从基因到蛋白质名师课堂实录

《基因控制蛋白质合成》教学设计

教师导学

设置问题情境

播放2分钟《侏罗纪公园》电影。

提问：电影中的科学家是怎么使已灭绝的动物复活的？

(回答:复活的恐龙是科学家利用提取恐龙的DNA培育繁殖而来的。)

教师引导：基因就像一张蓝图，生物体就是根据这张蓝图用蛋白质构建起来的。

思考：基因（DNA）在细胞核中，而蛋白质的合成是在细胞质的核糖体上进行的，在细胞核的基因如何控制在细胞质中的蛋白质的合成呢？

教师指出：在DNA和蛋白质之间，有一种中间物质──RNA充当信使。

复习旧知：两种核酸（DNA和RNA）在化学元素、基本单位、化学组成、结构、功能和分布等方面的区别

（列表，阅读课文10分种，学生填写）

一、细胞中的两种核酸的比较

DNA RNA 组成元素

C、H、O、N、P 基本单位

脱氧核苷酸（4种）

核糖核苷酸（4种）

化学组成

一分子磷酸

脱氧核糖

A、T、C、G 一分子磷酸

核糖

A、U、C、G 结构

规则的双螺旋结构

一般单链结构

功能

编码复制遗传信息,控制蛋白质合成

传递遗传信息，并通过蛋白质表达出来

分布

细胞核的染色体,线粒体,叶绿体

细胞质的核糖体

另外，教师补充：RNA的在细胞中有三种：

mRNA（信使RNA），tRNA（专运RNA），rRNA（核糖体RNA）。

设问：DNA→RNA→蛋白质之间的关联？（学生阅读课文10分钟，小组发言。）

二、基因控制蛋白质合成过程

（一）转录：图示P63图4-4以DNA为模板转录RNA的图解。利用视频：显示转录过程。

1.定义：转录是在细胞核内进行的，是以DNA双链中的一条为模板，合成mRNA的过程。

2.过程：细胞中游离的核糖核苷酸与供转录用的DNA的一条链上的碱基互补配对，在RNA聚合酶的作用下，依次连接，形成一个mRNA分子。

3.小结：

场所：细胞核；

模板：DNA解旋，以其中一条有意义链为模板；

原料：4种核糖核苷酸（A、U、C、G）；

合成产物：单链的mRNA（信使RNA）；所需酶：RNA聚合酶。

设问：DNA的碱基与RNA的碱基如何互补配对？

（二）翻译：图示P64图4-6蛋白质合成示意图。

1.密码子和反密码子的区分：

密码子：mRNA上三个相邻的碱基称为一个密码子。

反密码子：每个tRNA上的三个碱基，可以与mRNA上的密码子互补配对。

tRNA（转运RNA）的特点：象三叶草的叶形，一端是3个碱基，另一端是携带氨基酸的部位（如图）。

思考：mRNA的4种碱基如何决定20种氨基酸？

推理：1种碱基决定1种氨基酸？（不可能）

2个碱基决定1种氨基酸？（16种组合方式也不能决定20种氨基酸，不行。）

提出：mRNA上每3个相邻的碱基决定1个氨基酸。

小结：64种密码：61个编码控制20种氨基酸合成，另外3个（UAG、UAA、UGA）不编码任何氨基酸，而是合成蛋白质的终止信号又称终止密码。反密码子：61种tRNA。

游戏：请学生看图，想象一下核糖体这个生产车间是如何工作的？能否做一个模型显示出来？

2、翻译：

利用视频：显示翻译过程。

（1）定义：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。

（2）过程：核糖体与mRNA的结合部位会形成2个tRNA的结合位点。第一个携带氨基酸的tRNA的碱基与mRNA的碱基互补配对，进入位点1。第二个携带氨基酸的tRNA的碱基与mRNA的碱基互补配对，进入位点2。两个氨基酸脱水缩合，第一个氨基酸通过肽键转移到位点2的tRNA上。核糖体沿着mRNA移动，位点1的tRNA离开核糖体，位点2的tRNA进入位点1，第三个携带氨基酸的tRNA的碱基与mRNA的碱基互补配对，进入位点2，继续肽链的合成，直到读取到mRNA的终止密码为止。一个mRNA分子可以与多个核糖体结合，同时进行多条肽链的合成。

肽链合成后，从核糖体与mRNA的复合物上脱落离，经过盘曲和折叠等方式形成具有一定空间结构和功能的蛋白质分子。

（3）小结：

场所：细胞质的核糖体；

模板：以mRNA为模板；

原料：20种氨基酸（由tRNA搬运）；

合成：有一定氨基酸顺序的肽链。

设问：已知mRNA的碱基序列是A U G G A A G C A U G U C C G A G C A A G C C G，这mRNA上有多少个密码子？写出相应的反密码子，并根据密码子表，列出相应的氨基酸序列。

利用视频：显示蛋白质合成的全过程。（转录和翻译过程）

再次总结：

（三）比较复制，转录和翻译三个过程的差异：

DNA复制

转录

翻译

场所

细胞核

细胞核

核糖体

模板

DNA双链

DNA一条链

mRNA 原料

4种脱氧核苷酸

4种核糖核苷酸

20种氨基酸

合成

DNA分子

mRNA 肽链

特点

半保留复制，边解旋边复制

边解旋边转录

一个mRNA分子可以与多个核糖体结合

(四)与蛋白质合成有关的计算：

思考：DNA的碱基、mRNA的碱基与氨基酸个数的关系？

小结：

DNA的碱基数:m RNA的碱基数:蛋白质的氨基酸数= 6:3:1

反馈练习

学生观看

学生讨论，回答。

学生思考：有中间物质传递信息。

学生阅读课文，思考问题，并填写表。

学生带着问题阅读课文，小组讨论。

学生思考，回答。

学生思考，回答。

学生思考

学生跟随教师讲解，理解翻译的过程。

学生思考，回答。

学生观看。

学生思考，小组讨论，以小组发言

莲山课件

原文地址：http://www.5ykj.com/Health/gaoer/62332.htm