科学前沿 组装细胞第二课时教学设计

第四章第1节 基因指导蛋白质的合成

教学目标：

知识与技能：1、概述遗传信息的转录

2、遗传信息翻译的过程

过程与方法：1、启发式，利用多媒体课件展示完整的基因表达过程。

2、比较法，培养学生分析和解决生物学问题的能力。

情感态度和价值观：感受基因表达过程的和谐美，体验科学研究的过程。

教学重点：1、遗传信息的转录

2、遗传信息翻译的过程

教学难点：1、遗传信息的转录过程

2、转录、翻译和DＮＡ复制过程的比较

学情分析：本章是第三章知识的延伸和深化，要注重引导学生把微观的DNA分子、RNA分子、蛋白质分子有效的与宏观的生物性状联系起来。在处理第一节教材时，主要是引导学生思考为什么是基因不是DNA指导蛋白质的合成，怎样理解基因是遗传的功能单位。同时，又要体会为什么不是基因直接指导蛋白质的合成，而是需要RNA的参与，这里要注意复习细胞结构的知识，回忆DNA分布和蛋白质合成场所的不同。本节课难点集中在对转录和翻译过程的认识上，特别是比较转录和DNA复制的不同之处。在出题方面，以计算题型为主，主要考察碱基的计算：DNA、RNA之间新的碱基互补配对原则的应用；DNA、RNA碱基个数与蛋白质中氨基酸个数的对应数量关系。

教学过程：

引言：通过第三章的学习，我们知道了DNA是主要的遗传物质，基因是具有遗传效应的DNA片段，而所谓的遗传效应就是能够有效控制生物的性状，但是生物性状的直接体现者是蛋白质，也就是说生物性状不同实际上是因为生物体内合成了不同的蛋白质。因此基因具有遗传效应就是要指导生物体内蛋白质的合成，从而控制生物性状。基因如何控制蛋白质的合成呢？这一过程分为两个阶段：转录、翻译。

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【基础知识导学】

一、

遗传信息的转录

1、DNA主要分布在 ，蛋白质的合成是在 的 上

，因此需要 在二者之间传递遗传信息

。该物质可以传递遗传信息的原因是：它的分子结构与DNA相似，是由 种 形成的 结构，通过 的排列顺序储存遗传信息。

2、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）

碱基组成

A、T、C、G A、U、C、G 结

构

规则的双螺旋结构

一般单链结构

分

布

细胞核,线粒体,叶绿体

细胞质

3、转录 教师展示转录过程的动画，学生观察并完成下列问题。

（1）、转录的含义：以 为模板合成 过程。

（2）、场所： （3）、条件：a、模板： b、能量： c、酶： d、原料： （4）、产物：产生 （5）、碱基互补配对原则： 4、RNA的种类 在细胞中有三种

mRNA（信使RNA），tRNA（转运RNA），rRNA（核糖体RNA）

①信使RNA（mRNA）：单链结构，由DNA转录而来，其碱基序列包含遗传信息。

②转运RNA（tRNA）：单链折叠成三叶草结构，头端特定的三个碱基叫反密码子，尾端连接特定的氨基酸，在蛋白质合成中运输氨基酸，所以叫做转运RNA。

③核糖体RNA（rRNA）：与蛋白质结合形成核糖体，是核糖体的重要组成部分。

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二、遗传信息的翻译

5、翻译

（1）、翻译的含义：以 为模板合成 过程。

（2）、场所： （3）、条件：a、模板： b、能量： c、酶： d、原料： e、工具：“搬运工” （4）、产物：产生 （5）、碱基互补配对原则： 6、密码子

（1）、密码子的定义： 上 的碱基。

（2）、密码子碱基个数的确定：DNA、RNA各自有 种碱基，而组成生物体蛋白质的氨基酸有 种，1个氨基酸的编码至少需要 个碱基，这些碱基有 （用乘法等式表示）种组合，才足以组合出构成蛋白质的氨基酸。

（3）、密码子的种类：密码子共有 种，其中起始密码子 种，分别是 ，终止密码子 种，分别是 ，能够决定氨基酸的密码子有 种。

7、反密码子

定义： 上能够与 互补配对的 。

一种tRNA只能携带 种氨基酸,一种氨基酸可以由 种tRNA携带。

mRNA……U－U－A－G－A－U－A－C－U ……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。

有密码子 个与其相应的反密码子为 氨基酸序列为 （查密码子表填写）

【重难点突破】

１、转录的单位：转录是以基因为单位的，当转录开始时，并不是整条DNA解

旋，而是基因局部解旋。这样可以保护其他不转录基因的安全，因为解旋后容易发生碱基的改变。

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2、模板链与信息链的关系：模板链的互补链储存着遗传信息，称为信息链，将来转录合成的mRNA中的碱基排列顺序与信息链是一致的，只有U和T的不同。基因是遗传的功能单位，不同基因的信息链位置不同。如图所示：

基因中的信息链

基因中的模板链

非基因区段

3、转录与DNA分子复制的比较

项目 阶段

时间

场所

模板

原料

条件

过程

解旋：全链解旋

合成DNA子链

复旋：子母链结合

产物

特点

复制

转录

生长发育的全过程

解旋： 解旋

合成 复旋： 结合

以基因为单位边解旋边转录

DNA双链全保留

碱基配对原则

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4、转录与翻译的比较

场所

模板

原料

条件

产物

5、密码子的特点：

（1）、兼容性：一个密码子只能决定 种氨基酸，一种氨基酸可以有 个密码子，这种特点称为密码子的兼容性、重复性。

（2）、通用性：密码子在生物界是通用的，说明所有生物可能具有共同的起源，并且生命在本质上是统一的。这种通用性也成为基因工程操作成功的基础。

6、DNA中碱基数量、RNA碱基数量和蛋白质中氨基酸的数量关系

DNA分子双链碱基数：RNA单链碱基数：蛋白质中氨基酸个数=6:3:1 DNA模板链碱基与mRNA碱基互补，mRNA的密码子与tRNA的反密码子互补，

DNA信息链碱基排序与mRNA碱基排序相同，只有U和T的差异。

【例题解析】

例1.（2004年上海）组成人体蛋白质的20种氨基酸对应的密码子共有（ ）

A．4 B． 20 C．61 D．64 解析：考查氨基酸的密码子。密码子共有64个，但是有3个是终止密码子不决定氨基酸，故决定氨基酸的密码子共有61个。

答案：C 例2．（2003年上海）下列细胞中，不能合成蛋白质的是（ ）

A．胰腺细胞 B．肠粘膜细胞 C．成熟红细胞 D．白细胞

解析：C选项成熟红细胞无细胞核，不能转录形成mRNA，故不能形成蛋白质，正因为如此，红细胞的寿命很短。 答案：C

5 转录

翻译

例3.合成一条含1000个氨基酸的多肽链，需要转运RNA的个数，信使RNA上的碱基个数和双链DNA上的碱基对数至少依次是（ ）

A．1000个、3000个和3000对 B．1000个、3000个和6000对 C．300个、300个和3000对 D．1000个、3000个和1500对 解析：DAN分子控制蛋白质合成时，氨基酸数目：转运RNA的个数：信使RNA上的碱基数：DNA上的碱基对数= 1：1：3：3 答案：A 【课堂检测】

1．在下列的转录简式中有核苷酸

（ ） DNA: --A--T--G--C--，

RNA： —U--A--C--G-- A．4种 B．5种 C．6种 D．8种

2． DNA转录形成的mRNA从细胞核中出来进入细胞质，穿过( )磷脂双分子层？

A．6层 B．0层 C．2层

D．

4层

3．

已知一段mRNA含有30个碱基，其中A和G有12个，转录该段mRNA的DNA分子中A．12 B．24 C．18

D．30 4、某DNA分子片段中碱基为2400对，则由此片段所控制合成的多肽链中，最多有氨基酸多少种

（ ）

A．800

B．400

C．200 D．20 5、不是由DNA分子中的遗传信息直接控制合成的物质是 （ ）

A.酶 B.多肽 C.胰岛素 D.性激素

6、在人体中，由A、T、C三种碱基参与构成的核苷酸共 （ ）

A．2种

B．4种

C．5种

D．6种

7、人的胰岛素基因的存在部位和表达部位分别是

（ ）

A．体细胞、胰岛细胞中 B．胰岛细胞、体细胞 C．均位于胰岛细胞中 D．体细胞、核糖体

8、某信使RNA中有碱基40个，其中C+U为15个，那么转录此RNA的DNA中G+A为（ ）

A．15

B．25

C．30

D．40 9、(04高考江苏)下列对转运RNA的描述，正确的是

（ ） A．每种转运RNA能识别并转运多种氨基酸

6 应有C和T的个数是（ ）

B．每种氨基酸只有一种转运RNA能转运它

C．转运RNA能识别信使RNA上的密码子 D．转运RNA转运氨基酸到细胞核内

10. 对于下列式子，正确的说法有

①表示DNA复制过程

②表示DNA转录过程

③图中共有5种碱基

④图中共有8种核苷酸

⑤图中共有5种核苷酸

⑥图中的A均代表同一种核苷酸

A.①②③

B.④⑤⑥ C.②③④ D.①③⑤

11. 正常情况下，能够发生的的是

A.相同的DNA复制成不同的DNA B.相同的DNA转录出不同的RNA C.相同的密码子翻译成不同的氨基酸 D.相同的tRNA携带不同的氨基酸

12. 已知某蛋白质的合成需要18个转运RNA参与，则控制合成该蛋白质的基因中的碱基对的个数是

A.18 B.36 C.54 D.108 13 .在人体成熟的红细胞、蛙的红细胞、鸡的红细胞中均能进行的生理活动是

A.DNA复制 B.转录和翻译 C.ATP合成 D.着丝点分裂

14. 已知DNA分子双链中腺嘌呤占全部碱基的30%，在其中的一条链上胞嘧啶占该链全部碱基的25%，则由该链转录成的mRNA中胞嘧啶占全部碱基的

A.15% B.20% C.25% D.35% 15. 若某基因有150个碱基对，由于受到X射线的辐射，少了一对碱基，则由它控制合成的蛋白质与原来的蛋白质相比，可能出现的情况是

（多选）

A.50个氨基酸，氨基酸的顺序不变 B.49个氨基酸，氨基酸的顺序不变 C.50个氨基酸，氨基酸的顺序改变 D.少于49个氨基酸，氨基酸的顺序改变

16．如果DNA分子一条链的碱基排列顺序是……ACGGATCTT-…，那么，与它互补的另一条DNA链的碱基排列顺序是 TGCCTAGAA ；如果以已知的DNA链为模板，转录出的信使RNA碱基顺序应该 UGCCUAGAA 。

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板书设计：

第1节

基因指导蛋白质的合成

一、遗传信息的转录

（1）、转录的含义：

（2）、场所：

（3）、条件：a、模板：

b、能量：

c、酶：

d、原料：

（4）、产物：

（5）、碱基互补配对原则：

4、RNA的种类

①信使RNA（mRNA）：

②转运RNA（tRNA）：

③核糖体RNA（rRNA）：

二、遗传信息的翻译

5、翻译

（1）、翻译的含义：。

（2）、场所：

（3）、条件：a、模板：

b、能量：

c、酶：

d、原料：

e、工具：“搬运工”

（4）、产物：

（5）、碱基互补配对原则：

6、密码子

（1）、密码子的定义：

（2）、密码子碱基个数的确定：

（3）、密码子的种类：

7、反密码子

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教学反思：

本节课基本达到教学目标，时间安排较合理。

由于学生基础较差，很多同学连基础知识都忘了，所以在基础知识的讲解上详细一点，花费时间多了一点。同时，本节课概念比较多。相对的，提高题的训练就少了。总之，这节内容是很多知识点的基础，所以讲解时需详细，练习要有适当难度。

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