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(共20张PPT)
第4章 基因的表达
第一节 基因指导蛋白质的合成
（第1课时）
问题思考
将苏云金杆菌抗虫基因（Bt抗虫蛋白基因)转入普通棉花，培育出的棉花植株会产生Bt抗虫蛋白。害虫啃食植株，Bt抗虫蛋白会使害虫死亡。
基因通常是有遗传效应的DNA片段，基因是如何控制性状的？
基因主要通过指导蛋白质的合成来控制性状
为什么转入的是基因，得到的却是蛋白质
Bt 抗虫蛋白基因
普通棉花
产生Bt 抗虫蛋白
成为抗虫棉
苏云金杆菌
基因的表达
问题思考
位于细胞核的基因如何控制细胞质核糖体进行蛋白质的合成？
细胞核
细胞质中的核糖体
（有一种中间物质）
基因
DNA
核孔
信使
提示：DNA直径约2 nm，核糖体呈圆形颗粒，约29 nm；细胞核核孔的直径只有0.9nm
问题思考
1955年，科学家用RNA酶分解变形虫细胞中的RNA，蛋白质合成停止。
1955年，科学家用放射性标记尿嘧啶核苷酸的培养液培养变形虫细胞，检测发现该标记先出现在细胞核，随后出现在细胞质。
资料1
资料2
DNA
蛋白质的合成
指导
以 信使
RNA
1
RNA的相关知识
基本组成元素：
基本组成物质：
基本组成单位：
RNA(单链)：
C、H、O、N、P
磷酸基团、核糖、含氮碱基
核糖核苷酸（4种）
核苷酸链
O
P
CH2
OH
O
OH
H
OH
H
OH
H
H
碱基
磷酸
A:腺嘌呤 U:尿嘧啶
C:胞嘧啶 G:鸟嘌呤
1. RNA的结构层次
名称
基本单位
化学 组成 五碳糖
含氮碱基
无机酸 结构 (双螺旋/单链)
细胞中分布
脱氧核糖核酸(DNA)
核糖核酸(RNA)
脱氧核苷酸(4种)
核糖核苷酸(4种)
脱氧核糖
核糖
T(胸腺嘧啶)
U(尿嘧啶)
A(腺嘌呤)、G(鸟嘌呤)、C(胞嘧啶)
磷酸
双螺旋结构
单链结构
主要在细胞核中
主要在细胞质中
2. RNA与DNA的异同
种类 mRNA tRNA rRNA
名称 信使RNA 转运RNA 核糖体RNA
功能
结构
示意图
共同点 遗传信息传递的媒介
转运氨基酸的工具
组成核糖体
单链
单链，部分碱基配对形成三叶草型结构
单链
①都是转录产物 ②基本单位相同 ③都与翻译过程有关
3. RNA的种类及功能
4. RNA适于作DNA的信使的原因
它也是由基本单位——核苷酸连接而成，由核糖、磷酸、碱基共同组成核苷酸，它也能储存遗传信息。
RNA一般是单链，且比DNA短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。
RNA与DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”；因此以mRNA为媒介可将遗传信息传递到细胞质中。
RNA一般是单链，结构不稳定，易降解，完成使命的RNA能迅速分解，保证生命活动的有序进行。
5. 归纳：RNA的功能
作为部分病毒的遗传物质
作为蛋白质合成的模板
作为运载氨基酸的工具
参与核糖体的构成
少数具有催化作用
DNA
RNA
蛋白质
转录
翻译
2
遗传信息的转录
转录的概念？时间？场所？
转录需要哪些条件
简述转录过程
转录过程有何特点
2
3
4
1
探究：
自主阅读教材65页，遗传信息的转录过程，思考下列问题：
遗传信息的转录
概念
场所
时期
条件
在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。
真核：主要细胞核（线粒体、叶绿体也可）
原核：细胞质
个体生长发育的整个过程
遗传信息的转录
模板
原料
酶
能量
DNA的一条链
以细胞中游离的4种核糖核苷酸
RNA聚合酶
ATP等
（打开氢键、形成磷酸二酯键）
遗传信息的转录
③延伸：核糖核苷酸依次连接到mRNA上，形成磷酸二酯键。
①解旋：RNA聚合酶与一段DNA结合，使DNA双链解开，碱基得以暴露。
②配对：游离的核糖核苷酸与DNA互补配对，在RNA聚合酶作用下合成mRNA。
④释放：mRNA从DNA链上释放。DNA双螺旋恢复。
转录的过程
转录的过程
特点
精确复制的原因
意义
延伸方向
产物
边解旋边转录
碱基互补配对原则A－U、T－A、G－C、C－G
遗传信息从DNA传递到RNA上，为翻译做准备。
RNA（mRNA、tRNA、rRNA）
RNA从5' 端向 3' 端延伸
遗传信息的转录
遗传信息的转录
遗传信息的流动方向
DNA→RNA
（1）转录时DNA两条链不是完全打开，只解旋要表达的基因片段；
（2）模板链不是固定不变的；
（3）转录是以基因为单位，模板只是DNA链中的基因，并非整个DNA；
（4）一个DNA转录出的mRNA不完全相同；
（5）同种生物的不同细胞中，由于基因的选择性表达，mRNA的种类和
数量一般是不相同的。
注意：
联系细胞分化：
不是所有基因都会转录，转录是有选择的。细胞分化时基因选择性表达源于基因的选择性转录。
基因A
基因B
转录
CCAUG……GCCA
mRNA1
转录
UAGUAC……UACG
mRNA2
哪条是模板链？
--ATGCATGCAT…… CCATGCTAGCCA ……T CCCTACC ……ATCATGCATCCATGC---
--TACGTACGTA ……GGTACGATCGGT…… AGGGATGG……TAGTACGTAGGTACG---
1链
2链
▲转录时，DNA的一条链作为模板，并非固定不变
▲转录时，只解旋目的基因片段
1链
2链
其它基因
▲由于一个DNA分子上有多个基因，因此转录出的mRNA不完全相同
1．转录与DNA复制有什么共同之处？有什么意义？
转录与复制都需要模板、都遵循碱基互补配对原则等等。
其中，碱基互补配对原则能够保证遗传信息传递的准确性。
思考与讨论
DNA双链片段 a链 G C T T G G A G T G C G
b链 C G A A C C T C A C G C
信使RNA
G C U U G G A G U G C G
2.转录产生的RNA与其模板链有何异同？与DNA的另外一条链有何异同点？
（1）RNA与DNA模板链的碱基互补配对，A与U配对，而非T ；
（2）RNA与DNA互补链的碱基序列基本相同（碱基T替换碱基U）
复　制 转　录
时间
场所 模板
原料
酶
产物
细胞分裂前的间期
个体生长发育的整个过程
主要在细胞核(线粒体、叶绿体)
DNA的两条链
DNA的一条模板链
4种脱氧核苷酸
。
4种核糖核苷酸
。
解旋酶、DNA聚合酶
RNA聚合酶
两个双链DNA
RNA（mRNA、tRNA、rRNA）
DNA复制与转录的比较

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