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(共40张PPT)
第1节 基因指导蛋白质的合成（第1课时）　
第4章　基因的表达
教师点拨（20min)
基因通常是具有遗传效应的DNA片段，
基因是如何控制生物性状的呢？
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
遗传信息储存在细胞核的DNA中
蛋白质的合成发生在核糖体
充当信使的中间物质---RNA
基因主要通过指导蛋白质的合成来控制性状
(2nm)
核孔0.9nm
天高皇帝远，奈我何？
核糖体
我看不懂皇帝
的指令……
信使
RNA
不轻易出宫
DNA
翻译
01
遗传信息的转录
RNA
DNA的信使
蛋白质合成的模板。
1.RNA（核糖核酸）
元素组成：
基本单位：
C、H、O、N、P
RNA(核糖核酸)
聚合
脱氧核糖
核糖
腺嘌呤核糖核苷酸（A）
鸟嘌呤核糖核苷酸（G）
胞嘧啶核糖核苷酸（C）
尿嘧啶核糖核苷酸（U）
O
O
O
O
(4种)核糖核苷酸
磷酸
核糖
碱基
RNA和DNA的区别
DNA的信使
蛋白质合成的模板。
项目
名称
组成 元素 磷酸 五碳糖
碱基 基本单位
结构
存在部位
功能
核糖核酸
脱氧核糖核酸
核糖核苷酸
脱氧(核糖)核苷酸
一般为单链
一般为双链
主要存在于细胞质中
主要存在于细胞核中
传递遗传信息
携带遗传信息
DNA
RNA
C、H、O、N、P
磷酸
核糖
脱氧核糖
A(腺嘌呤)G(鸟嘌呤)C(胞嘧啶)
T(胸腺嘧啶)
U(尿嘧啶)
比较DNA和RNA
为什么RNA适于做DNA的信使呢？
总结RNA适于做DNA的信使的条件：
RNA与DNA的结构相似，基本单位为核苷酸，可以储存遗传信息；
RNA一般是单链，比DNA短，能够通过核孔转移到细胞质中。
RNA与DNA的关系中，也遵循 “ 碱基互补配对原则 ”
DNA的基本单位
RNA的基本单位
脱氧核糖
DNA
胸腺嘧啶（T）
磷酸
腺嘌呤（A）
鸟嘌呤（G）
胞嘧啶（C）
RNA
核糖
尿嘧啶（U）
课本P64第3段
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 识别并转运氨基酸
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
RNA的种类
RNA中不存在氢键？

核糖体RNA(rRNA）
tRNA
笔记：tRNA虽然是单链，但存在氢键
DNA的信使
蛋白质合成的模板。
遗传信息传递的媒介
《新坐标》P81
1.转录的概念：在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板，
按照碱基互补配对原则合成RNA的过程。
一、遗传信息的转录
问题：1.转录只能发生在细胞核吗？
2.DNA复制需要解旋酶，转录需要解旋酶吗？
不是
不需要
课本P65第3段
1.转录的概念：在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板，
按照碱基互补配对原则合成RNA的过程。
一、遗传信息的转录
课本P65第3段
真核生物：
2.转录的场所：
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
①解旋
酶：RNA聚合酶
结果：双链解开，氢键断裂，暴露碱基
②配对
原则：碱基互补配对原则
模板：解开的DNA双链中的一条链
原料：游离的核糖核苷酸
结果：配对碱基以氢键相连
③连接
酶：RNA聚合酶
结果：形成一个mRNA
④释放
合成的mRNA从DNA链上释放
DNA双链恢复成双螺旋结构
意义：
使遗传信息从DNA转移至RNA，为翻译过程提供模板mRNA。
RNA与模板链是反向的
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，
得到模板链
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
笔记: 转录不需要解旋酶，RNA聚合酶有解旋作用
4. 转录的过程：
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
A与U配对 G与C配对
T与A配对 C与G配对
4. 转录的过程：
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 连接: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。
4. 转录的过程：
形成磷酸二酯键
⑷释放：合成的mRNA从DNA链上释放，而后DNA双螺旋恢复。
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
4. 转录的过程：
⑷释放：合成的mRNA从DNA链上释放，而后DNA双螺旋恢复。
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
4. 转录的过程：
真核生物转录形成的RNA通过核孔，穿过 0 层膜，需要消耗能量
③延伸：核糖核苷酸依次连接到mRNA上。
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
一、遗传信息的转录
课本P65示意图
问题：1.转录有什么特点？
2.RNA子链的延伸方向？
1 转录时，需要解旋，但不需要解旋酶参与。因为RNA聚合酶本身就兼有解旋的作用。
2 转录时，RNA子链的延伸方向为5′端→3′端，与RNA聚合酶的移动方向一致。
U
A
A
G
U
C
C
C
T
T
G
G
A
A
A
RNA聚合酶
mRNA
DNA
方 向：
RNA子链的延伸方向：5′端→3′端，与RNA聚合酶的移动方向一致。
转录特点：边解旋边转录
RNA子链的延伸方向：5′端→3′端
笔记
笔记
转录补充说明：
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
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；
基因1
基因2
a链
b链
说明：
部分解旋
模板链
模板链
U
A
G
C
mRNA
U
C
G
C
mRNA
笔记：转录以基因为单位（并非整个DNA），模板链不固定
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。
DNA双链片段 a链
b链 C G A A C C T C A C G C
信使RNA
比较mRNA和b链，以及mRNA和a链的碱基序列的差异。
G C T T G G A G T G C G
G C U U G G A G U G C G
RNA与 模 板 链：碱基互补配对
RNA与非模板链：碱基序列基本相同（但DNA上的T替换成U)
（编码链）
按照碱基配对原则
1.写出以b链为模板转录形成的mRNA碱基序列，
2.写出b链对应的a链的碱基序列。
笔记
遗传信息传递方向：DNA→mRNA
模板链
非模板链/编码链
笔记：RNA与模板链是反向的
遗传信息传递方向：DNA→mRNA
模板链
非模板链/编码链
转录方向判定方法： 为转录的起始方向。
已合成的mRNA释放的一端(5′－端)
模板链
非模板链/编码链
笔记：RNA与模板链是反向的
转录以基因为单位，
不同基因模板链不同
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（断裂氢键、催化磷酸二酯键形成）等
场所：真核生物：细胞核、线粒体、叶绿体 原核生物：细胞质中
定义
条件
遗传信息的转录过程
个体生长发育的整个过程
时间
笔记
笔记
碱基互补配对
A－U、T－A、G－C、C－G
RNA（mRNA、tRNA、rRNA）
边解旋边转录
DNA→RNA
遗传信息从DNA传递到RNA（mRNA）上，为翻译做准备
从5’-端到3’-端
产物
原则
特点
遗传信息传递的方向
转录的意义
mRNA的延伸方向
遗传信息的转录过程
笔记
笔记
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
细胞分裂间期
生长发育过程
全部解旋
只解旋有遗传效应片段（基因）
DNA的两条链均为模板
DNA的一条链为模板
4种脱氧核苷酸
4种核糖核苷酸
解旋酶、 DNA聚合酶等
RNA聚合酶等
A—U、 T—A、C—G 、 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
主要:细胞核或拟核，少数：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
笔记
笔记
A—T、 T—A、C—G 、 G—C
①解旋
酶：RNA聚合酶
结果：双链解开，氢键断裂，暴露碱基
②配对
原则：碱基互补配对原则
模板：解开的DNA双链中的一条链
原料：游离的核糖核苷酸
结果：配对碱基以氢键相连
③连接
酶：RNA聚合酶
结果：形成一个mRNA
④释放
合成的mRNA从DNA链上释放
DNA双链恢复成双螺旋结构
意义：
使遗传信息从DNA转移至RNA，为翻译过程提供模板mRNA。
RNA与模板链是反向的
二、遗传信息的转录
当堂检测：8min
1．关于RNA的结构和功能的叙述，不正确的是（ ）
A．细胞中的RNA分子一般为单链
B．RNA比DNA短，能在细胞内传递遗传信息
C．RNA是某些原核生物的遗传物质
D．某些RNA能在细胞内催化化学反应
2．下列有关人胰岛素基因转录的叙述，错误的是 （ ）
A．需要RNA聚合酶催化
B．产物为RNA
C．以DNA的一条链作为模板链
D．原料为4种游离的脱氧核苷酸
C
核糖核苷酸
RNA病毒
D
当堂检测：8min
3．真核细胞内某段DNA正在发生如图所示的转录过程，下列相关叙述，
正确的是（ ）
A．在解旋酶的作用下，DNA双链解开，碱基暴露出来
B．图示过程所需原料是分别含碱基A、U、C、G的四种核糖核苷酸
C．图示过程需结合两个RNA聚合酶，其均是从左向右移动
D．该DNA片段的两条链均可作为模板链，图中形成的RNA的碱基序列
互补
B
不互补：不同碱基转录而来
RNA聚合酶
4．如图表示某细胞内某生理过程，观察图形，下列说法正确的是 （ ）
A．在真核细胞中该过程仅发生在细胞核内
B．图中的酶是DNA解旋酶，能使DNA双链氢键解开
C．甲链是编码链
D．图中酶移动的方向是从右向左
当堂检测：8min
D
RNA聚合酶
线粒体、叶绿体
模板链
5．如图表示根据甲链合成乙链的过程，甲、乙是核苷酸长链，①是催化
该过程的酶，②③是核苷酸之间的化学键，④是合成原料。下列叙述
正确的是(　　)
A．①具有解开DNA双螺旋的作用
B．②是磷酸二酯键，③是氢键
C．④是由胞嘧啶、核苷、磷酸结合而成的
D．乙链和甲链中的腺嘌呤数量相等
RNA聚合酶
A
磷酸二酯键
核糖
以基因为单位进行转录
转 录
6. 如图中甲、乙表示真核生物遗传信息传递的两个过程，丙为其中部分
片段的放大示意图。以下分析正确的是 (　　 )
B
A.图中酶1和酶2是同一种酶
B.图丙中b链可能是构成核糖体的成分
C.图丙是图甲的部分片段放大
D.图乙所示过程在高度分化的细胞中不能发生
DNA聚合酶
RNA聚合酶
RNA
DNA(模板链）
rRNA
乙
能
转录的起始（以mRNA为例)
基因
启动子
RNA聚合酶
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，转录开始。
笔记： 启动子（RNA聚合酶结合位点，位于DNA上）
启动子
1
2
3
4
5
非编码区
非编码区
编码区
转录
前体mRNA
加工
成熟mRNA
翻译
肽链
真核细胞的基因结构
汉水丑生侯伟作品
终止子
编码区上游
编码区下游
笔记： 真核生物转录出的RNA，需在细胞核中进行加工
易错点
1. 转录的场所不一定是细胞核；
（线粒体，叶绿体，拟核均可以发生转录）
2. RNA聚合酶具有两个功能：断裂氢键、形成磷酸二酯键
3. 转录的基本单位是基因，而不是整个DNA；
4. 每个基因都是以DNA某条特定链为模板进行转录的；
5. 在真核细胞中，转录出来的RNA 需要经过加工才具有生物活性
（hnRNA RNA）
6. 转录出来的mRNA去向：进入细胞质，与核糖体结合
1．如图为真核细胞中正在发生的生理过程，下列叙述正确的是（ ）
A．①是RNA聚合酶，与DNA上启动部位结合后从左往右移
B．②是DNA模板链，同一DNA上不同基因的模板链相同
C．③是DNA编码链，其基本组成单位与④的相比仅有碱基种类存在差异
D．④是RNA，需在细胞核中加工后再通过核膜转移至细胞质中
A
④RNA
RNA聚合酶
模板链
非模板链（编码链）
不是固定的
五碳糖、
核孔
2．如图是真核细胞内的转录过程示意图，相关叙述正确的是 （ ）
A．RNA聚合酶沿着整条DNA长链移动
B．转录过程中A-U之间会形成氢键
C．图中RNA的最左边是转录的启动部位
D．在真核细胞中不可能发生逆转录过程
B
转录以基因为单位
启动子（转录的启动部位）在DNA
7.若以碱基顺序为5′—ATTCCATGCT—3′的DNA为模板链，转录出的mRNA
碱基顺序为(　　)
A.从5′端读起为—ATTCCATGCT—
B.从3′端读起为—UAAGGUACGA—
C.从5′端读起为—AUUCCAUGCU—
D.从3′端读起为—TAAGGTACGA—
解析　若以碱基顺序为5′—ATTCCATGCT—3′的DNA为模板链，根据碱基
互补配对原则，转录时从3′端读起，转录出的mRNA碱基顺序为
—UAAGGUACGA—。
B

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