第1節(jié)

基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成第1課時(shí)

遺傳信息的轉(zhuǎn)錄

東至縣第二中學(xué)

張小麗2023/4/1圍繞《從信息到物質(zhì)，從藍(lán)圖到現(xiàn)實(shí)》大單元主題2022年安徽省普通高中新課程新教材優(yōu)質(zhì)課評選活動(dòng)

高中生物學(xué)人民教育出版社必修2第4章資料1：在日本的一個(gè)拍賣會(huì)上，一只橘黑白的三色公貓，拍出了2000萬日元（按最新的匯率折合人民幣約105萬）的天價(jià)，讓網(wǎng)友們一陣嘩然！為什么三色公貓能拍出如此高的價(jià)格呢？

資料2：貓的顏色看起來有很多種，但其實(shí)只有兩種：黑色和紅色。這是因?yàn)樨埖纳丶?xì)胞能且僅能分泌兩種黑色素：即真黑素和褐黑素。對貓來說，真黑素表達(dá)產(chǎn)生黑色和褐色。位于常染色體上的褐變基因B、b和b'，其控制合成的酶參與真黑素的代謝，能使真黑素表達(dá)為黑色或褐色......而位于X染色體上的橘色基因?qū)Q定貓是否會(huì)產(chǎn)生褐黑素......家里養(yǎng)貓的同學(xué)家里不養(yǎng)貓的同學(xué)沒填調(diào)查問卷的同學(xué)14人40人2人養(yǎng)三花貓的同學(xué)養(yǎng)純色貓的同學(xué)養(yǎng)其他顏色貓的同學(xué)6人5人3人貓的色素相關(guān)基因如何控制酶（蛋白質(zhì)）的合成？貓的性狀與基因表達(dá)具有什么關(guān)系？貓身上所有的細(xì)胞都能合成真黑素嗎？三花貓的形成原因？為什么雄性三花貓比較罕見？

調(diào)查問卷統(tǒng)計(jì)：

調(diào)查問卷中提出比較多的問題：細(xì)胞核生產(chǎn)蛋白質(zhì)的機(jī)器是？DNA基因DNA基因細(xì)胞核生產(chǎn)蛋白質(zhì)的機(jī)器是？細(xì)胞質(zhì)中的核糖體信息如何傳達(dá)？細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)中的核糖體？任務(wù)1：尋找信使資料1：1955年，戈德斯坦和普勞特觀察到放射性物質(zhì)標(biāo)記的RNA從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)。資料2：1955年，布拉切特以洋蔥根尖和變形蟲為材料，用RNA酶分解細(xì)胞中的RNA，蛋白質(zhì)的合成就停止。如果再加入酵母中提取的RNA，蛋白質(zhì)又開始合成。資料3：1961年，布倫納、雅各布和梅瑟生用噬菌體侵染細(xì)菌，在培養(yǎng)基中添加含14C標(biāo)記的尿嘧啶，培養(yǎng)一段時(shí)間后，裂解細(xì)菌分離出RNA與核糖體，分離的RNA含有14C標(biāo)記，把得到的RNA分子分別與細(xì)菌的DNA和噬菌體的DNA雜交，發(fā)現(xiàn)RNA可與噬菌體的DNA形成DNA-RNA雙鏈雜交分子，不能與細(xì)菌的DNA結(jié)合。RNA充當(dāng)DNA的信使問題1：RNA為什么適合作DNA的信使？任務(wù)2：比較DNA與RNA種類DNARNA基本單位脫氧核糖核苷酸（4種）核糖核苷酸（4種）五碳糖脫氧核糖核糖特有堿基TU空間結(jié)構(gòu)規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)多呈單鏈結(jié)構(gòu)真核細(xì)胞中分布主要在細(xì)胞核中，少量在線粒體、葉綠體中主要在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體、核糖體中，少量在細(xì)胞核中種類常為一種類型信使RNA、轉(zhuǎn)運(yùn)RNA、核糖體RNA、（lncRNA、sncRNA等）共同點(diǎn)都由C、H、O、N、P五種元素組成，基本組成單位都是核苷酸，都含有磷酸、腺嘌呤、鳥嘌呤和胞嘧啶，都可以攜帶遺傳信息RNA適合作DNA的信使的原因RNA也是由核苷酸連接而成的，4種堿基的排列順序也可以儲(chǔ)存遺傳信息，這使得RNA具備準(zhǔn)確傳遞遺傳信息的可能；RNA一般是單鏈，而且比DNA短，因此能夠通過核孔，從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中；RNA不穩(wěn)定，易降解，使得完成使命的RNA能迅速被分解，從而保證生命活動(dòng)的有序進(jìn)行。問題2：DNA是如何將遺傳信息傳給RNA的呢？任務(wù)3：遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過程自主閱讀教材64頁的文字和圖4-4，小組合作探究下列問題串：什么是轉(zhuǎn)錄？轉(zhuǎn)錄的場所？轉(zhuǎn)錄的時(shí)間？轉(zhuǎn)錄的結(jié)果？轉(zhuǎn)錄需要的原料是？轉(zhuǎn)錄過程中的模板是？轉(zhuǎn)錄過程中堿基如何配對？遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過程——（1）解旋在ATP的驅(qū)動(dòng)下，RNA聚合酶在基因的啟動(dòng)子位置將DNA雙螺旋的兩條鏈解開。CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATACGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATACGTATACGGCTAGCCGTA遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過程——（1）解旋基因的啟動(dòng)子：RNA聚合酶識(shí)別結(jié)合位點(diǎn),位于DNA（基因）首端啟動(dòng)子RNA聚合酶基因遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過程——（2）配對游離的核糖核苷酸按堿基互補(bǔ)配對原則隨機(jī)地與DNA模板鏈上的堿基配對，從而確定RNA的核糖核苷酸排列順序。CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATAUAUGCAUGAUCGAGCUU遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過程——（3）連接在RNA聚合酶的催化下從子鏈的3'端把核糖核苷酸聚合成核糖核苷酸鏈。遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過程——（3）連接合成方向：子鏈的5'端→3’端（同DNA復(fù)制）核糖核苷酸RNA聚合酶DNARNA5′3′5′5′3′形成磷酸二酯鍵轉(zhuǎn)錄方向模板鏈遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過程——（4）釋放RNA釋放，DNA雙鏈恢復(fù)CGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATACGTATACGGCTAGCCGTA3'5'細(xì)胞核UAUGCAUGAUCGAGCUU細(xì)胞質(zhì)mRNA什么是轉(zhuǎn)錄？轉(zhuǎn)錄的場所？轉(zhuǎn)錄的時(shí)間？轉(zhuǎn)錄的結(jié)果？轉(zhuǎn)錄需要的原料是？轉(zhuǎn)錄過程中的模板是？轉(zhuǎn)錄過程中堿基如何配對？轉(zhuǎn)錄的概念RNA是在細(xì)胞核中，通過RNA聚合酶以DNA的一條鏈為模板合成的，這一過程叫作轉(zhuǎn)錄時(shí)間個(gè)體生長發(fā)育的整個(gè)過程地點(diǎn)細(xì)胞核（主要）條件模板：DNA的一條鏈原料：4種游離的核糖核苷酸能量：ATP酶：RNA聚合酶產(chǎn)物三種RNA特點(diǎn)邊解旋邊轉(zhuǎn)錄遺傳信息的傳遞方向DNA→RNA貓的色素相關(guān)基因是如何控制酶（蛋白質(zhì)）的合成？思

考轉(zhuǎn)錄與DNA復(fù)制有哪些共同之處？這對保證遺傳信息的準(zhǔn)確轉(zhuǎn)錄有什么意義？

都需要模板、都遵循堿基互補(bǔ)配對原則。堿基互補(bǔ)配對原則能夠保證遺傳信息傳遞的準(zhǔn)確性。2.與DNA復(fù)制相比，轉(zhuǎn)錄所需要的原料和酶各有什么不同？DNA復(fù)制過程需要解旋酶和DNA聚合酶，以4種游離的脫氧核苷酸為原料