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基因指导蛋白质的合成
第一课时
RNA种类与转录
人教版高中生物必修二
第四章第一节
为什么转入荧光蛋白基因的猕猴会发出荧光呢
转入的是基因，得到的却是蛋白质!
基因指导蛋白质合成的过程，叫基因的表达。
问题探讨
为什么
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
？
DNA无法出细胞核
核糖体也无法进细胞核
思考：基因主要存在哪里？蛋白质在哪里合成的？
DNA能不能出细胞核？
基因(2nm)
DNA
核孔(0.9nm)
细胞质中的核糖体
（20 nm）
信使
RNA
RNA是什么物质？为什么RNA适于作信使呢？
一、RNA的种类及功能
阅读P64-66，回答以下问题：
1、DNA和RNA的不同表现在哪？
2、RNA有几类，作用是什么？
3、为什么RNA适合做DNA的信使呢？
4、什么是转录，转录的场所、模板、原料、酶、过程分别是什么？
自主探究
A、G、C、T
H
RNA
全称：
核糖核酸
思考：DNA和RNA有什么区别？
分布（真核细胞）：
细胞质（主要）
化学组成:
A、G、C、U
C、H、O、N、P
基本单位：
核糖核苷酸（4种）
结构：
通常呈单链
一般为规则的双螺旋结构
脱氧核糖核酸
脱氧核糖核苷酸（4种）
结构：
分布（真核细胞）：
细胞核（主要）
线粒体、叶绿体
DNA
全称：
化学组成:
基本单位：
C、H、O、N、P
比DNA短，可进出细胞核
一、RNA的种类及功能
（局部双链）
单链
转运RNA(tRNA）
核糖体RNA(rRNA）
单链
单链
信使RNA(mRNA）
④作为某些病毒的遗传物质
⑤某些RNA具有催化作用（酶）
②识别并转运氨基酸（tRNA）
①传递遗传信息、作为合成蛋白质的模板（mRNA）
③核糖体的组成成分（rRNA）
思考：1、RNA的种类有哪一些？作用又是什么呢
RNA共同点：都是转录的产物、基本单位相同、都与翻译过程有关。
同时催化肽键的形成
一、RNA的种类及功能
(1)RNA也是由基本单位—核苷酸连接而成，由核糖、磷酸、碱基( C、G、A、U )共同组成，也能储存遗传信息。
(2)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。
(3)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。
2、为什么RNA适合做DNA信使呢？
一、RNA的种类及功能
DNA的遗传信息
mRNA
转录
过程如何
思考：DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的？
二、遗传信息的转录
DNA的遗传信息
mRNA
转录
过程如何
二、遗传信息的转录
概念
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
模板：
原料：
能量：
酶：
只以DNA的一条链
4种游离的核糖核苷酸
ATP
RNA聚合酶
原则
碱基互补配对
A－U、T－A、G－C、C－G
DNA碱基-RNA碱基
产物
RNA（mRNA、tRNA、rRNA）
二、遗传信息的转录
第1步：解旋 DNA双链解旋，碱基暴露。
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'
RNA聚合酶
3. 转录过程
注意：转录需要解旋，但不需要解旋酶（RNA聚合酶本身具有解旋功能）
二、遗传信息的转录
A
G
T
A
C
A
A
A
T
G
G
G
U
U
A
U
U
A
U
C
第2步：配对在RNA聚合酶的作用下，游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对。
3'
5'
边解旋边转录
二、遗传信息的转录
思考：全部解旋完成单链再合成RNA吗？
A
G
T
A
C
A
A
A
T
G
G
C
G
G
U
U
A
U
U
A
U
C
mRNA
DNA
第3步：链接 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）
5'
3'
RNA合成方向：5’-端到3’-端（模板链）
思考：RNA的合成方向？
二、遗传信息的转录
A
G
T
A
C
A
A
A
T
U
C
A
U
G
A
U
U
A
mRNA
细胞质
细胞核
第4步：释放合成的RNA从DNA链上释放，DNA双螺旋恢复
T
C
A
T
G
A
T
T
A
5'
3'
通过核孔进入细胞质中，穿过0层膜，需要消耗能量
遗传信息从DNA传递到mRNA
思考：RNA的穿过几层膜？
都需要模板、酶、能量等；都遵循碱基互补配对原则，
碱基互补配对规律能够保证遗传信息传递的准确性；
1、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？
思考·讨论
比较项目 DNA复制 DNA转录
模板
原料
碱基互补配对原则
酶
产物
时期
DNA分子
RNA分子
DNA的两条链
DNA的一条链
四种脱氧核糖核苷酸
四种核糖核苷酸
A-T；G-C
A-U；T-A；G-C
解旋酶、DNA聚合酶
RNA聚合酶
细胞分裂间期
生长发育过程
2、与DNA复制相比，转录所需要的原料和酶各有什么不同？
转录与DNA复制的区别
二、遗传信息的转录
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
转录成的RNA的碱基序列与模板链：碱基互补配对
转录成的RNA的碱基序列与非模板链：碱基序列基本相同（T变成U）
3.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？
思考·讨论
二、遗传信息的转录
A
T
C
G
A
G
C
G
A
G
T
C
T
T
C
G
T
C
A
A
T
C
G
A
T
G
A
C
A
T
C
G
G
C
DNA
U
C
G
C
U
A
G
C
mRNA
mRNA
基因1
基因2
a链
b链
部分解旋
转录过程是对整个DNA分子进行转录吗？
不是，转录的是某个基因，转录是以基因为单位进行
2. 一个基因的两条链都能转录吗？
不能，转录只能以基因的一条链为模板
3. 不同基因的模板链是否相同？
不一定相同,到底以DNA哪条链为模板不是固定不变的
结果
二、遗传信息的转录
DNA两条链中只有一条链是转录的模板链，模板链不固定。
转录以基因为单位，作为模板的只是DNA链中的基因片段；
一个DNA转录出的mRNA不完全相同
转录意义
将基因（双链DNA片段）中碱基序列蕴含的遗传信息，转化为了单链RNA碱基序列中的信息，为后续的翻译过程作准备。
转录使特定遗传信息从 DNA 传递到 RNA
二、遗传信息的转录
真核细胞基因结构
编码区
非编码区
非编码区
编码区
非编码区
非编码区
启动子
终止子
RNA聚合酶识别结合位点，启动转录
终止转录
外显子
内含子
原核细胞基因结构
真核细胞和原核细胞基因转录过程的区别
知识延伸
思考：如何区分DNA与RNA呢？
(1)根据五碳糖种类判定：若核酸分子中含核糖，则一定为RNA；若含脱氧核糖，则一定为DNA。
(2)根据含氮碱基判定：含T的核酸一定是DNA；含U的核酸一定是RNA。
(3)单、双链的判定：若A≠T(或U)、G≠C或嘌呤碱基≠嘧啶碱基，则为单链DNA(或RNA)；若A＝T(或U)，G＝C，A＋G＝T(或U)＋C，则一般认为是双链DNA(或RNA)。
二、遗传信息的转录
2.一个DNA分子转录出多少种多少个mRNA（ ）
A.一种一个 B.一种多个 C.多种多个 D.无数种无数个
1.如果DNA的一条模板链的碱基排列顺序是ACGCTAGCA，那么与它互补的另一条链上的碱基排列顺序是 ，转录成的信使RNA上的碱基排列顺序是 。　
TGCGATCGT
UGCGAUCGU
C
注意：转录以基因为单位，一个DNA上有许多个基因，不同基因转录形成的mRNA不同，并且每个基因可以发生多次转录，因此一个DNA分子可以转录出多种及多个mRNA分子。
随堂练习
3．对于下列图解的说法，正确的有(　　)
①表示DNA复制过程 ②表示DNA转录过程
③共有5种碱基 ④共有8种核苷酸
⑤共有5种核苷酸 ⑥A均代表同一种核苷酸
A．①②③　　　　　 B．④⑤⑥
C．②③④ D．①③⑤
C
随堂练习
4．如图为真核生物细胞核内转录过程的示意图，下列说法正确的是 (　　)
(　　)
A．①链的碱基A与②链的碱基T互补配对
B．②是以4种脱氧核苷酸为原料合成的
C．如果③表示酶分子，则它的名称是RNA聚合酶
D．转录完成后，②需通过两层生物膜才能与核糖体结合
C
随堂练习

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