1、第第4 4章章 基因的表达基因的表达第第1 1节节 基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成第第1 1课时课时 遗传信息的转录遗传信息的转录生物学必修生物学必修2 2 遗传与进化遗传与进化（人教版人教版）导入新课（导入一）导入新课（导入一）利用已灭绝的生物的利用已灭绝的生物的DNA分子，真的能够复活灭绝的生物吗？分子，真的能够复活灭绝的生物吗？导入新课（导入一）导入新课（导入一）DNA蛋白质蛋白质细胞核细胞核细胞质中细胞质中的核糖体的核糖体？导入新课（导入二）导入新课（导入二）资料一资料一 生长在太平洋西北部的一种水母能发出生长在太平洋西北部的一种水母能发出绿色荧光（如图绿色荧光（如图1），这
2、是因为水母的），这是因为水母的DNA分子上有绿分子上有绿色荧光蛋白基因，该基因指导合成了绿色荧光蛋白。色荧光蛋白基因，该基因指导合成了绿色荧光蛋白。资料二资料二 图图2是用发出不同颜色荧光的细菌是用发出不同颜色荧光的细菌“画画”的美妙图案。这些细菌能够发出荧光，是因为在它们的美妙图案。这些细菌能够发出荧光，是因为在它们的体内导入了荧光蛋白基因。的体内导入了荧光蛋白基因。导入细菌细胞的是荧光蛋白基因，为什么得到的导入细菌细胞的是荧光蛋白基因，为什么得到的是荧光蛋白？是荧光蛋白？图图1图图2基因指导蛋白质合成的过程称为基因指导蛋白质合成的过程称为基因的表达基因的表达环节一：环节一：RNA的结构、种
3、类和功能（思路一）的结构、种类和功能（思路一）回顾已学知识，回答以下几个问题回顾已学知识，回答以下几个问题。1.什么是基因？什么是基因？基因通常是有遗传效应的基因通常是有遗传效应的DNA片段片段 2.在真核细胞中，在真核细胞中，DNA主要存在于什么结构中？蛋白质是在什么主要存在于什么结构中？蛋白质是在什么结构中合成的？结构中合成的？3.细胞核和细胞质之间是通过什么结构进行物质交换和信息交流细胞核和细胞质之间是通过什么结构进行物质交换和信息交流的？的？DNA、RNA是否可以自由通过该结构？是否可以自由通过该结构？.核孔核孔细胞核细胞核核糖体核糖体DNA不可以出核孔，不可以出核孔，RNA可以出核孔
4、可以出核孔环节一：环节一：RNA的结构、种类和功能（思路一）的结构、种类和功能（思路一）阅读教材，从以下几个方面进行分析：阅读教材，从以下几个方面进行分析：1.RNA的全称是什么？的全称是什么？2.RNA的基本单位是什么？的基本单位是什么？3.从组成上分析，从组成上分析，RNA与与DNA的主要区别是什么？的主要区别是什么？.核糖核酸核糖核酸核糖核苷酸核糖核苷酸项目项目DNARNA五碳糖五碳糖脱氧核糖脱氧核糖核糖核糖含氮碱基含氮碱基腺嘌呤（腺嘌呤（A）胸腺嘧啶（胸腺嘧啶（T）鸟嘌呤（鸟嘌呤（G）胞嘧啶（胞嘧啶（C）腺嘌呤（腺嘌呤（A）尿嘧啶（尿嘧啶（U）鸟嘌呤（鸟嘌呤（G）胞嘧啶（胞嘧啶（C）环
5、节一：环节一：RNA的结构、种类和功能（思路一）的结构、种类和功能（思路一）在真核细胞中，在真核细胞中，DNA和和RNA分别主要分布在哪里？分别主要分布在哪里？DNA:细胞核细胞核(主要）主要）RNA：细胞质（主要）细胞质（主要）小组合作，分析、归纳小组合作，分析、归纳RNA适于作为适于作为DNA信使的条件。信使的条件。.RNA与与DNA的结构相似，可以储存遗传信息的结构相似，可以储存遗传信息 RNA 能够通过核孔从细胞核转移到细胞质中能够通过核孔从细胞核转移到细胞质中作为作为DNA信使的信使的RNA叫叫信使信使RNA，也叫，也叫mRNA环节一：环节一：RNA的结构、种类和功能（思路一）的结构
6、、种类和功能（思路一）.携带并转运氨基酸携带并转运氨基酸与蛋白质结合形成核糖体与蛋白质结合形成核糖体信使信使RNA（mRNA）转运转运RNA（tRNA）核糖体核糖体RNA（rRNA）环节一：环节一：RNA的结构、种类和功能（思路一）的结构、种类和功能（思路一）.RNA和和DNA的主要区别的主要区别项目项目RNADNA名称名称核糖核酸核糖核酸脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸元素元素C、H、O、N、PC、H、O、N、P组成组成磷酸、核糖、磷酸、核糖、含氮碱基（含氮碱基（A、U、C、G）磷酸、脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖、含氮碱基（含氮碱基（A、T、C、G）基本单位基本单位核糖核苷酸核糖核苷酸脱氧（核糖）核苷酸
7、脱氧（核糖）核苷酸结构结构一般为单链一般为单链一般为双链一般为双链存在部位存在部位主要存在于细胞质中主要存在于细胞质中主要存在于细胞核中主要存在于细胞核中功能功能传递遗传信息传递遗传信息携带遗传信息携带遗传信息_ATCG脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸细胞核细胞核_环节一：环节一：RNA的结构、种类和功能（思路二）的结构、种类和功能（思路二）核糖核酸核糖核酸核糖核苷酸核糖核苷酸AUCG双螺旋双螺旋单链单链细胞质细胞质磷酸磷酸脱氧脱氧核糖核糖磷酸磷酸核糖核糖环节一：环节一：RNA的结构、种类和功能（思路二）的结构、种类和功能（思路二）基因与基因与DNA的数量关系是怎样的？的数量关系是
8、怎样的？一个一个DNA分子上有许多个基因分子上有许多个基因联系细胞分化的实质想一想，细胞中的基因都会表达吗？联系细胞分化的实质想一想，细胞中的基因都会表达吗？细胞分化的实质是基因的选择性表达，所以细胞中的基因不会都表达细胞分化的实质是基因的选择性表达，所以细胞中的基因不会都表达为什么为什么RNA适于作为适于作为DNA的信使呢？的信使呢？RNA与与DNA的结构相似，可以储存遗传信息的结构相似，可以储存遗传信息RNA一般是单链，比一般是单链，比DNA短，能通过核孔从细胞核转移到细胞质中短，能通过核孔从细胞核转移到细胞质中细胞中的细胞中的RNA有哪些种类呢？有哪些种类呢？mRNA、tRNA和和rRN
9、A环节二：遗传信息的转录（思路一）环节二：遗传信息的转录（思路一）回忆回忆DNA复制的过程，填写表中有关复制的过程，填写表中有关DNA复制的内容。复制的内容。项目项目DNA复制复制转录转录场所场所主要在细胞核主要在细胞核模板模板DNA的两条链的两条链原料原料游离的脱氧核苷酸游离的脱氧核苷酸酶酶解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶等聚合酶等碱基配对碱基配对AT，TA，GC，CG产物产物两个双链两个双链DNA特点特点半保留复制，边解旋边复制半保留复制，边解旋边复制环节二：遗传信息的转录（思路一）环节二：遗传信息的转录（思路一）环节二：遗传信息的转录（思路一）环节二：遗传信息的转录（思路一）结合教材图结合教
10、材图4-4及以下问题，讲述转录的过程。及以下问题，讲述转录的过程。1.什么是遗传信息的转录？什么是遗传信息的转录？2.转录的场所、模板、原料和酶分别是什么？转录的场所、模板、原料和酶分别是什么？3.如果如果DNA的的a链的碱基序列是链的碱基序列是5ACGGATCTA3，写出，写出与它互补的另一条链（与它互补的另一条链（b链）的碱基序列；写出以它为模板转录成链）的碱基序列；写出以它为模板转录成的的mRNA的碱基序列。的碱基序列。4.转录成的转录成的mRNA的碱基序列，与的碱基序列，与DNA两条单链的碱基序列各两条单链的碱基序列各有哪些异同？有哪些异同？环节二：遗传信息的转录（思路一）环节二：遗传
11、信息的转录（思路一）1.什么是遗传信息的转录？什么是遗传信息的转录？在细胞核中，通过在细胞核中，通过RNA聚合酶以聚合酶以DNA的一条链为模板，按照碱的一条链为模板，按照碱基互补配对的原则合成基互补配对的原则合成RNA的过程，叫作转录。的过程，叫作转录。2.转录的场所、模板、原料和酶分别是什么？转录的场所、模板、原料和酶分别是什么？场所：细胞核场所：细胞核 模板：模板：DNA的一条链的一条链 原料：游离的核糖核苷酸原料：游离的核糖核苷酸 酶：酶：RNA聚合酶等聚合酶等 3.如果如果DNA的的a链的碱基序列是链的碱基序列是5ACGGATCTA3，写出，写出与它互补的另一条链（与它互补的另一条链（
12、b链）的碱基序列；写出以它为模板转录成链）的碱基序列；写出以它为模板转录成的的mRNA的碱基序列。的碱基序列。b链：链：a链：链：5ACGGATCTA3 mRNA：转录转录互补链互补链环节二：遗传信息的转录（思路一）环节二：遗传信息的转录（思路一）3TGCCTAGAT53UGCCUAGAU5 4.转录成的转录成的mRNA的碱基序列，与的碱基序列，与DNA两条单链的碱基序列各两条单链的碱基序列各有哪些异同？有哪些异同？碱基互补配对碱基互补配对T被被U替代，替代，其余碱基序其余碱基序列相同列相同环节二：遗传信息的转录（思路一）环节二：遗传信息的转录（思路一）完成表中有关完成表中有关DNA转录的内容
13、。转录的内容。项目项目DNA复制复制转录转录场所场所主要在细胞核主要在细胞核主要在细胞核主要在细胞核模板模板DNA的两条链的两条链DNA的一条链的一条链原料原料游离的脱氧核苷酸游离的脱氧核苷酸游离的核糖核苷酸游离的核糖核苷酸酶酶解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶等聚合酶等RNA聚合酶聚合酶碱基配对碱基配对AT，TA，GC，CGAU，TA，CG，GC产物产物两个双链两个双链DNA一个单链一个单链RNA特点特点半保留复制，边解旋边复制半保留复制，边解旋边复制边解旋边转录边解旋边转录环节二：遗传信息的转录（思路二）环节二：遗传信息的转录（思路二）结合教材内容，小组合作解决下列问题：结合教材内容，小组合作解
14、决下列问题：1.什么是转录？什么是转录？2.转录的场所在哪里？转录的场所在哪里？3.转录发生时遵循什么原则？转录发生时遵循什么原则？4.转录过程中的模板是什么？转录过程中的模板是什么？5.转录需要的原料是什么？转录需要的原料是什么？6.转录的产物是什么？转录的产物是什么？以以DNA的一条链为模板，按碱基互补的一条链为模板，按碱基互补配对原则合成配对原则合成RNA的过程的过程碱基互补配对原则碱基互补配对原则细胞核、线粒体和叶绿体细胞核、线粒体和叶绿体DNA的一条链的一条链游离的核糖核苷酸游离的核糖核苷酸RNA环节二：遗传信息的转录（思路二）环节二：遗传信息的转录（思路二）环节二：遗传信息的转录（
15、思路二）环节二：遗传信息的转录（思路二）DNA双链双链互补链（互补链（a链）链）3GCTTGGAGTGCG5模板链（模板链（b链）链）5CGAACCTCACGC3 mRNA3GCUUGGAGUGCG5 写出写出 b 链的互补链链的互补链 a 链的碱基序列。写出以链的碱基序列。写出以 b 链为链为模板转录形成的模板转录形成的 mRNA的碱基序列。的碱基序列。mRNA与模板链和互补链有什么关系？与模板链和互补链有什么关系？DNA复制与转录过程中的碱基互补配对有什么差异？复制与转录过程中的碱基互补配对有什么差异？环节二：遗传信息的转录（思路二）环节二：遗传信息的转录（思路二）研究发现，海胆（研究发现
16、，海胆（2n=42）受精卵中含有约）受精卵中含有约18 000种种mRNA，发育到幼虫阶段，细胞中只有约发育到幼虫阶段，细胞中只有约7 000种种mRNA，在成体海胆的肠，在成体海胆的肠等多种组织细胞中，只含有等多种组织细胞中，只含有2 5003 000种种mRNA。阅读此资料，你能得出哪些结论？阅读此资料，你能得出哪些结论？细胞中的细胞中的DNA种类数远远小于种类数远远小于mRNA种类数种类数 个体发育的各个阶段都会发生转录，转录的基因的情况个体发育的各个阶段都会发生转录，转录的基因的情况有所不同有所不同环节二：遗传信息的转录（思路二）环节二：遗传信息的转录（思路二）启动序列启动序列终止序列
17、终止序列基因基因DNARNA聚合酶聚合酶新合成的新合成的mRNAmRNARNA聚聚合酶合酶 转录与转录与DNA复制有什么共同复制有什么共同之处？这对保证遗传信息的准确之处？这对保证遗传信息的准确转录有什么意义？转录有什么意义？转录和转录和 DNA复制都是以复制都是以 DNA为模板并按碱基互补配对原则为模板并按碱基互补配对原则进行的进行的碱基互补配对原则能够保证遗碱基互补配对原则能够保证遗传信息准确无误地传递下去，传信息准确无误地传递下去，从而保证了遗传的稳定性从而保证了遗传的稳定性环节二：遗传信息的转录（思路二）环节二：遗传信息的转录（思路二）项目项目DNA复制复制转录转录不不同同点点时间时间
18、细胞分裂前的间期细胞分裂前的间期整个生长发育过程整个生长发育过程原料原料游离的脱氧核苷酸游离的脱氧核苷酸游离的核糖核苷酸游离的核糖核苷酸模板模板DNA的两条链的两条链DNA的一条链的一条链酶酶解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶等聚合酶等RNA聚合酶聚合酶 特点特点边解旋边复制，半保留复制边解旋边复制，半保留复制 边解旋边转录边解旋边转录 碱基配对碱基配对AT，TA，CG，GC AU，TA，CG，GC产物产物两个双链两个双链DNA一个单链一个单链 mRNA 意义意义复制遗传信息，使遗传信息从亲复制遗传信息，使遗传信息从亲代细胞传给子代细胞代细胞传给子代细胞 传递遗传信息，为翻译做准备传递遗传信息，为翻
19、译做准备相同点相同点都以都以DNA为模板，场所都主要在细胞核，少部分在线粒体和叶绿为模板，场所都主要在细胞核，少部分在线粒体和叶绿体，都需要消耗能量，都遵循碱基互补配对原则体，都需要消耗能量，都遵循碱基互补配对原则核心总结核心总结DNA与与RNA的异同点的异同点项目项目DNARNA全称全称脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸核糖核酸核糖核酸基本单位基本单位脱氧核苷酸脱氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸含氮碱基含氮碱基A、T、C、GA、U、C、G结构结构一般为规则的双螺旋结构一般为规则的双螺旋结构通常为单链通常为单链分布分布（真核细胞）（真核细胞）细胞核（主要）、线粒体、细胞核（主要）、线粒体、叶绿体叶绿体细胞质
20、（主要）细胞质（主要）核心总结核心总结遗传信息的转录遗传信息的转录概念概念以以DNA的一条链为模板，以游离的核糖核苷酸为原料，的一条链为模板，以游离的核糖核苷酸为原料，通过通过RNA聚合酶合成聚合酶合成RNA的过程的过程时间时间个体生长发育的整个过程个体生长发育的整个过程场所场所真核生物的转录主要发生在细胞核中真核生物的转录主要发生在细胞核中条件条件模板：模板：DNA的一条链的一条链 原料：游离的核糖核苷酸原料：游离的核糖核苷酸酶：酶：RNA聚合酶聚合酶 能量：能量：ATP产物产物RNA（mRNA、rRNA、tRNA）特点特点边解旋边转录边解旋边转录(解旋时，只是以基因为单位解开解旋时，只是以
21、基因为单位解开)碱基互补配对原则碱基互补配对原则AU、TA、CG、GC遗传信息传递方向遗传信息传递方向DNARNA课堂练习课堂练习 1.如图表示生物体内核苷酸的结构模式图，下列如图表示生物体内核苷酸的结构模式图，下列说法正确的是说法正确的是 （）A.DNA和和RNA的不同点只在的不同点只在b方面方面 B.DNA和和RNA中的中的a表示的含义不同表示的含义不同 C.DNA中特有的中特有的c为为T D.人体内的人体内的c有有4种，种，b有有2种种C课堂练习课堂练习 2.如图是真核生物细胞核中某物质的合成过程图，据图如图是真核生物细胞核中某物质的合成过程图，据图判断下列说法正确的是判断下列说法正确的
22、是 （）A.图示过程为转录图示过程为转录 B.图中是以图中是以4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸为原料合成的为原料合成的 C.如果图中表示酶分子，如果图中表示酶分子，则它的名称是则它的名称是DNA聚合酶聚合酶 D.图中的只能是图中的只能是 mRNAA课堂练习课堂练习 3.如图为真核细胞基因表达的第一阶段。如图为真核细胞基因表达的第一阶段。（1）该阶段叫作）该阶段叫作_，可以在细胞的，可以在细胞的_中发生和完成。中发生和完成。（2）写出图中）写出图中2和和5核苷酸的名称：核苷酸的名称：2 _；5 _。（3）若）若a链的碱基比例为链的碱基比例为A T G C=1 2 3 4，则则e链的碱基比例是链的碱基比例是_。转录转录细胞核、细胞核、尿嘧啶核糖核苷酸尿嘧啶核糖核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸线粒体、叶绿体线粒体、叶绿体A U G C=2 1 4 3谢谢！
