师：同学们，今天我们学习第四章第一节基因指导蛋白质的合成。首先来看这两幅图片，是90后的小鲜肉，这是李现，这是肖战。大家第一眼看到，是不是觉得“哇，好帅”。我就想了，我也每天和他们一样吃米饭、吃蔬菜、吃肉，为什么我就没有这么帅呢？根本原因是什么？是我没有这样帅帅的基因。帅帅的基因通过控制蛋白质的合成，从而控制生物的性状，这个过程就是基因的表达。

　　下面我们思考一下，基因是具有遗传效应的DNA片段，DNA主要在细胞核中，而蛋白质的合成是在核糖体上进行的。我们知道DNA分子比较大，出不来，它带有遗传信息，那么怎样把DNA上的遗传信息传递给一种像信使一样的物质，把它带出来呢？科学家做了实验，用RNA酶把洋葱根尖细胞的RNA分解掉，发现蛋白质的合成就停止了，重新加入RNA，蛋白质又重新开始合成。下面我们就来了解一下RNA分子的组成以及它的结构。

　　我们先回顾一下DNA。DNA的基本单位是脱氧核糖核苷酸，它由1分子的磷酸、1分子的脱氧核糖和1分子的含氮碱基组成，含氮碱基有4种，这样构成DNA的基本单位也就有4种，这4种脱氧核糖核苷酸构成了DNA的双螺旋结构。

　　再想想RNA的基本单位，它叫核糖核苷酸，由一分子的磷酸、一分子的核糖和一分子的含氮碱基组成，含氮碱基同样有4种，不过是A、U、C、G，这个U和DNA中的T不一样。这样一来，构成RNA基本单位的核糖核苷酸也有4种，它们构成的RNA一般是单链。

　　下面我们比较一下DNA和RNA在分子组成上有什么不同。第一个不同是五碳糖，DNA是脱氧核糖，RNA是核糖；另外含氮碱基也有不同。根据功能不同，RNA可以分为几种，有信使RNA、转运RNA、核糖体RNA。这就是信使RNA，由基本单位核糖核苷酸组成。这是转运RNA，可以转运氨基酸，看这里有一个结合氨基酸的部位，下面有反密码子，可以和信使RNA上的密码子进行配对。这是核糖体RNA，简称为rRNA，核糖体本身就是由核糖体RNA和蛋白质构成的。了解了RNA后，我们来思考DNA是如何把遗传信息传递给信使RNA的，这个过程称为遗传信息的转录过程。

　　我们来看一个动画，仔细看。这是一个双链解开的过程，解旋酶使双链解开成为单链，然后以其中一条链为模板，以游离的核糖核苷酸为原料，在RNA聚合酶的作用下形成一条子链RNA，接着RNA从DNA上面释放出来，从细胞核的核孔出来，这样就把DNA上的信息传递给了mRNA，带出了细胞核。

　　这就是转录的过程，我们总结一下，要记住这幅图。转录是以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程。它的场所主要在细胞核，还有线粒体和叶绿体（补充说明，原文未提及但实际存在）。条件需要模板，即DNA的一条链；原料是四种核糖核苷酸；需要酶，也就是RNA聚合酶；还需要能量。其产物不仅可以形成mRNA，tRNA转运RNA也是转录形成的。发生碱基配对时，如果模板链是A，因为RNA没有T，就和尿嘧啶核糖核苷酸配对；如果是T，就用腺嘌呤核糖核苷酸和它配对，有四种配对方式，这就是转录。

　　转录形成后，转录得到的RNA仍然是碱基序列，mRNA又如何把信息翻译到蛋白质分子上呢？也就是说碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样的呢？这个过程我们称为遗传信息的翻译过程。翻译存在这样一个问题，信使RNA有4种碱基A、G、C、U，而氨基酸有21种，4种碱基如何编码21种氨基酸呢？科学家推测，假如一个碱基编码一个氨基酸，4种碱基能编码4种氨基酸；如果两个碱基编码一个氨基酸，最多能编码4的二次方即16种氨基酸，发现还不够，因为氨基酸有21种。那么如果三个碱基编码一个氨基酸，按推理就是4的三次方，也就是64种，就足够了。后来科学家通过实验进一步证明，最终破译了全部的遗传密码。

　　科学家把信使RNA上面决定氨基酸的三个相邻的碱基称为一个密码子，比如GUG相邻的三个碱基编码缬氨酸，CAU编码组氨酸，CGA编码精氨酸。科学家通过研究实验破译了21种氨基酸所对应的全部密码子，密码子应该有64种。但翻译过程需要有起始，比如AUG就代表开始，遇到AUG就开始翻译，起始密码子可以编码氨基酸，这个氨基酸就是甲硫氨酸。另外还有GUG，在一般真核细胞和原核细胞中，核糖体可以作为起始密码子，一般它编码缬氨酸，但在原核生物当中它作为起始密码子的时候，编码的还是甲硫氨酸。有起始就有终止，有三个终止密码子，一个是UAA，一个是UAG，还有一个UGA，一般情况下它表示终止，但在有的特殊情况下，UGA可以编码一种叫硒代半胱氨酸。其实编码氨基酸的密码子并没有64种，一般是61种，有时是62种，因为UGA特殊情况可编码硒代半胱氨酸。