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第1节 基因指导蛋白质的合成
第一课时
人教版 必修二
1.比较DNA与RNA分子结构的异同点，说明RNA适于作DNA信使的原因。
2.说明遗传信息转录的场所、条件、过程、特点；
资料1：DNA分子直径约2nm，核糖体大致为圆形颗粒，直径约23nm，而核孔只有0.9nm。
问题1：DNA（基因）主要分布在细胞的什么部位？蛋白质合成场所在哪里？
问题2：位于细胞核中的DNA（基因）如何指导细胞质中蛋白质的合成？是DNA分子从细胞核出来还是核糖体进去？
资料2：1955年，布拉舍用洋葱根尖和变形虫为材料进行实验，他用 RNA酶分解细胞中的RNA,蛋白质的合成就停止;而如果再加入从酵母中抽提的RNA，则蛋白质的合成会有一 定程度的恢复。同年，戈尔德斯坦和普劳特观察到用放射性标记的RNA从细胞核转移到细胞质。因此,人们推测RNA是DNA与蛋白质合成之间的信使。
问题3：那么RNA需要具备怎样的条件才能担当这一角色？
(1)基本组成单位：
核糖核苷酸
腺嘌呤核糖核苷酸
鸟嘌呤核糖核苷酸
胞嘧啶核糖核苷酸
尿嘧啶核糖核苷酸
(2)结构：
单链、比DNA短
任务一：RNA适于作DNA的信使的条件
1、RNA的结构及种类
(3)种类：
mRNA、rRNA、 tRNA
分布:
结构:
主要在细胞质中
主要在细胞质中
与蛋白质合成核糖体
单链
三叶草形，有碱基互补配对。
单链
碱基：A、T、C、G
脱氧
核糖
碱基
磷酸
核糖
碱基
磷酸
碱基：A、U、C、G
DNA的基本单位
RNA的基本单位
2、DNA与RNA的区别
DNA RNA
结构
基本单位
五碳糖
碱基
主要存在部位
原因
RNA也能储存遗传信息
RNA能够通过核孔进入细胞质
通常是双螺旋结构
通常是单链结构
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
核糖
脱氧核糖
A、T、G、C
A、U、G、C
细胞质
细胞核
DNA分子片段
RNA分子片段
为什么RNA适于作DNA的信使？
【活动】：结合教材P64的文字，和图4-4小组合作探究下列问题。小组合作思考讨论完成问题。
1.DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的？
2.什么是转录？模板？原料？场所？具体过程？结果？
3.遗传信息的流动方向？
任务二: DNA的遗传信息如何传递给RNA的？
转录过程
1.转录的概念
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。
3
5
（注意：mRNA、rRNA和tRNA都是转录而来的。）
2.时间：
个体生长发育的整个过程。
（1）真核生物：细胞核(主要)、叶绿体和线粒体(基质)。
（2）原核生物：拟核、细胞质。
3.场所：
实际上，DNA在哪里，转录就在哪里发生。
（1）解旋：
在ATP的驱动下，RNA聚合酶将DNA双螺旋的两条链解开。
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
RNA聚合酶具有解旋的效果
4.转录的过程
（2）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
4.过程
任务二: DNA的遗传信息如何传递给RNA的？
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
（3）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。
合成方向：
子链的5’端→ 3’端
形成磷酸二酯键
（4）释放：mRNA释放，DNA双链恢复。
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
转录
（mRNA释放，DNA双链恢复）
DNA分子
碱基互补配对
主要在细胞核
四种核糖核苷酸
DNA的一条链（供转录的那一条）
ATP、RNA聚合酶
A－U、T－A
G－C、C－G
DNA→mRNA
场所：
原则：
模板：
条件：
遗传信息流动：
时间：
活细胞新陈代谢过程中
mRNA
小结
C
3.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.③表示DNA聚合酶,主要在细胞核发挥作用
B.②一定是mRNA,可作为翻译过程的模板
C.②是以4种核糖核苷酸为原料合成的
D.细胞中的RNA合成过程不会在细胞核外发生
课堂练习
★写出以b链为模板转录形成的mRNA碱基序列
★写出b链对应的DNAa链的碱基序列
DNA双链片段 a链
b链 C G A A C C T C A C G C
信使RNA
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？
G C U U G G A G U G C G
转录成的RNA的碱基序列与b链（DNA模板链）的碱基序列是互补配对的；
转录成的RNA的碱基序列与a链（编码链）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。
G C T T G G A G T G C G
【即时训练】
下图表示细胞核中所完成的mRNA的形成过程示意图，有关叙述正确的是(　　)
A．图中RNA聚合酶的移动方向是从左向右
B．图中RNA与a链碱基互补
C．图示RNA—DNA杂交区域中DNA上的A与RNA上的T配对
D．DNA双螺旋解开需要解旋酶的参与，同时消耗能量
A
【即时训练】
任务三：学生结合对教材的印象，以小组为单位利用材料建模，小组代表上台展示并从解旋、配对、连接、脱落４个方面描述转录过程。
任务四：比较DNA复制与转录
DNA复制 转录
场所
模板
原料
酶
能量
产物
碱基配对方式
遗传信息传递
DNA的两条链
DNA的一条链
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
解旋酶、DNA聚合酶
RNA聚合酶
ATP
ATP
子代DNA
RNA
细胞核
细胞核
A-T、G-C、T-A、C-G
A-U、 G-C、T-A、C-G
DNA→DNA
DNA→RNA
2．下列关于DNA复制和转录异同点的叙述中正确的是 （ ）
A．模板不同 B．场所不同
C．产物不同 D．所需的酶相同
1．判断：
（1）转录除了在细胞核中发生以外，线粒体和叶绿体中也可以进行。（ ）
（2）DNA解旋后每一条链都可以当作转录的模板。（ ）
√
×
C
一、概念检测
场所
主要是细胞核，在叶绿体、线粒体中也能发生转录过程
条件
模板：DNA的一条链
原料：4种核糖核苷酸
能量：ATP
酶：RNA聚合酶
过程
解旋：双链解开，暴露碱基
配对：以一条DNA链的片段为模板，按照碱基
互补配对原则（A-U，T-A，C-G，G-C）
连接：在RNA聚合酶的作用下形成一个RNA分子
释放：RNA聚合酶

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