資源簡介

(共27張PPT)
4.1 基因指導蛋白質的合成
第1課時
學習目標
01
能說出RNA適于作DNA的信使的原因。
03
能夠說出DNA的復制與轉錄的異同。
02
能夠概述遺傳信息的轉錄過程。
美國科幻電影《侏羅紀公園》曾轟動一時。影片圍繞著虛構的“侏羅紀公園”，展現了豐富而新奇的科學幻想:各種各樣的恐龍飛奔跳躍、相互爭斗，而這些復活的恐龍是科學家利用提取的恐龍DNA還原而來的。
一種生物的整套DNA中儲存著該種生物生長、發育等生命活動所需的全部遺傳信息，也可以說是構建生物體的藍圖。但是，從DNA到具有各種性狀的生物體，需要通過極其復雜的基因表達及調控過程才能實現。因此，在可預見的將來，利用DNA來使滅絕的生物復活仍是難以做到的。
從原理上分析，利用已滅絕生物的DNA，真的能夠使它們復活嗎
生物體所有特征的總和我們稱之為性狀，性狀的主要承擔者或體現者是誰
蛋白質
基因(DNA)
生物體性狀主要是由誰決定的
DNA
？
蛋白質
細胞質
細胞核
DNA(2nm)
(遺傳信息)
核孔0.9nm
核糖體
（蛋白質合成場所）

RNA
信使
皇帝不出宮
DNA
核糖體
地方官員
如何設計實驗驗證呢？
思考：基因主要存在哪里？蛋白質在哪里合成的？
資料1: 1955年,戈德斯坦和普勞特觀察到放射性物質標記的RNA從細胞核轉移到細胞質。
資料2：1955年，布拉切特以洋蔥根尖和變形蟲為材料，用RNA酶分解細胞中的RNA，蛋白質的合成就停止。如果再加入酵母中提取的RNA，蛋白質又開始合成。
RNA充當了DNA的信使
一、信使尋蹤記
資料3：1961年，生物學家用噬菌體侵染細菌，在培養基中添加含14C標記的尿嘧啶，一段時間后，把細菌裂解離心，分離出RNA與核糖體。分離出來的RNA有14C標記，將分離得到的RNA分別與細菌的DNA和噬菌體的DNA雜交，發現RNA只能與噬菌體的DNA形成雙鏈雜交分子。
二、RNA適于作DNA的信使的原因
5’
3’
5’
3’
脫氧
核糖
堿基
DNA
AGCT
5’
3’
U
RNA
核糖
堿基
AGCU
1.RNA的組成：
RNA通常呈單鏈
2.結構：
3.RNA的種類和功能：
蛋白質合成的“三劍客”
“三葉草型”
轉運RNA（tRNA）
信使RNA（mRNA）
核糖體RNA（rRNA）
遺傳信息傳遞的媒介， 蛋白質合成的模板
核糖體的組成成分
轉運氨基酸的工具
蛋白質
rRNA
tRNA
mRNA
少數RNA還具有催化作用，有的作為RNA病毒的遺傳物質
共同點:
①都是轉錄的產物；②基本單位相同；③都與翻譯過程有關。
(1)RNA也是由基本單位——核苷酸連接而成，也能儲存遺傳信息（堿基的排列順序）。
(3)RNA一般是單鏈，而且比DNA短，因此能夠通過核孔，從細胞核轉移到細胞質中。
(2)在RNA與DNA關系中，也遵循“堿基互補配對原則”，但由于RNA中沒T，DNA中沒U，所以U與A配對。
4.RNA適于作DNA的信使的原因:
1. 下列關于RNA的敘述，錯誤的是(　　)
A．有些RNA可催化細胞內的某些生化反應
B．RNA的基本單位由磷酸、核糖和含氮堿基組成
C．RNA參與構成核糖體
D．RNA參與構成細胞膜
D
三、遺傳信息的轉錄
1.轉錄：
DNA的遺傳信息是怎樣傳給RNA的
RNA是在細胞核中，通過RNA聚合酶以DNA的一條鏈為模板合成的，這一過程叫作轉錄。
2.場所
◆真核生物：
細胞核(主要)
◆原核生物:
葉綠體、線粒體
擬核、細胞質
3.遺傳信息的轉錄過程
⑴解旋：在ATP驅動下，RNA聚合酶將DNA兩條鏈解開堿基暴露出來
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
該過程不需解旋酶，RNA聚合酶有解旋作用。
⑵配對：游離的核糖核苷酸按堿基互補配對原則隨機地與DNA
模板鏈上的堿基配對，確定RNA的核糖核苷酸排列順序。
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
RNA聚合酶將DNA雙鏈解開，堿基暴露出來
游離的核糖核苷酸與DNA模板鏈上的堿基互補配對
在RNA聚合酶的作用下，新結合的核糖核苷酸連接到正在合成的RNA分子上
合成的RNA從DNA鏈上釋放，而后DNA雙螺旋恢復
RNA與模板鏈是反向的
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
⑶連接：在RNA聚合酶的催化下從子鏈的5‘端把子鏈的核糖
核苷酸聚合成核糖核苷酸鏈。
合成方向：
子鏈的5’端→ 3’端
形成磷酸二酯鍵
⑷脫離：mRNA釋放，DNA雙鏈恢復
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'
細胞質
細胞核
mRNA
mRNA、tRNA、rRNA等
mRNA
rRNA
tRNA
4.轉錄產物：
條件
◆模板
DNA的一條鏈(模板鏈)
◆原料
4種游離核糖核苷酸
◆能量
ATP
◆酶
RNA聚合酶
【核心歸納】
◆RNA鏈延伸的方向：
◆此過程堿基互補配對原則：
A-U、T-A、C-G、G-C
◆轉錄的特點：
由5’ 端到3’端
邊解旋邊轉錄
◆遺傳信息流向：
DNA→mRNA
5'
5'
3'
3'
5'
3'
RNA聚合酶
游離的核糖核苷酸
DNA
mRNA
轉錄的方向
思考·討論
轉錄與復制都需要模板、能量、酶，都遵循堿基互補配對原則；這保證了遺傳信息的準確轉錄。
DNA復制
轉錄
討論1.轉錄與DNA復制有什么共同之處？這對遺傳信息的轉錄有什么意義
DNA雙鏈片段 a鏈
b鏈 C G A A C C T C A C G C
信使RNA
G C U U G G A G U G C G
與b鏈（DNA模板鏈）堿基序列互補配對的。
與a鏈（非編碼鏈）堿基序列區別：RNA鏈上堿基U對應非模板鏈上T。
G C T T G G A G T G C G
不一定
討論3.一個DNA分子中某基因轉錄時，其他基因是否一定也在進行轉錄？
同種生物不同細胞中，基因選擇性表達，mRNA種類和數量一般不相同，但tRNA和rRNA種類一般沒差異。
討論2.轉錄成的RNA堿基序列，與DNA兩條單鏈堿基序列異同？
RNA通過核孔進入細胞質，穿過0層膜
討論4.細胞核中轉錄形成的RNA進入細胞質穿過幾層膜？
DNA復制和轉錄的比較
項目 DNA復制 轉錄
時間
場所
解旋
模板
原料
酶
細胞分裂前的間期
生長發育過程
主要在細胞核或擬核中，少部分在線粒體、葉綠體、質粒中
完全解旋
只解有遺傳效應的片段(基因)
DNA的兩條鏈均為模板
DNA的一條鏈上某片段
四種脫氧核苷酸
四種核糖核苷酸
解旋酶、DNA聚合酶等
RNA聚合酶等
項目 DNA復制 轉錄
酶
配對方式
特點
方向
產物
意義
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
半保留復制，邊解旋邊復制
邊解旋邊轉錄
新鏈從5′－端→3′－端延伸
2個子代DNA分子
mRNA、tRNA、rRNA
使遺傳信息從親代傳遞給子代，從而保持了遺傳信息的連續性
遺傳信息從DNA傳遞到RNA(mRNA)上，為翻譯作準備
2. 如圖中甲、乙表示真核生物遺傳信息傳遞的兩個過程，丙為其中部分片段的放大示意圖。下列有關分析正確的是 (　　)
A．圖中酶1和酶2是同一種酶
B．圖丙中b鏈可能是構成核糖體的成分
C．圖丙是圖甲的部分片段放大
D．圖乙所示過程在高度分化的細胞中不會發生
B
3.如圖為真核生物細胞核內轉錄過程的示意圖，下列說法不正確的是(　　)
A．①鏈的堿基A與②鏈的堿基U互補配對
B．②是以4種核糖核苷酸為原料合成的
C．如果③表示酶分子，則它的名稱是RNA聚合酶
D．轉錄完成后，②需要通過兩層生物膜才能與核糖體結合
D
4.下列關于真核細胞中轉錄的敘述，錯誤的是(　　)
A.tRNA、rRNA和mRNA都由DNA轉錄而來
B.同一細胞中兩種RNA的合成有可能同時發生
C.細胞中的RNA合成過程不會在細胞核外發生
D.轉錄出的RNA鏈與模板鏈的相應區域堿基互補
C

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