)遗传信息流向: 。
(5)从碱基序列角度分析,转录形成的RNA的碱基序列与其DNA模板链的关系是 ;与非模板链的区别是 。
(1)转录的产物不仅仅是mRNA,tRNA和rRNA也是转录的产物。
(2)转录特点:边解旋边转录,单链转录。
(3)一个包含若干基因的DNA分子中,各个基因转录的模板链不一定相同,但都以基因的一条链为模板。
【情境2】如图为某真核生物体内的两种生理过程。
[分析](1)甲、乙所代表的生理过程分别是真核生物体内的 、 。
(2)在根尖细胞中,上述过程发生的场所相同,都可发生在 内。
(3)甲、乙过程的区别
①甲过程的原料是 ,参与的酶是 ;乙过程的原料是 ,参与的酶是 。
②甲过程以DNA的 条链为模板,乙过程以DNA的 条链为模板。
③甲过程中碱基A与碱基 配对,乙过程中模板链上的碱基A与碱基 配对。
④DNA复制是一个DNA分子完整复制,形成 个DNA分子,转录是以基因为单位进行的,在DNA分子中只有处于表达状态的片段(基因)才会被转录,形成 条单链RNA。
(4)核DNA分子的上述两过程 (填“能”或“不能”)发生在细胞周期的分裂期,其原因是 。
例2转录是DNA的遗传信息被转化成RNA的遗传信息的过程,如图表示真核生物转录过程模式图。下列叙述正确的是()
A.RNA聚合酶在DNA模板链上的移动方向为5'→3'
B.RNA-DNA杂合区域存在4种碱基和8种核苷酸
C.转录过程中游离核糖核苷酸有序地与DNA模板链上的碱基碰撞并配对
D.转录产物与DNA非模板链碱基序列一致(不考虑碱基T与U的差异)
例3[教材改编]转录是以DNA的一条链为模板,合成RNA的过程,若转录时DNA模板链中的碱基序列为5'—TGAACCGC—3',则转录形成的RNA中碱基序列为()
A.5'—TGAACCGC—3'B.5'—ACTTGGCG—3'
C.5'—GCGGUUCA—3'D.5'—UGAACCGC—3'
例4[2024·河北石家庄月考]如图表示真核生物核DNA的部分遗传信息流,下列叙述错误的是()
A.酶A、酶B与酶C都能催化氢键断裂
B.图中两个过程分别是DNA复制和转录
C.图中两个过程也可发生在叶绿体和线粒体中
D.图中两个过程均可发生在有丝分裂前的间期第4章 基因的表达
第1节　基因指导蛋白质的合成
第1课时　遗传信息的转录
1.B　[解析] 真核细胞中的RNA都是由DNA转录而来的,需要RNA聚合酶的参与,A正确;细胞核中的RNA合成后会通过核孔进入细胞质中发挥作用,B错误;同一个体的不同细胞中可以合成相同的mRNA,如指导合成ATP水解酶的mRNA,C正确;mRNA作为信使将遗传信息从DNA传递给蛋白质,D正确。
2.B　[解析] 构成DNA的碱基有A、T、G、C,构成RNA的碱基有A、U、G、C,两者含有的碱基不完全相同,A错误;组成DNA的五碳糖是脱氧核糖,组成RNA的五碳糖是核糖,B正确;从结构上比较, DNA一般为双链结构, RNA通常为单链结构,C错误;真核细胞中DNA主要分布在细胞核中,RNA主要分布在细胞质中,D错误。
3.A　[解析] RNA分子中连接磷酸和核糖的化学键不是氢键,A错误;线粒体、叶绿体等中也可以合成RNA,B正确;rRNA即核糖体RNA,是核糖体的组成成分,C正确;RNA与ATP所含元素均为C、H、O、N和P,D正确。
4.C　[解析] 转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,该过程主要发生在细胞核中,此外在线粒体和叶绿体中也可发生,A正确,C错误;转录过程需要RNA聚合酶的催化,B正确;转录的产物是RNA,所需原料是核糖核苷酸,D正确。
5.C　[解析] 转录开始时双螺旋解开,结束后①和②重新形成双螺旋结构,A正确;图中③链为RNA,其延伸方向为5'→3',所以其左端为5'端,B正确;④是形成RNA的原料,是游离的核糖核苷酸,C错误;该过程中DNA中的T可以与RNA中的A配对,D正确。
6.A　[解析] 图示过程是以DNA为模板合成RNA的转录过程,①错误,②正确;图中共有A、T、C、G、U 5种碱基,③正确;图中有4种脱氧核苷酸、4种核糖核苷酸,共8种核苷酸,④错误,⑤正确;图中A代表两种核苷酸,即腺嘌呤脱氧核苷酸和腺嘌呤核糖核苷酸,⑥错误。故A正确,B、C、D错误。
7.C　[解析] 图中同时含有DNA和RNA,故可能含有5种碱基、8种核苷酸,A正确;图中DNA单链的③⑤不能和mRNA杂交,说明β-珠蛋白基因转录得到的mRNA成为成熟mRNA可能经过了剪接过程,B正确;图中碱基配对方式有T—A、A—U、C—G和G—C,C错误;细胞中β-珠蛋白基因开始转录时,能识别和结合基因序列的酶是RNA聚合酶,D正确。
8.D　[解析] DNA复制过程中碱基配对方式为A—T、T—A、C—G、G—C,转录过程中碱基配对方式为A—U、T—A、C—G、G—C,所以DNA复制与转录过程中碱基配对方式不完全相同,A错误;在细胞分裂期,染色体高度螺旋化后,DNA不能解旋,基因转录水平下降,B错误;DNA是双螺旋结构,复制时需要解旋酶解开DNA的双链,而转录过程中不需要解旋酶的参与,C错误;一个DNA分子上不同的基因转录的模板链可能是不同的,但特定的某一基因模板链固定,D正确。
9.B　[解析] 蓝细菌的遗传物质是DNA,且含有核糖体,核糖体的rRNA是由rDNA转录形成的,故蓝细菌存在rDNA,A错误;人体细胞的核仁参与形成rRNA,转录rRNA的DNA称为rDNA,则人体细胞rDNA可能存在于核仁,B正确;转录rRNA的过程中,由于模板链上有碱基T,因此存在T-A碱基配对,C错误;rRNA是构成核糖体的成分,不同细胞中核糖体是相同的,故人体不同细胞转录产生的 rRNA是相同的,D错误。
10.B　[解析] 丹参酮能抑制DNA聚合酶活性,进而导致DNA复制过程中子链无法正常延伸,A正确;DNA复制的原料是脱氧核糖核苷酸,转录的原料是核糖核苷酸,所以羟基脲处理后,肿瘤细胞中DNA复制过程出现原料匮乏,但不影响转录过程所需材料,B错误;DNA复制和转录都要以DNA链为模板,放线菌素D处理后,肿瘤细胞中DNA复制和转录过程都会受到抑制,C正确;三种药物对正常细胞也会发挥作用,故将三种药物精准导入肿瘤细胞的技术可减弱其对正常细胞的不利影响,D正确。
11.(1)断裂
(2)鸟嘌呤脱氧核苷酸和鸟嘌呤核糖核苷酸　模板链与mRNA之间形成的氢键数目多,mRNA不易脱离模板链
(3)R环阻碍解旋酶(酶B)的移动
[解析] (1)酶C催化RNA的形成,是RNA聚合酶。酶C催化氢键断裂的同时,催化核苷酸之间形成磷酸二酯键,进而形成RNA分子。(2)R环包括DNA链和RNA链,含有碱基G的核苷酸有鸟嘌呤脱氧核苷酸和鸟嘌呤核糖核苷酸;富含G的片段模板链与mRNA之间形成的氢键数目多,mRNA不易脱离模板链,容易形成R环。(3)酶B是解旋酶,当DNA复制和转录同时同向进行时,若转录过程形成R环,R环会阻碍解旋酶(酶B)的移动,使DNA复制被迫停止。
12.(1)不能　缺乏DNA模板和ATP(能量)
(2)等量且相同的人体DNA　有无RNA生成　4　A试管中无RNA生成,B、C、D试管均有RNA生成
[解析] (1)由于试管中只有RNA聚合酶和四种核糖核苷酸,没有DNA模板和ATP等,所以不能检测出RNA。(2)本实验自变量为是否加入某种抗生素和DNA种类,因变量是是否产生RNA。故实验步骤中第三步:向C试管滴加适量一定浓度的抗生素溶液,D试管中滴加等量的蒸馏水,同时C、D试管中加入等量且相同的人体DNA(作为转录模板)。第四步:检测4支试管中有无RNA生成。预期实验结果并得出实验结论:可能出现4种结果,①能阻断细菌DNA转录而不能阻断人体DNA转录;②能阻断细菌DNA转录也能阻断人体DNA转录;③不能阻断细菌DNA转录也不能阻断人体DNA转录;④不能阻断细菌DNA转录但能阻断人体DNA转录。若该抗生素只能阻断细菌DNA的转录,不阻断人体DNA的转录,则A试管中无RNA形成,而B、C、D试管中均有RNA生成。第4章 基因的表达
第1节　基因指导蛋白质的合成
第1课时　遗传信息的转录
　 　　　　　　　　　　　　　　
知识点一　RNA的组成及种类
1.下列关于真核细胞中RNA的叙述,错误的是 (　)
A.tRNA、rRNA和mRNA都是以DNA作为模板合成的,需要RNA聚合酶参与
B.细胞核中的RNA合成后会穿过核膜到细胞质中发挥作用
C.同一个体的不同细胞中可以合成同种mRNA
D.RNA可能作为信使将遗传信息从DNA传递给蛋白质
2.下列关于真核细胞中DNA和RNA的比较,正确的是 (　)
A.含有的碱基相同
B.含有的五碳糖不同
C.从结构上比较, DNA多为单链结构, RNA通常为双链结构
D.在细胞内分布的主要部位相同
3.“RNA世界假说”认为:最早出现的生物大分子很可能是RNA,它兼具了DNA和蛋白质的功能。下列关于RNA的结构和功能叙述错误的是 (　)
A.RNA分子中磷酸和核糖通过氢键连接
B.RNA合成过程可以在细胞核外发生
C.rRNA是核糖体的组成成分
D.RNA与ATP中所含元素的种类相同
知识点二　遗传信息的转录
4.[2024·江苏南通期中] 以下关于真核生物转录的叙述,错误的是 (　)
A.主要在细胞核中进行
B.需要的酶是 RNA 聚合酶
C.以 DNA 的两条链为模板
D.需要的原料是核糖核苷酸
5.[2024·山东泰安期中] 下图表示真核细胞某基因的转录过程。有关叙述错误的是 (　)
A.转录结束后①和②重新形成双螺旋结构
B.图中③的左端为5'端
C.④是游离的脱氧核苷酸
D.该过程中存在T与A的碱基配对方式
6.[2024·浙江宁波期中] 对于下列图解,正确的说法有 (　)
①表示DNA复制过程　②表示DNA转录过程　③共有5种碱基　④共有5种核苷酸　⑤共有8种核苷酸　⑥A均代表同一种核苷酸
A.②③⑤ B.④⑤⑥
C.②③④ D.①③⑤
7.如图为人β-珠蛋白基因与其成熟mRNA杂交示意图,①~⑦表示基因的不同功能区。下列相关叙述错误的是 (　)
A.图中可能含有5种碱基、8种核苷酸
B.β-珠蛋白基因转录得到的mRNA成为成熟mRNA可能经过了剪接过程
C.图中碱基配对方式有T—A、A—T、C—G和G—C
D.细胞中β-珠蛋白基因开始转录时,能识别和结合基因序列的酶是RNA聚合酶
8.关于核DNA复制与转录的叙述,正确的是 (　)
A.DNA复制与转录过程中碱基配对方式完全相同
B.在细胞分裂期,染色体高度螺旋化后,基因转录水平上升
C.DNA复制与转录过程中都需要解旋酶解开DNA双链
D.转录时,不同基因的模板链可能不同,但特定的某一基因模板链固定
9.[2024·福建泉州月考] 核糖体由rRNA 和蛋白质组成,rRNA 是以DNA 为模板转录形成的。转录 rRNA 的 DNA 称为rDNA。 以下叙述正确的是 (　)
A.蓝细菌等原核生物中无rDNA
B.人体细胞 rDNA 可能存在于核仁
C.转录rRNA的过程中,不存在T-A碱基配对
D.人体不同细胞转录产生的 rRNA不同
10.许多抗肿瘤药物是通过干扰肿瘤细胞DNA功能或代谢过程而发挥疗效的,如丹参酮能抑制DNA聚合酶活性,羟基脲能阻止脱氧核糖核苷酸的合成,放线菌素D能抑制DNA的模板功能等。据此信息分析,下列叙述错误的是 (　)
A.丹参酮处理后,肿瘤细胞DNA复制过程中子链无法正常延伸
B.羟基脲处理后,肿瘤细胞DNA复制和转录过程都出现原料匮乏
C.放线菌素D处理后,肿瘤细胞中DNA复制受到抑制,转录过程也受到抑制
D.将三种药物精准导入肿瘤细胞的技术可减弱它们对正常细胞的不利影响
11.[2024·山东聊城期中] 当某些基因转录形成的mRNA分子难与模板链分离时,会形成RNA—DNA杂交体,这时非模板链、RNA—DNA杂交体共同构成R环结构。研究表明R环结构会影响DNA复制、转录和基因的稳定性等。下图是原核细胞DNA复制及转录相关过程的示意图。分析回答:
(1)酶C除能催化核苷酸之间的连接外,还能催化氢键　　　　(填“合成”或“断裂”)。
(2)R环结构通常出现在DNA非转录模板链上含较多碱基G的片段,R环中含有碱基G的核苷酸有　　　　　　　　　　　　　　　(写出名称),富含G的片段容易形成R环的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)研究发现原核细胞DNA复制速率和转录速率相差很大。当DNA复制和基因转录同时同向进行时,如果转录形成R环,则DNA复制会被迫停止,这是由于　　　　　　　　　　　　。
12.为了探究DNA的转录过程,有人在实验室中进行了如下模拟实验,请分析回答相关问题:
实验方案:将从大肠杆菌中提取的RNA聚合酶加入含有足量的四种核糖核苷酸的试管中,并将试管放在适宜温度条件下培养,一段时间后,测定其中的RNA含量。
(1)该实验中　　　　(填“能”或“不能”)检测出RNA,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)人们通过研究发现,有些抗生素能阻断细菌细胞内蛋白质的合成,从而抑制细菌的繁殖。现发现一种新型抗生素,请你根据上述模拟实验的方法,探究这种抗生素能否阻断细菌和人体DNA的转录过程。
实验步骤:
第一步:取A、B、C、D 4支试管,各加入足量的ATP、4种核糖核苷酸和相关的酶。
第二步:向A试管中滴加适量一定浓度的抗生素溶液,B试管中滴加等量的蒸馏水,同时向A、B试管中加入等量且相同的细菌DNA。
第三步:向C试管滴加适量一定浓度的抗生素溶液,D试管中滴加等量的蒸馏水,同时C、D试管中加入　　　　　　　　　　　　　　　　　。
第四步:将A、B、C、D 4支试管放在相同且适宜的条件下培养一段时间后,检测4支试管中　　　　　　　　　　　。
预期实验结果并得出实验结论:该实验有可能会出现　　　　种实验结果,如果出现　　　　　　　　　　　　　　　　　　,则说明该抗生素只阻断细菌DNA的转录,不阻断人体DNA的转录。

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