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(共28张PPT)
第一节 基因指导蛋白质的合成
（第1课时）
问题探讨
转入的是基因，得到的却是蛋白质！为什么会这样？
苏云金杆菌
提取
Bt抗虫蛋白基因
导入
棉花细胞
Bt抗虫蛋白
Bt基因表达
基因可以控制蛋白质的合成，这个过程就是基因的表达。
思考：细胞核中DNA如何指导细胞质中蛋白质合成呢？
问题探讨
细胞核
核糖体
（23nm）
细胞质
DNA
(2nm)
核孔0.9nm
DNA(基因）
主要存在于细胞核中
蛋白质的合成
在细胞质中的核糖体上进行
信使
信使
问题探讨
资料1: 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。
资料2：1955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。
DNA
RNA
？
蛋白质
核
质
？
转 录
翻 译
为什么RNA适于做DNA的信使呢？
RNA充当了DNA的信使
一、为什么RNA适合做DNA的信使
1. DNA和RNA在分子组成上的区别
DNA
RNA
RNA的分子组成与DNA相似：具备传递遗传信息的可能。
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
A
G
C
T
腺嘌呤
鸟嘌呤
胞嘧啶
胸腺嘧啶
A
G
C
U
腺嘌呤
鸟嘌呤
胞嘧啶
尿嘧啶
一、为什么RNA适合做DNA的信使
DNA
RNA
A
核糖
P
O
C
P
O
U
P
O
G
P
O
核糖
核糖
核糖
2. RNA与DNA结构上的差异
RNA是单链，比DNA短，能够通过核孔转移到细胞质中。
磷酸二酯键
一、为什么RNA适合做DNA的信使
RNA分为3种
①信使RNA（mRNA）
蛋白质合成的模板。
②转运RNA（tRNA）
氨基酸的运载工具。
③核糖体RNA（rRNA）
核糖体的组成部分。
蛋白质
rRNA
核糖体
tRNA
mRNA
3. RNA的组成和种类
部分碱基配对（含氢键）
DNA RNA
组成元素相同 基本单位不同
组成不完全相同 五碳糖
含氮碱基
分布不同
空间结构不同
种类不同
功能不同
一、为什么RNA适合做DNA的信使
C、H、O、N、P
脱氧核苷酸 核糖核苷酸
脱氧核糖 核糖
A、G、C、T A、G、C、U
主要在细胞核 主要在细胞质
规则的双螺旋结构 通常呈单链
1种（DNA） 3种（mRNA、tRNA、rRNA）
生物的主要遗传物质
部分病毒的遗传物质
蛋白质合成的模板
氨基酸的搬运工
参与核糖体的构成
少数具有催化作用
二、遗传信息的转录
DNA的遗传信息
RNA的遗传信息
转录
过程如何呢
阅读课本P65内容，然后总结出转录的概念、场所、条件以及过程分别是什么？
二、遗传信息的转录
思考：DNA的遗传信息怎样传递给mRNA？
RNA聚合酶
T
C
G
A
T
C
G
A
T
T
G
C
A
A
C
G
T
A
C
A
C
G
G
T
A
A
T
T
第1步：DNA双链解开，碱基暴露出来。
T
C
G
T
C
G
T
T
G
C
C
G
C
G
G
T
A
C
A
A
A
T
A
A
T
T
A
A
5’
3’
5’
3’
转录方向
5’
3’
C
G
G
G
A
U
游离的核糖核苷酸
C
A
A
C
G
G
G
C
C
A
A
A
U
U
U
U
U
U
U
第2步：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合成。
T
C
G
T
C
G
T
T
G
C
C
G
C
G
G
T
A
C
A
A
A
T
A
A
T
T
A
A
5’
3’
5’
3’
转录方向
5’
3’
C
G
G
G
A
U
C
A
A
C
G
G
G
C
C
A
A
A
U
U
U
U
U
U
U
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C
G
T
C
G
T
T
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G
C
G
G
T
A
C
A
A
A
T
A
A
T
T
A
A
5’
3’
5’
3’
转录方向
5’
3’
C
G
G
G
A
U
C
A
A
C
G
G
G
C
C
A
A
A
U
U
U
U
U
U
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T
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C
G
C
G
G
T
A
C
A
A
A
T
A
A
T
T
A
A
5’
3’
5’
3’
转录方向
5’
3’
C
G
G
G
A
U
C
A
A
C
G
G
G
C
C
A
A
A
U
U
U
U
U
U
U
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G
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T
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G
C
G
G
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A
C
A
A
A
T
A
A
T
T
A
A
5’
3’
5’
3’
转录方向
5’
3’
C
G
G
G
A
U
C
A
A
C
G
G
G
C
C
A
A
A
U
U
U
U
U
U
U
T
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T
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G
T
T
G
C
C
G
C
G
G
T
A
C
A
A
A
T
A
A
T
T
A
A
5’
3’
5’
3’
转录方向
5’
3’
C
G
G
G
A
U
C
A
A
C
G
G
G
C
C
A
A
A
U
U
U
U
U
U
U
T
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C
G
T
T
G
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G
C
G
G
T
A
C
A
A
A
T
A
A
T
T
A
A
5’
3’
5’
3’
转录方向
5’
3’
C
G
G
G
A
U
C
A
A
C
G
G
G
C
C
A
A
A
U
U
U
U
U
U
U
模板链
第3步：新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上（RNA聚合酶的催化形成磷酸二酯键）
T
C
G
T
C
G
T
T
G
C
C
G
C
G
G
T
A
C
A
A
A
T
A
A
T
T
A
A
C
G
G
G
A
U
C
A
A
C
G
G
G
C
C
A
A
A
U
U
U
U
U
U
U
T
C
G
T
C
G
T
T
G
C
C
G
C
G
G
T
A
C
A
A
A
T
A
A
T
T
A
A
C
G
G
G
A
U
C
A
A
C
G
G
G
C
C
A
A
A
U
U
U
U
U
U
U
第4步：合成的mRNA从DNA链上释放，而后DNA双螺旋恢复。
U
A
A
C
U
G
C
C
T
A
G
G
A
U
G
T
A
RNA聚合酶
①解旋
②配对
③连接
④释放
酶：____________
结果：双链解开，暴露碱基
RNA聚合酶
原则：_________________
能量：___________
模板：________________
原料：________________
碱基互补配对原则
DNA的一条链
4种核糖核苷酸
ATP
酶：___________
结果：形成一个_______
RNA聚合酶
RNA
合成的RNA从________上释放
DNA双链恢复成________结构
DNA链
双螺旋
二、遗传信息的转录
二、遗传信息的转录
概念
场所
时期
条件
RNA是在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成的，这一过程叫作转录。
主要是在细胞核（少量细胞质）
个体生长发育的整个过程（真核细胞分裂期较少）
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）
二、遗传信息的转录
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
遗传信息的流动方向
DNA→RNA
深度思考
1.转录过程中也有DNA的解旋过程,该过程需要解旋酶吗？DNA链完全解开么？
2.分裂间期和分裂期都可以进行转录吗？
提示 分裂期的染色体高度螺旋，DNA难以解旋，转录难以发生。
提示　不需要，RNA聚合酶也有解旋功能,
边解旋边转录.
3.转录的是DNA还是DNA片段？
提示 转录以基因为单位，不同基因模板链不同
深度思考
4.一个基因的两条链都可以作为转录的模板吗 一个DNA分子上的所有基因转录出的RNA都相同吗？
提示　转录时只能以基因的一条链为模板；不同的基因转录出的mRNA不完全相同。
基因A
基因B
转录
CCAUG……GCCA
mRNA1
转录
UAGUAC……UACG
mRNA2
哪条是模板链？
--ATGCATGCAT…… CCATGCTAGCCA ……TC C CTACC ……ATCATGCATCCATG C---
--TACGTACGTA ……GGTACGATCGGT……AGGGATGG……TAGTACGTAGGTACG---
1链
2链
1链
2链
其它基因
6.转录产生的RNA的碱基序列与其模板链的碱基序列有何异同点？
与DNA的另外一条链的碱基序列有何异同点？
DNA双链片段 a链
b链 C G A A C C T C A C G C
信使RNA
G C T T G G A G T G C G
G C U U G G A G U G C G
深度思考
① RNA与DNA模板链的碱基互补配对
② RNA与非模板链的碱基序列基本相同（T替换U）
5.一个DNA分子中某个基因转录时，其他基因是否一定也在进行转录？
提示　其他基因可能转录也可能不转录，它们之间互不影响
（1）转录时只解旋要表达的基因片段，不需要解旋酶。
（2）模板链不是固定不变的。
（3）转录不是转录整个DNA，是转录其中的基因。
（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。
DNA复制和转录的比较
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

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