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(共27張PPT)
第1節 基因指導蛋白質的合成（第1課時）
比較DNA與RNA分子結構的異同點，說明RNA適于作DNA信使的原因。
說明遺傳信息轉錄的場所、條件、過程、特點。
基因主要通過指導蛋白質的合成來控制性狀
為什么轉入的是基因，得到的卻是蛋白質
Bt 抗蟲蛋白基因
普通棉花
產生Bt 抗蟲蛋白
成為抗蟲棉
蘇云金桿菌
基因的表達
遺傳信息儲存在細胞核的DNA中
蛋白質的合成發生在核糖體
充當信使的中間物質---RNA
基因主要通過指導蛋白質的合成來控制性狀
(2nm)
核孔0.9nm
基因指導 蛋白質 的合成
主要在細胞核
在細胞質進行
通過信使RNA
為什么RNA適于作DNA的信使？
(1)RNA的基本組成單位：
核糖核苷酸
腺嘌呤核糖核苷酸
鳥嘌呤核糖核苷酸
胞嘧啶核糖核苷酸
尿嘧啶核糖核苷酸
H
H
H
H
T
比較：脫氧核苷酸
一、RNA的結構及種類
1.RNA的結構
（2）結構：
單鏈、比DNA短
DNA
比較項目 DNA RNA
基本單位
五碳糖
含氮堿基
結構
主要存在部位
脫氧核苷酸
核糖核苷酸
脫氧核糖
核糖
A T C G
A U C G
雙螺旋結構
一般為單鏈
細胞核
細胞質
2.RNA與DNA的主要區別：
為什么RNA適于做DNA的信使呢？
總結RNA適于做DNA的信使的條件：
RNA與DNA的結構相似，基本單位為核苷酸，可以儲存遺傳信息；
RNA一般是單鏈，比DNA短，能夠通過核孔轉移到細胞質中。
RNA與DNA的關系中，也遵循 “ 堿基互補配對原則 ”
DNA的基本單位
RNA的基本單位
脫氧核糖
DNA
胸腺嘧啶（T）
磷酸
腺嘌呤（A）
鳥嘌呤（G）
胞嘧啶（C）
RNA
核糖
尿嘧啶（U）
單鏈
單鏈
單鏈
3.RNA的分類和功能
信使RNA（mRNA）
核糖體RNA（rRNA）
轉運RNA（tRNA）
攜帶遺傳信息，蛋白質合成的模板
識別并運載氨基酸
核糖體的組成成分
①
②
③
tRNA
作為某些病毒的遺傳物質（煙草花葉病毒、新冠病毒）
某些RNA具有催化作用（酶）
常見的功能
DNA的遺傳信息
RNA的遺傳信息
轉錄
二、遺傳信息的轉錄
【活動】觀看視頻結合教材P64的文字和圖4-4，回答下列問題。
1.什么是轉錄？模板？原料？
場所？具體過程？結果？
2.遺傳信息的流動方向？
1.轉錄的概念：在細胞核中，通過RNA聚合酶以DNA的一條鏈為模板，
按照堿基互補配對原則合成RNA的過程。
問題：1.轉錄只能發生在細胞核嗎？
2.DNA復制需要解旋酶，轉錄需要解旋酶嗎？
不是
不需要
二、遺傳信息的轉錄
轉錄
（mRNA釋放，DNA雙鏈恢復）
DNA分子
堿基互補配對
主要在細胞核
四種核糖核苷酸
DNA的一條鏈（供轉錄的那一條）
、ATP、RNA聚合酶
A－U、T－A
G－C、C－G
DNA→mRNA
場所：
原則：
模板：
條件：
遺傳信息流動：
時間：
活細胞新陳代謝過程中
mRNA
轉錄
2、轉錄的模板、條件
基因
啟動子
RNA聚合酶
轉錄的起始（以mRNA為例)
RNA聚合酶結合到基因的啟動子（編碼蛋白質一段DNA上）位置，轉錄就開始。
3.過 程
⑴解旋：在ATP的驅動下，RNA聚合酶將DNA雙螺旋的兩條鏈解開。
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
該過程不需要解旋酶，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
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）mRNA的延伸: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
特點：
邊解旋邊轉錄
⑷釋放：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
DNA雙鏈片段 a鏈
b鏈 C G A A C C T C A C G C
信使RNA
比較mRNA和b鏈，以及mRNA和a鏈的堿基序列的差異。
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與 模 板 鏈：堿基互補配對
RNA與非模板鏈：堿基序列基本相同（但DNA上的T替換成U)
（編碼鏈）
按照堿基配對原則:1.寫出以b鏈為模板轉錄形成的mRNA堿基序列，
2.寫出b鏈對應的a鏈的堿基序列。
筆記：
4.遺傳信息傳遞方向：DNA→mRNA
模板鏈
非模板鏈/編碼鏈
筆記：RNA與模板鏈是反向的
模板鏈
非模板鏈/編碼鏈
轉錄方向判定方法： 為轉錄的起始方向。
已合成的mRNA釋放的一端(5′－端)
4.遺傳信息傳遞方向：DNA→mRNA
模板鏈
非模板鏈/編碼鏈
筆記：RNA與模板鏈是反向的
轉錄以基因為單位，
不同基因模板鏈不同
DNA復制 轉錄
時間
場所 解旋
模板
原料
酶
配對方式
特點
方向
產物
意義
細胞分裂間期
生長發育過程
完全解旋
只解有遺傳效應片段（基因）
DNA的兩條鏈均為模板
DNA的一條鏈為模板
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
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
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，為翻譯做準備
主要在細胞核或擬核，少部分在線粒體、葉綠體、質粒
新鏈從5’端-3’端延伸
新鏈從5’端-3’端延伸
①解旋
酶：RNA聚合酶
結果：雙鏈解開，氫鍵斷裂，暴露堿基
②配對
原則：堿基互補配對原則
模板：解開的DNA雙鏈中的一條鏈
原料：游離的核糖核苷酸
結果：配對堿基以氫鍵相連
③連接
酶：RNA聚合酶
結果：形成一個mRNA
④釋放
合成的mRNA從DNA鏈上釋放
DNA雙鏈恢復成雙螺旋結構
意義：
使遺傳信息從DNA轉移至RNA，為翻譯過程提供模板mRNA。
RNA與模板鏈是反向的
1．關于RNA的結構和功能的敘述，不正確的是（ ）
A．細胞中的RNA分子一般為單鏈
B．RNA比DNA短，能在細胞內傳遞遺傳信息
C．RNA是某些原核生物的遺傳物質
D．某些RNA能在細胞內催化化學反應
2．下列有關人胰島素基因轉錄的敘述，錯誤的是 （ ）
A．需要RNA聚合酶催化
B．產物為RNA
C．以DNA的一條鏈作為模板鏈
D．原料為4種游離的脫氧核苷酸
C
核糖核苷酸
RNA病毒
D
3.真核細胞內某段DNA正在發生如圖所示的轉錄過程，下列相關敘述，正確
的是（ ）
A．在解旋酶的作用下，DNA雙鏈解開，堿基暴露出來
B．圖示過程所需原料是分別含堿基A、U、C、G的四種核糖核苷酸
C．圖示過程需結合兩個RNA聚合酶，其均是從左向右移動
D．該DNA片段的兩條鏈均可作為模板鏈，圖中形成的RNA的堿基序列
互補
B
不互補：不同堿基轉錄而來
RNA聚合酶

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