2017-2018学年高中生物第章遗传信息的复制与表达-遗传信息的表达(Ⅰ)教学案

第9课时遗传信息的表达(Ⅰ)

[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3－5，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或基因表达。

2．DNA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

①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。

②DNA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①RNA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。②RNA与DNA 一样，也遵循碱基互补配对原则。③RNA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：________、________、________。

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1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。,2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。

DNA 复制和转录的比较

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G —C ，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A —U 碱基对，由于A －U 之间的氢键是最不稳定的，因此RNA 链被释

2．转录后RNA的加工

(1)有关概念

①外显子：是指DNA分子中编码氨基酸的序列。

②内含子：是指DNA分子中不编码氨基酸的序列。

③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中无外显子和内含子之分。

归纳提纳

转录产物RNA的类型及比较