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1、 第四章第四章 基因的表达基因的表达第 1节 基因指导蛋白质的合成第1课时目标目标010102020303概述遗传信息的转录和翻译过程，阐明中概述遗传信息的转录和翻译过程，阐明中心法则的具体内容。心法则的具体内容。（生命观念）（生命观念）由中心法则的提出到完善，认同科学是不断由中心法则的提出到完善，认同科学是不断发展的；基于地球上几乎所有的生物都共用发展的；基于地球上几乎所有的生物都共用一套遗传密码的事实，认同当今生物可能有一套遗传密码的事实，认同当今生物可能有着共同的起源。着共同的起源。（科学探究）（科学探究）计算计算DNADNA碱基数目、碱基数目、RNARNA碱基数目与氨碱基数目与氨基酸数
2、目之间的对应关系。基酸数目之间的对应关系。（科学科学思维思维）学习目标学习目标 侏罗纪公园侏罗纪公园复活复活（视频）（视频）利用利用已灭绝生物的已灭绝生物的DNADNA，真的能够使它们，真的能够使它们复活复活吗？吗？有些科幻片电影围有些科幻片电影围绕绕 着虚构的未来场景，着虚构的未来场景，展现了这样的科学幻想：展现了这样的科学幻想：各种各样的恐龙飞奔跳各种各样的恐龙飞奔跳跃、相互争斗，而这些跃、相互争斗，而这些“复活复活”的恐龙是科学的恐龙是科学家利用提取的恐龙家利用提取的恐龙DNADNA培育繁殖而来的。培育繁殖而来的。生物体生物体所有特征的所有特征的总和我们称之为性状，总和我们称之为性状，性
3、状的性状的主要承担者主要承担者或体现或体现者者是谁是谁?蛋白质蛋白质基因基因(DNA)(DNA)生物体性状主要是由谁决定的生物体性状主要是由谁决定的?DNA蛋白质基因可以控制蛋白的合成，这个过程就是基因的表达。一、信使的寻踪记基因主要分布于哪里？蛋白质合成的场所呢？基因主要分布于哪里？蛋白质合成的场所呢？基因基因(DNA)(DNA)的分布：的分布：主要在细胞核细胞核（真核生物）；拟核（原核生物）蛋白质的合成场所：蛋白质的合成场所：细胞质的核糖体上细胞质的核糖体上？DNA和核糖体两者在空间上是隔开的，那么DNA的遗传信息怎么传递到细胞质？一、信使的寻踪记一、信使的寻踪记(1)根据实验1可以得出什
4、么结论？蛋白质的合成依赖于RNA。实验实验1 1：19551955年，布拉切特以洋葱根尖和变年，布拉切特以洋葱根尖和变形虫为材料，用形虫为材料，用RNARNA酶酶分解细胞中的分解细胞中的RNARNA，蛋白质的合成就停止，蛋白质的合成就停止。如果。如果再再加入加入酵母中提取的酵母中提取的RNARNA，蛋白质又开，蛋白质又开始合成始合成。一、信使的寻踪记 1961年，南非生物学家布伦纳等科学家经过实验发现，用噬菌体侵染细菌，在培养基中添加含14C标记的尿嘧啶，培养一段时间后，把细菌裂解离心，分离出RNA与核糖体。分离出来的RNA有14C标记，将分离得到的RNA分别与细菌的DNA和噬菌体的DNA杂交
5、，发现RNA只能与噬菌体的DNA形成双链杂交分子。实验实验2 2：(2)实验2中分离出的含14C标记的RNA，能与噬菌体的DNA分子形成杂 交分子，不能与细菌的DNA结合，说明什么问题？新合成的RNA是以噬菌体的DNA为模板合成的。一、信使的寻踪记综合实验1和实验2，作为DNA信使的物质是什么？为什么RNA适于作DNA的信使？实验1：蛋白质的合成依赖于RNA。实验2：新合成的RNA是以噬菌体的DNA为模板合成的。合合 成成蛋白质蛋白质DNA(基因基因)？RNARNA二、RNA的结构和功能RNA是什么物质?与在化学组成和结构上的区别有哪些？从结构上分析RNA适于作DNA的信使的条件是什么?RNA
6、的种类有哪三种？功能？请同学们自主阅读教材请同学们自主阅读教材P64-65P64-65，小组合作思考讨论完成问题，小组合作思考讨论完成问题,通通过比较、分析过比较、分析,归纳归纳RNARNA适于作适于作DNADNA的信使的条件，分解问题如下的信使的条件，分解问题如下:RNARNA蛋白质蛋白质D DNANA二、RNA的结构和功能1.RNA的结构的结构元素组成：基本单位：C、H、O、N、PRNA（核糖核酸）聚合（4种）核糖核苷酸RNA是什么物质?腺嘌呤核糖核苷酸（腺嘌呤核糖核苷酸（A A）胞嘧啶核糖核苷酸（胞嘧啶核糖核苷酸（C C）OO脱氧核糖脱氧核糖核糖核糖OO二、RNA的结构和功能项目名称组成
7、基本单位结构存在部位功能核糖核酸脱氧核糖核酸核糖核苷酸脱氧（核糖）核苷酸一般为单链一般为双链主要存在于细胞质中主要存在于细胞核中C、H、O、N、P 核糖、磷酸、含氮碱基：A、G、C、UC、H、O、N、P脱氧核糖、磷酸、含氮碱基：A、G、C、T传递遗传信息携带遗传信息RNA和DNA的区别DNARNA二、RNA的结构和功能2.RNA当信使的原因当信使的原因它的分子结构与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。RNA一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔转移到细胞质中。从结构上分析RNA适于作DNA的信使的条件是什么?碱基碱基磷酸磷酸脱脱氧核糖氧核糖磷酸磷酸核糖核糖碱基对
8、碱基对二、RNA的结构和功能3.RNA的种类的种类和功能和功能种类名称形状功能信使RNA转运RNA核糖体RNAmRNAtRNArRNA作为翻译的模板识别并转运氨基酸组成核糖体三叶草形DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的?少数RNARNA还具有催化作用，有的作为RNARNA病毒的遗传物质DNADNA的遗传信息的遗传信息RNARNA的遗传信息的遗传信息转录转录过程如何呢过程如何呢三、遗传信息的转录过程三、遗传信息的转录过程请同学们结合教材P64的文字和图4-4，思考并回答问题,概述转录的基本过程。转录的概念及场所？阐述转录的基本过程？RNA合成的场所、模板、原料和酶分别是什么?RNA合成的起始是如
9、何决定的?RNARNA蛋白质蛋白质D DNANA转录转录翻译翻译基基因因表表达达三、遗传信息的转录过程1.转录的概念及场所转录的概念及场所真核生物：原核生物：拟核、细胞质通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。(1)(1)概念概念：(2)(2)场所：场所：细胞核（主要）叶绿体和线粒体（基质）三、遗传信息的转录过程3.转录的转录的过程过程RNARNA聚合酶TCGATCGATTGCAACGTACACGGTAATT第1步：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；3.转录的转录的过程过程TCGTCGTTGCCGCGGTACAA
10、ATAATTA A5353转录方向53CGGGAU游离的核糖核苷酸CAACGGGCCAA AUU UUUU U第2步：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3.转录的转录的过程过程TCGTCGTTGCCGCGGTACAAATAATTA A5353转录方向53CGGGAUCAACGGGCCAA AUU UUUU U3.转录的转录的过程过程TCGTCGTTGCCGCGGTACAAATAATTA A5353转录方向53CGGGAUCAACGGGCCAA AUU UUUU U3.转录的转录的过程过程TCGTCGTTGCCGCGGTACAAATA
11、ATTA A5353转录方向53CGGGAUCAACGGGCCAA AUU UUUU U3.转录的转录的过程过程TCGTCGTTGCCGCGGTACAAATAATTA A5353转录方向53CGGGAUCAACGGGCCAA AUU UUUU U3.转录的转录的过程过程TCGTCGTTGCCGCGGTACAAATAATTA A5353转录方向53CGGGAUCAACGGGCCAA AUU UUUU U3.转录的转录的过程过程TCGTCGTTGCCGCGGTACAAATAATTAACGGGAUCAACGGGC CAAAUUUU UUU3.转录的转录的过程过程TCGTCGTTGCCGCGGTACA
12、AATAATTAACGGGAUCAACGGGC CAAAUUUU UUU第4步：合成的_从_上释放，而后DNA_mRNADNA链双螺旋恢复3.转录的转录的过程过程UAAGUCCCTTGGAAARNA聚合酶1解旋RNA聚合酶与编码蛋白质的一段DNA结合，使DNA双链解开，碱基暴露出来。游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对，在RNA聚合酶的作用下开始mRNA的合成。新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。（5端-3端延伸）4释放3连接合成的mRNA从DNA链上释放。而后，DNA双螺旋恢复。2配对三、遗传信息的转录过程遗传信息的转录过程思考思考.讨论讨论三、遗传信息的转录过程1.
13、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DNA的两条链由ATP提供解旋酶、DNA聚合酶原料：模板：能量：酶：DNA复制4种游离的核糖核苷酸DNA的一条链的某片段 由ATP提供RNA聚合酶原料：模板：能量：酶：转录遗传信息的转录过程思考思考.讨论讨论三、遗传信息的转录过程3.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
14、基因为单位进行。4.转录是转录整个DNA么？5.一个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？一个一个DNADNA分子中的两个基因，分子中的两个基因，不一定同时不一定同时进行转录。进行转录。同种生物的不同细胞中，由于同种生物的不同细胞中，由于基因的选择性表达基因的选择性表达，mRNAmRNA的种类和数量的种类和数量一般是一般是不相同的不相同的，但，但tRNAtRNA和和rRNArRNA的种类一般没有差异。的种类一般没有差异。分析基因与DNA的关系思考思考.讨论讨论三、遗传信息的转录过程6.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？写出该片段转录出的mRN
15、A中的碱基排列顺序。转录出的mRNA碱基序列与DNA模板链的碱基序列有哪些异同？5-UACGCUCCGUACCC-3 转录出的mRNA的碱基与DNA模板链的碱基是互补配对的关系。转录出的mRNA碱基序列与DNA非模板链的碱基序列有哪些异同？两者的序列基本相同，区别是RNA链上的碱基U，对应在非模板链上的碱基是T。非模板链模板链5-TACGCTCCGTACCC-3 3-ATGCGAGGCATGGG-5三、遗传信息的转录过程(4)转录的特点：_。(3)此过程中的碱基配对方式为_。RNA链延伸的方向是_。原料：模板：能量：酶：(1)转录的条件：(2)方向：由5端到3端小结RNA聚合酶DNA的一条链的
16、某片段4种游离的核糖核苷酸由ATP提供AU、TA、CG、GC边解旋边转录3535C53DNADNA复制和转录的比较复制和转录的比较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、TA、CG、GCA-U、CG、TA、GC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端延伸小结RNA细胞核细胞核RNA适于作适于作DNA信使的条件信使的条件RNA的种类：的种类：RNA与与DNA的比较的比较转录主要场所：主要场所：模板：模板：原料：原料：产物：产物：DNA的一条链的一条链4种核糖核苷酸种核糖核苷酸mRNA、tRNA、rRNA