从基因到蛋白质优秀导入

第1节 基因指导蛋白质的合成

一、学习目标：

1.概述遗传信息的转录和翻译的过程。

2.运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系。

二、教学重点和难点：

1.教学重点：

（1）了解基因控制蛋白质合成的中间物质──RNA的基本单位、化学组成和种

类，以及它与DNA在组成、结构、功能和分布等方面的异同；

（2）理解基因表达的转录和翻译的概念及过程；

（3）比较转录和翻译的异同；

（4）认知和区分相关概念：遗传信息、遗传密码、密码子与反密码子；

（5）计算问题：基因(DNA)碱基、RNA碱基和氨基酸的对应关系。

2.教学重难点：

（1）理解基因表达的转录和翻译的概念和过程

（2）认知和区分相关概念：遗传信息、遗传密码、密码子与反密码子；

（3）计算问题：基因(DNA)碱基、RNA碱基和氨基酸的对应关系，以图解方法解决。

三、教学方法：

创设问题情境，结合教材有关转录和翻译的图解、各种对比表及flash动画

演示，化抽象为具体，达到形象和直观的教学效果。

四、课时安排：1 课时

五、教学过程

教学内容

教师的组织和引导

问题探讨

引入课题：基因指导蛋白播放5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？

如果能利用恐龙的DNA使恐龙复活，你认为主要要解决什么问题？ 学生活动

学生观看

学生讨论，回答。

学生可能会想到，提出探究的问题，引起悬念，明确探究的教学意图

教师引导：基因(DNA)就像一张蓝图，生物体就需要使恐龙

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质的合成

一、遗传信息的转录

是根据这张蓝图用蛋白质构建起来的。要解决DNA上的基目标。

这个问题，我们还需要研究“基因的表达”。

因表达出 提出问题：基因是如何指导蛋白质合成的？

问题情境：基因（DNA）在细胞核中，而蛋白质来，表现恐龙的特性。

通过问题

的步步深入，学生推理分析，形成结论。

结合图解、讲述、CAI课件，认识转录的过程。

巩固知识。

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，有一种中间物学生思考：质能够作为传达DNA信息的信使，科学家发现此有中间物质物质就是RNA。

问题情境：RNA又是如何解读DNA的信息呢？

解决问题的途径：

1.看图并列表比较：两种核酸（DNA和RNA）在传递信息。

看图表分析化学元素、基本单位、化学组成、结构、功能和比较核糖与分布等方面的区别

2.看图了解：三种RNA的结构及功能。

3. 图示P63图4-4以DNA为模板转录RNA的图脱氧核糖的区别，DNA与RNA的区解。利用视频：显示转录过程。讲解DNA→mRNA别，通过图的转录过程。

形和CAI课讲述：细胞中游离的核糖核苷酸与供转录用件的演示，的DNA的一条链上的碱基互补配对，在RNA聚合认识遗传信酶的作用下，依次连接，形成一个mRNA分子。

息的转录过设问：DNA的碱基与RNA的碱基如何互补配对？程。

（强调A-U）转录与复制过程有何异同？

小结：

场所：细胞核； 模板：DNA解旋，以其中一条学生思考

链为模板；

原料：4种核糖核苷酸（A、U、C、G）；

条件：ATP、酶（RNA聚合酶）； 完成小结。

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二、遗传信息的翻译

产物：单链的mRNA（信使RNA）。

思考碱基与氨基酸的对应关系；学会查密码子表，并了解推算密码子的数量和种类的方法；通过看图和

通过讲述、绘制图解、分析密码子表、CAI

问题情境：

转录得到的RNA仍是碱基序列，而不是蛋白质。那么，RNA上的碱基序列如何能变成蛋白质中氨基酸的种类、数量和排列顺序呢？mRNA如何将信息翻译成蛋白质？

解决问题的途径：

1.学习遗传密码破译的推测过程。

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。

密码子：mRNA上三个相邻的碱基称为一个密码子。

2.查密码子表，分析密码子的特点：

(1)一个密码子决定一个特定的氨基酸；(2)有的氨基酸可能有一个以上的密码子；(3)起始密码子、终止密码子。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。

3.再次比较三种RNA（特别是tRNA）的功能。

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，有61种。

4.比较遗传信息、遗传密码和反密码子。

5.讲述图解、利用动画：显示翻译过程。

CAI演示，感动态演示，受和认识遗传信息的翻译过程。

展示遗传信息的转录和翻译的动态过程。

学生观看。

利用表解，

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讲述：核糖体与mRNA的结合部位会形成2

引导学生通过观察、思考、归纳获得知识。

让学生从细胞水平和分子水平两个层面，整体认识基因表达的意义。

知识归纳

使学生通过解决问题，灵活运用知识。

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。学生跟随教第二个携带氨基酸的tRNA的碱基与mRNA的碱基师讲解，理互补配对，进入位点2。两个氨基酸脱水缩合，解翻译的过第一个氨基酸通过肽键转移到位点2的tRNA上。程。

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

学生思考，回答。

进一步讨问题探讨

能的蛋白质分子。

与蛋白质

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）；

条件：ATP、酶

产物：有一定氨基酸顺序的肽链。

列表比较：翻译与转录、复制过程的异同点。

问题探讨：

大家再来探讨恐龙能否复活的问题。（基因如何论、争论利表达？基因表达需要什么条件？）

教师对本节内容进行总结：

用DNA能否复活恐龙，基因的表达过程是在细胞中完成的。DNA分子、从理论上和

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合成有关的计算

RNA分子、氨基酸分子和核糖体，线粒体等众多实际情况两细胞器一道，完成遗传信息的转录和翻译过程。种可能性讨在组成蛋白质的肽链合成后，就从核糖体与mRNA论，认识保的复合物上脱离，经过一系列步骤，被运送到各护物种的意自的岗位，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能义。

的蛋白质分子，开始承担细胞生命活动的各项职

责。

归纳遗传信息流动方向：

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？

例：一条多肽链中有氨基酸1 000个，则作为合成该多肽链模板的信使RNA和用来转录该信使RNA的基因分子分别至少有碱基多少个？

A.3 000个和3 000个

B.1 000个和3 000个

C.1 000个和4 000个

D.3 000个和6 000个

小结：

DNA的碱基数:mRNA的碱基数:蛋白质的氨基酸数= 6:3:1

完成练习。

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