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第四章 第一节
基因指导蛋白质的合成
第四章 基因的表达
第1课时
1
本节聚焦
课本第64页
2
3
生命观念：遗传信息的转录过程
科学思维：对比DNA和RNA，分析并理解
为什么RNA更适合做信使
科学探究：转录成的RNA碱基序列，与DNA
的两条单链的碱基序列各有哪些不同
社会责任：认同基因指导蛋白质合成的方法
4
情景导入
转基因抗虫棉
问题1:为什么将苏云金杆菌抗虫蛋白基因（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。
生物体所有特征的总和我们称之为性状，性状的主要承担者或体现者是谁
蛋白质
基因(DNA)
生物体性状主要是由谁决定的
DNA
蛋白质
核糖体
DNA
蛋白质
信使
资料1: 1955年,戈德斯坦和普劳特观察到放射性物质标记的RNA从细胞核转移到细胞质。
资料2：1955年，布拉切特以洋葱根尖和变形虫为材料，用RNA酶分解细胞中的RNA，蛋白质的合成就停止。如果再加入酵母中提取的RNA，蛋白质又开始合成。
问题2:为什么RNA适于作DNA的信使？
RNA
DNA
蛋白质
！
实验证据：
RNA充当了DNA的信使
一.RNA适于作为DNA的信使
RNA的结构单位是什么？由哪些成分组成？
RNA的种类有哪三种？
2
3
4
1
活动1：请同学们2分钟自主阅读教材P64-65，小组合作思考讨论完成问题。
RNA为什么适合作DNA的信使？
RNA与DNA在化学组成和结构上的区别有哪些？
一.RNA适于作为DNA的信使
5’
3’
5’
3’
脱氧
核糖
碱基
DNA
AGCT
5’
3’
U
RNA
核糖
碱基
AGCU
DNA
胸腺嘧啶(T)
RNA
尿嘧啶(U)
腺嘌呤(A)
鸟嘌呤(G)
胞嘧啶(C)
脱氧核糖
核糖
磷酸
1.RNA的组成
一.RNA适于作为DNA的信使
DNA
RNA
全称：
基本单位：
全称：
基本单位：
DNA一般为规则的双螺旋结构
RNA通常呈单链
核糖
P
含氮碱基
腺嘌呤（A）
鸟嘌呤（G）
胞嘧啶（C）
尿嘧啶（U）
脱氧核糖核酸
脱氧核糖核苷酸
核糖核酸
核糖核苷酸
P
脱氧核糖
含氮碱基
腺嘌呤（A）
鸟嘌呤（G）
胞嘧啶（C）
胸腺嘧啶（T）
结构：
结构：
分布（真核细胞）：
细胞核（主要）
线粒体、叶绿体
分布（真核细胞）：
细胞质（主要）
2.DNA和RNA的主要区别
一.RNA适于作为DNA的信使
3.RNA适合于做信使的原因
原因一
原因二
原因三
它是由基本单位——核苷酸连接而成，由核糖、磷酸、碱基(C、G、A、U(尿嘧啶))共同组成4种核苷酸，它也能储存遗传信息。
RNA一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。
在RNA与DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”，但由于RNA中没有T，DNA中没有U，所以当RNA与DNA有关系时，U与A配对。
一.RNA适于作为DNA的信使
蛋白质
rRNA
tRNA
mRNA
“三叶草型”
转运RNA（tRNA）
信使RNA（mRNA）
核糖体RNA（rRNA）
4.RNA的种类和功能
→蛋白质合成的“三剑客”
遗传信息传递的媒介， 蛋白质合成的模板
核糖体的组成成分
转运氨基酸的工具
少数RNA还具有催化作用，有的作为RNA病毒的遗传物质
一.RNA适于作为DNA的信使
DNA的遗传信息
RNA的遗传信息
转录
过程如何呢
二.遗传信息的转录
活动2：请同学们结合教材P64的文字，和图4-4小组合作探究下列问题。小组合作思考讨论完成问题。
1.DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的？
2.什么是转录？模板？原料？场所？具体过程？结果？
3.遗传信息的流动方向？
4.转录与DNA复制有什么共同之处？这对保证遗传信息的准确转录有什么意义？
二.遗传信息的转录
在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成RNA过程。
模板：DNA的一条链
原料：4种核糖核苷酸
能量：由细胞呼吸提供
酶：RNA聚合酶等
场所：真核：细胞核、线粒体、叶绿体
原核：细胞质中
1.定义
2.条件
二.遗传信息的转录
基因
启动子
RNA聚合酶
转录的起始（以mRNA为例)
RNA聚合酶结合到基因的启动子（RNA聚合酶结合位点,位于DNA上）位置，转录就开始。
3.过程
二.遗传信息的转录
⑴解旋：在ATP的驱动下，RNA聚合酶将DNA双螺旋的两条链解开。
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
3'
5'
C
C
G
T
A
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
3'
5'
ATP
RNA聚合酶
该过程不需要解旋酶，RNA聚合酶有解旋作用；
二.遗传信息的转录
⑵配对：游离的核糖核苷酸按碱基互补配对原则随机地与DNA
模板链上的碱基配对，确定RNA的核糖核苷酸排列顺序。
C
C
G
T
A
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
3'
5'
U
A
U
G
C
A
U
G
A
U
C
G
A
G
C
U
U
二.遗传信息的转录
C
C
G
T
A
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
3'
5'
U
A
U
G
C
A
U
G
A
U
C
G
A
G
C
U
U
U
A
U
G
C
A
U
G
A
U
C
G
A
G
C
U
U
5'
3'
ATP
⑶ mRNA的延伸:在RNA聚合酶的催化下从子链的5‘端把子链的核糖 核苷酸聚合成核糖核苷酸链。
合成方向：
子链的5’端→ 3’端
特点：
边解旋边转录
二.遗传信息的转录
⑷脱离：mRNA释放，DNA双链恢复。
U
A
U
G
C
A
U
G
A
U
C
G
A
G
C
U
U
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
3'
5'
细胞质
细胞核
mRNA
二.遗传信息的转录
U
A
A
G
U
C
C
C
T
T
G
G
A
A
A
RNA聚合酶
1 解旋
RNA聚合酶与编码蛋白质的一段DNA结合，使DNA双链解开，碱基暴露出来。
游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对，在RNA聚合酶的作用下开始mRNA的合成。
新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。（5’端-3’端延伸）
4 释放
3 连接
合成的mRNA从DNA链上释放。而后，DNA双螺旋恢复。
2 配对
二.遗传信息的转录
二.遗传信息的转录
DNA复制 转录
时间
场所 解旋
模板
原料
酶
配对方式
特点
方向
产物
意义
细胞分裂间期
生长发育过程
完全解旋
只解有遗传效应片段（基因）
DNA的两条链均为模板
DNA的一条链为模板
四种脱氧核苷酸
四种核糖核苷酸
解旋酶、 DNA聚合酶等
RNA聚合酶等
A-T、 T—A、C—G 、 G—C
A-U、 C—G 、T—A、 G—C
半保留复制，边解旋边复制
边解旋边转录
2个子代DNA分子
mRNA、tRNA、rRNA
使遗传信息从亲代传递给子代，从而保持了遗传信息的连续性
遗传信息从DNA传递到RNA（mRNA）上，为翻译做准备
主要在细胞核或拟核，少部分在线粒体、叶绿体、质粒
新链从5’端-3’端延伸
新链从5’端-3’端延伸
DNA复制和转录的比较
二.遗传信息的转录

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