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(共31张PPT)
第4章 基因的表达
第1节 基因指导蛋白质的合成
01
信使的寻踪记
02
遗传信息的转录
目录
03
RNA的结构及做为信使的原因
04
配套练习与应用
生长在太平洋西北部的一种水母能发出绿色荧光，这是因为水母的DNA上有一段长度为5.17 × 103个碱基对的片段——绿色荧光蛋白基因。转基因实验表明，转入了水母绿色荧光蛋白基因的转基因鼠，在紫外线的照射下，也能像水母一样发光。
基因如何控制蛋白质的合成？
绿色荧光蛋白基因
绿色荧光蛋白
控制合成
绿色荧光
发出
思考讨论
基因主要分布于哪里？蛋白质合成的场所呢？
基因(DNA)的分布：
主要在细胞核（真核生物）；
其次是叶绿体和线粒体
拟核（原核生物）其次是质粒
蛋白质的合成场所：
细胞质的核糖体上
核糖体
DNA
蛋白质
指导合成
思考：细胞核的DNA(基因)怎样指导蛋白质合成呢？
基因主要分布于哪里？蛋白质合成的场所呢？
核糖体
DNA
蛋白质
思考：到底是哪一种
物质作为DNA的信使呢？
推测有一种
中间物质？
基因(DNA)的分布：
主要在细胞核（真核生物）；
其次是叶绿体和线粒体
拟核（原核生物）其次是质粒
蛋白质的合成场所：
细胞质的核糖体上
(1)根据该实验能得出什么结论？
蛋白质的合成依赖于RNA（即RNA是DNA与蛋白质之间的信使）
实验：
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。
【任务1】
信使的寻踪记
思考：RNA适于作DNA信使的原因有哪些？
RNA是什么物质 由哪些成分组成？
RNA与DNA在化学组成和结构上的区别有哪些？
分析RNA为什么适于作DNA的信使？
RNA的种类有哪些？
请同学们自主阅读教材P64-65，梳理下列问题、并在教材上做相应的勾画标注。
RNA
蛋白质
DNA
分析RNA的结构及做为信使的原因
核糖核酸
核糖核苷酸
中文名称
基本单位
腺嘌呤（A）
鸟嘌呤（G）
胞嘧啶（C）
尿嘧啶（U）
RNA是什么物质 由哪些成分组成
比较项目 DNA RNA 组成元素 基本单位
化学组成 磷酸
五碳糖
碱基
分布
结构
C、H、O、N、P
脱氧核苷酸
脱氧核糖
A、G、C、T
一分子磷酸
一般为双链
主要在细胞核
核糖核苷酸
核糖
A、G、C、U
一分子磷酸
一般为单链
主要存在于细胞质
RNA与DNA在化学组成和结构上的区别有哪些
2. RNA一般是单链，比DNA短，能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中；
3. RNA与DNA之间也遵循“碱基互补配对原则”。
1.RNA的分子结构与DNA很相似，也是由基本单位——核苷酸连接而成，也能储存遗传信息。
因此以RNA为媒介可将遗传信息传递到细胞质中。
A
U
C
G
RNA适于作DNA信使的原因
细胞中RNA的种类有哪些？
mRNA
（信使RNA）
功能：
遗传信息传递的媒介
蛋白质合成的模板。
rRNA
核糖体RNA
功能：
核糖体的组成成分
tRNA
转运RNA
功能：
识别并运载氨基酸
RNA的种类及功能
作为某些病毒的遗传物质
某些RNA具有催化作用（酶）
[正误辨析]大本P85
(1)核糖核苷酸是组成RNA的基本单位，共有4种。(　　)
(2)RNA主要有三种，主要分布在细胞质中。(　　)
(3)某些病毒的遗传物质是RNA。(　　)
√
√
√
1．如图已知甲是组成乙或丙的基本单位
(单体)。下列相关叙述错误的是(　　)
A．若甲中的m是T，则甲是乙的组成单位
B．SARS病毒的遗传信息储存在RNA中，
其彻底水解得到6种水解产物
C．人的神经细胞中含有甲的种类是8种
D．小麦根尖细胞的遗传物质中，含4种甲中的m、2种a
强化 题点对应训练
D
2．RNA可能的功能是(　　)
①作为某些病毒的遗传物质　②作为某些细菌的遗传物质　③催化某些代谢反应　④转运氨基酸　⑤核糖体组成成分
A．①②③④⑤　　　　　　 B．①②③④
C．②③④⑤ D．①③④⑤
D
遗传信息的转录
思考：DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的？
T
A
T
G
C
A
T
G
A
T
C
G
A
G
C
T
T
A
T
C
A
T
G
A
C
G
A
G
C
T
T
C
A
A
3'
5'
……
……
DNA上的遗传信息
转录（transcription）
U
A
U
G
C
A
U
G
A
U
C
G
A
G
C
U
U
RNA
5'
请同学们阅读教材P65最后一段文字和图4-4，完成以下几个问题
转录的概念、基本过程
转录的时间、场所、条件分别是什么？
转录的方向、及结果分别是？
转录的特点和意义是什么？
RNA
蛋白质
DNA
转录
翻译
概述遗传信息的转录过程
【任务3】
遗传信息的转录过程
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。
2.转录发生的时间：
3.转录的场所
生物体生长发育的整个过程。
原核生物：拟核、细胞质（质粒）
真核生物：细胞核、线粒体和叶绿体。
RNA聚合酶
A
A
A
C
G
C
A
G
G
T
T
T
G
C
G
T
C
C
（作用于氢键，使DNA双螺旋解开）
4.转录的过程
概述遗传信息的转录过程
第1步：解旋
DNA双链解开（_____________的催化），_____暴露出来；
RNA聚合酶
碱基
该过程不需要解旋酶，RNA聚合酶有解旋作用；
RNA聚合酶
游离的核糖核苷酸
A
A
A
U
C
G
C
A
C
G
U
G
G
T
T
T
G
C
G
T
C
C
3’
5’
5’
3’
（RNA聚合酶催化形成磷酸二酯键）
4.转录的过程
第2步：配对
游离的_______________与________________上的碱基互补配对，在________________的作用下开始mRNA的合成；
核糖核苷酸
DNA模板链
RNA聚合酶
遗传信息的转录过程
RNA聚合酶
U
A
A
A
U
U
C
G
C
A
G
C
G
U
G
C
G
C
T
T
T
G
C
G
T
C
C
3’
5’
5’
3’
5’
3’
4.转录的过程
新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。
方向：mRNA延伸方向_______________
第3步 连接
从5’端到3’端
mRNA
遗传信息的转录过程
核糖体
蛋白质
合成
4.转录的过程
第4步：释放
合成的________从__________上释放，而后DNA_____________
mRNA
DNA链
双螺旋恢复
遗传信息的转录过程
[正误辨析]大本P86
(1)转录只发生在细胞核内。(　　)
(2)遗传信息转录的产物只有mRNA。(　　)
(3)转录以DNA的两条链作为模板，以4种核糖核苷酸为原料。(　　)
(4)转录是以DNA完整的一条链为模板合成RNA的过程。(　　)
×
×
×
×
1．如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．图中③的左端为5′端
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
强化 题点对应训练
C
2．下列关于洋葱根尖细胞遗传信息转录过程的叙述，正确的是(　　)
A．一个DNA可转录出多个不同类型的RNA
B．以完全解开螺旋的一条脱氧核苷酸链为模板
C．转录终止时成熟的RNA从模板链上脱离下来
D．可发生在该细胞的细胞核、线粒体和叶绿体中
A
4.转录的过程
概述遗传信息的转录过程
解旋
配对
连接
释放
课堂小结
RNA
细胞核
RNA适于作DNA信使的条件
RNA的种类：
RNA与DNA的比较
转录
主要场所：
模板：
原料：
产物：
DNA的一条链
4种核糖核苷酸
mRNA、tRNA、rRNA
概述遗传信息的转录过程
【任务3】
5.转录的条件
②原料：
③酶：
④能量：
①模板：
DNA的其中一条链
四种核糖核苷酸（ A、G、C、U )
RNA聚合酶
ATP
识别启动子、打开氢键、形成磷酸二酯键
6.方向
新合成链（RNA）5’端→3’端延伸
沿着模板链3'端→5'端方向延伸
7.特点
8.结果
9.意义
边解旋边转录
产生RNA（主要产生mRNA、rRNA、tRNA三种RNA）
遗传信息从DNA传递到RNA(mRNA)上，为翻译做准备。
遗传信息的转录过程
思考.讨论
1.转录与DNA复制有什么共同之处？对保证遗传信息准确转录有什么意义？
转录与DNA复制都需要模板、原料、能量、酶，都遵循碱基互补配对原则，这保证了遗传信息的准确转录。
2.与DNA复制相比，转录所需要的原料和酶各有什么不同？
4种游离的脱氧核苷酸
解旋酶、DNA聚合酶
原料：
酶：
DNA复制
4种游离的核糖核苷酸
RNA聚合酶
原料：
酶：
转录
概述遗传信息的转录过程
【任务3】
概述遗传信息的转录过程
【任务3】
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？
遗传信息的转录过程
思考.讨论
DNA双链片段 a链
b链 5’ C G A A C C T C A C G C 3’
mRNA
3’G C T T G G A G T G C G 5’
转录模板链
3’G C U U G G A G U G C G 5’
(1)转录形成的mRNA的碱基序列与DNA模板链的碱基序列为互补配对；
(2)转录形成的mRNA的碱基序列与DNA非模板连的碱基序列相似:
RNA链上的碱基U，对应在非模板链上的碱基是T。
拓展提升
1.转录时，DNA链完全解开么？ DNA的两条链都可作为模板链么？
边解旋边转录;只有一条链可作为模板链。
转录不是转录整个DNA，转录以基因为单位进行。
2.转录是转录整个DNA么？
3.一个DNA分子中某个基因转录时，其他基因是否一定也在进行转录？
一个DNA分子中的两个基因，不一定同时进行转录。
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，但tRNA和rRNA的种类一般没有差异。
注意：模板DNA两条链中只有一条链是转录的模板链；而且仅仅是DNA链中的某个片段（某个基因的某条连）。
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
最终完全解旋
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
归纳总结

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