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第4章 第1节
美国科幻电影《侏罗纪公园》曾轰动一时。影片围绕着虚构的“侏罗纪公园”，展现了丰富而新奇的科学幻想：各种各样的恐龙飞奔跳跃、互相争斗，而这些复活的恐龙是科学家利用提取的恐龙DNA还原而来的。
从原理上分析，利用已灭绝生物的DNA，真的能够使它们复活吗？
一种生物的整套DNA中储存着该种生物生长、发育等生命活动所需的全部遗传信息，也可以说是构建生物体的蓝图。但是，从DNA到具有各种性状的生物体，需要通过极其复杂的基因表达及调控过程才能实现。因此，在可预见的将来，利用DNA来使灭绝的生物复活仍是难以做到的。
问题探讨
电影《侏罗纪公园》中的恐龙
DNA
基因
细胞核
生产蛋白质的机器是？
细胞质中的核糖体
信息如何传达？
细胞核
DNA能不能出细胞核？
细胞质中的核糖体
推测：有一种中间物质
一、基因的表达
1、概念：基因通过指导蛋白质的合成来控制生物的性状，这个过程叫做基因的表达。（包括转录和翻译过程）
——将DNA的遗传信息从细胞核传递到细胞质。
DNA 蛋白质的合成
RNA
“媒介”
“信使”
指导
转录
翻译
1、RNA的全称：
RNA的基本单位：
核糖核酸
4种核糖核苷酸
2、RNA与DNA的主要区别：
（1）五碳糖不同
（2）碱基不完全相同
（3）RNA一般为单链
3、结构：
单链、比DNA短
DNA
RNA分子结构与DNA很相似,也可储存遗传信息；
遵循“碱基互补配对原则”;
RNA是单链，比DNA短，能
够通过核孔转移到细胞质中。
为什么RNA适于作DNA的信使？
4、种类：
mRNA
（信使RNA）
rRNA
（核糖体RNA）
tRNA
（转运RNA）
核糖体RNA(rRNA）
作用
携带遗传信息，
蛋白质合成的模板
识别并转运氨基酸
核糖体的组成成分
二、遗传信息的转录
真核生物：
通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。
1.概念：
2.场所：
细胞核(主要)
叶绿体和线粒体(基质)
原核生物
细胞质
(主要)
拟核
3.转录过程：
细胞核
细胞质中的核糖体
转录场所
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
⑴解旋：在ATP的驱动下，RNA聚合酶将DNA双螺旋的两条链解开。（打开氢键）
该过程不需要解旋酶，RNA聚合酶有解旋作用；
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
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
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
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U
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C
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T
C
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T
T
G
C
C
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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
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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
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U
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T
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
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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
（2）配对：游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对。
模板链
（3）连接：在RNA聚合酶的作用下，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
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C
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T
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G
T
T
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C
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G
G
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A
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A
A
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A
A
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A
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G
G
G
A
U
C
A
A
C
G
G
G
C
C
A
A
A
U
U
U
U
U
U
U
（4）释放：合成的mRNA从DNA链上释放，而后DNA双螺旋恢复。
二、遗传信息的转录
3.转录过程：
（1）解旋
（2）配对
（3）连接
RNA聚合酶催化形成磷酸二酯键，将核糖核苷酸连接形成RNA链
（4）释放
RNA释放到细胞质，DNA恢复双螺旋
①能量：ATP
②酶：RNA聚合酶（氢键断裂，双链打开）
①模板：
②原料：
③原则：
DNA的一条链（供转录的那一条）
4种游离的核糖核苷酸
碱基互补配对原则
A－U、T－A、G－C、C－G
二、遗传信息的转录
4.转录条件：模板、原料、酶、能量、
5.转录特点：边解旋边转录
6.转录方向：新链的5’端到3’端
7.转录产物：产生3种RNA（mRNA、 tRNA、 rRNA）
--ATGCATGCAT…… CCATGCTAGCCA …… TCCCTAAGGATAG CCATCCCAGATG …… CATGCATCCATGC---
--TACGTACGTA ……GGTACGATCGGT…… AGGGATTCCTATC GGTAGGGTCTAC …… GTACGTAGGTACG---
基因A
基因b
基因H
其他基因
1个DNA分子
（多个基因）
转录
UGCAU……CCAUGC
mRNA
转录
GGUCUAC……GUA
mRNA
哪条是模板链？
1链
2链
▲ DNA两条链中只有一条链是转录的模板链，到底哪条链 是模板链不是固定不变的。
一个DNA转录出的mRNA不完全相同
▲以基因为单位，作为模板的只是DNA链中的基因片段；
1链
2链
二、遗传信息的转录——小结
选讲
（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，作为模板的只是DNA链中的基因片段，并非整个DNA；
注意：
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
选讲
注意：
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
（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。
选讲
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、
新链从5’端-3’端延伸
新链从5’端-3’端延伸
比较
(课本66页思考讨论）
讨论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？
讨论2. 与DNA复制相比，转录所需要的原料和酶各有什么不同？
讨论3.转录成的RNA的碱基序列，与DNA两条单链的碱基序列各有哪些异同？
转录与DNA复制都需要模板、都需要ATP提供能量、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。
DNA复制:原料是4种游离的脱氧核苷酸,所需要的酶是解旋酶和DNA聚合酶；
转录:原料是4种游离的核糖核苷酸，所需要的酶是RNA聚合酶。
转录时，游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对。因此，转录成的RNA的碱基与DNA模板链的碱基是互补配对的关系。该RNA的碱基序列与DNA另一条链（非模板链）的碱基序列的区别是RNA链上的碱基U，对应在非模板链上的碱基是T。
练习
例题：DNA一条单链的碱基序列是5’-ACGGATCTA-3’，
1、请写出与它互补的另一条单链的碱基序列；
2、写出以它为模板转录出的mRNA的碱基序列。
互补链：5’- TAGATCCGT-3’
mRNA：5’- UAGAUCCGU-3’
1、DNA分子的解旋发生在_____过程中。
A.复制 B.转录
C.翻译 D.复制和转录
D
2、转录只发生在细胞核中 ( )
3、转录时，DNA的两条链同时作模板 ( )
4、转录的原料是4种核糖核苷酸 ( )
5、转录需要解旋酶和DNA聚合酶 ( )
×
×
√
×

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