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(共28张PPT)
基因可以控制蛋白质的合成，这个过程就是基因的表达。
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。
转入的是基因，得到的却是蛋白质！为什么会这样？
第1节 基因指导蛋白质的合成
（第一课时）
第四章基因的表达
目标
01
02
通过比较DNA和RNA的结构，阐明RNA适于作DNA信使的原因。
通过观察图片，概述遗传信息转录的过程
学习目标
侏罗纪公园电影片段
问题探讨 （P64）
问题探讨 （P64）
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、相互争斗，而这些复活的恐龙是科学家利用提取的恐龙DNA还原而来。
讨论：
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。
基因通常是有遗传效应的DNA片段。DNA主要存在于细胞核。
蛋白质在细胞质中合成。
一、信使的寻踪记
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。
一、信使的寻踪记
RNA是什么物质？为什么RNA适于作DNA的信使？
RNA
DNA
蛋白质
实验证据：
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
二、RNA的结构和功能
全称：
基本单位：
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）
核糖核酸
核糖核苷酸（4种）
结构：
分布（真核细胞）：
细胞质（主要）
1.RNA的结构
2.RNA适合于做信使的原因
原因一
原因二
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。
二、RNA的结构和功能
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
识别并转运氨基酸
二、RNA的结构和功能
67页典例应用1、2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？是否需要能量？场所？所需的酶？
具体过程？结果？
三、遗传信息的转录过程
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：
原料：
能量：
酶：
场所：真核：
原核：
1.定义
2.条件
三、遗传信息的转录过程
DNA的一条链
4种核糖核苷酸
由细胞呼吸提供
RNA聚合酶等
细胞核、线粒体、叶绿体
细胞质中
⑴解旋：在ATP的驱动下，RNA聚合酶将DNA双螺旋的两条链解开，碱基暴露出来。
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，作用于氢键
⑵配对：游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对
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
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聚合酶的作用下开始mRNA的合成，新结合的核糖核苷酸会连接到合成的mRNA分子上。
合成方向：
子链的5’端→ 3’端
特点：
边解旋边转录
⑷释放：合成的mRNA从DNA链上释放，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
三、遗传信息的转录过程
碱基互补配对
A－U、T－A、G－C、C－G
原则:
产物:
特点:
RNA（mRNA、tRNA、rRNA）
边解旋边转录
遗传信息传递的方向:
DNA→RNA
遗传信息从DNA传递到RNA（mRNA）上，为翻译做准备
转录的意义:
mRNA的延伸方向:
从5’-端到3’-端
三、遗传信息的转录过程
时间:
个体生长发育的整个过程
--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（并非整个DNA）
1链
2链
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？
思考与讨论
转录与复制都需要模板、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。
2．与DNA复制相比，转录所需要的原料和酶各有什么不同？
复　制 转　录
原料
酶
4种脱氧核苷酸
4种核糖核苷酸
解旋酶、DNA聚合酶
RNA聚合酶
思考与讨论
DNA双链片段 a链 G C T T G G A G T G C G
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 U U G G A G U G C G
① 该RNA与DNA模板链的碱基互补配对，A 与U配对，而非T ；
② 该RNA与DNA互补链的碱基序列基本相同,只是DNA链上T的位置，RNA 链上是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？
69页典例应用3题
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
69页典例应用4题
×
√
[辨正误]
(1)核糖核酸是组成RNA的基本单位，一共有4种。( )
提示：核糖核苷酸是组成RNA的基本单位。
(2)RNA是某些病毒的遗传物质。( )
(3)RNA一般是单链，所以所有的RNA都不含有氢键。( )
提示：tRNA的局部含有氢键。
(4)RNA主要有三种，主要分布在细胞质中。( )
√
×
【 学以致用 】
C
1.(2024·吉林长春实验中学期末)关于RNA的结构和功能的叙述，错误的是(　　)
A.RNA能在细胞内传递遗传信息，也能携带氨基酸
B.RNA含有的五碳糖是核糖
C.所有RNA中都不含氢键
D.某些RNA能在细胞内催化化学反应
解析：常见的RNA有三种：mRNA、rRNA和tRNA。mRNA可在细胞内传递遗传信息，tRNA可以携带氨基酸，A正确；
tRNA存在碱基互补配对区域，含有氢键，C错误；
大多数酶的本质是蛋白质，少数酶的本质是RNA，因此某些RNA具有催化作用，D正确。
C
2.(2024·黑龙江哈尔滨高一下期末)下列关于细胞中DNA和RNA分子的叙述，错误的是(　　)
A.DNA和RNA分子的组成成分中含有单糖
B.细胞核和细胞质中均有DNA和RNA的分布
C.DNA、RNA分子中嘌呤数目等于嘧啶数目
D.真核生物的RNA主要分布在细胞质中
解析：DNA中含有脱氧核糖，RNA中含有核糖，脱氧核糖和核糖都属于单糖，A正确；
真核细胞中，DNA主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中，细胞核和细胞质中均有DNA和RNA的分布，B正确；
DNA为双链结构，两条链之间存在碱基互补配对，嘌呤数目等于嘧啶数目，而RNA一般为单链结构，嘌呤数目不一定等于嘧啶数目，C错误。
【 学以致用 】
C
3.(2024·成都七中高一诊断)下图表示真核细胞某基因的转录过程。下列有关叙述错误的是(　　)
A.转录结束后①和②重新形成双螺旋结构
B.③不一定是mRNA
C.④是游离的脱氧核苷酸
D.该过程中存在T与A的碱基配对方式
解析：转录的产物有mRNA、tRNA、rRNA等，B正确；
④是形成RNA的原料，是游离的核糖核苷酸，C错误；
该过程中DNA中的T可以与RNA中的A配对，D正确。
课堂小结
作业：练透153页、154页

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