基因指导蛋白质的合成教案.doc

高一生物“学、讲、练、探”教案 主备人：郑静 第12周第1课时

第4章 第1节 基因指导蛋白质的合成
【教学目标】
1、知识与技能
（1）识记：概述遗传信息的转录和翻译过程。
（2）理解：“密码子”和“反密码子”的概念。
2、过程与方法
（1）通过指导学生设计并制作转录和翻译过程的剪纸模型，培养学生的创新意识和实践能力。
（2）运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系，培养学生分析综合能力。
（3）通过对“遗传信息究竟如何表达？”的探究，培养学生的探究精神和创造性思维。
3、情感态度与价值观
（1）体验基因表达过程的和谐美，基因表达原理的逻辑美、简约美。
（2）认同人类探索基因表达的奥秘的过程仍未结束。
【教学重点】 遗传信息转录和翻译的过程
【教学难点】 遗传信息的翻译过程
【自学导航】
一、遗传信息的转录
1．为什么RNA适于作DNA的信使？
遗传信息存在于细胞核，蛋白质合成在细胞质中进行，在两者之间需要一个传递信息的信使——RNA。能完成此任务的RNA与其成分和结构有一定的关系。
（1）基因是有_________的_____片段； DNA 主要存在于________中，而蛋白质的合成是在_______中进行的。
（2）RNA一般是____链，比 DNA 短，因此能够通过_______，从________转移到______中。RNA的种类：① ：单链结构，由DNA转录而来，其碱基序列包含遗传信息，因将
DNA中遗传信息转录下来故名。遗传密码位于其上。
② ：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。
③ ：与核糖体结合，是核糖体的重要组成部分。
（3）DNA和RNA 的主要区别
种类
DNA（脱氧核糖核酸）
RNA（核糖核酸）
组
成
部
分
碱基

磷酸
磷 酸
五碳糖

组成单位

结构

分布

功能
编码、复制遗传信息，控制蛋白质的合成
将遗传信息从DNA传递给蛋白质
2．DNA的遗传信息是怎么转给mRNA 的？
（1）概念：在________内，以DNA的_______为______， 按照_______________的原则合成________的过程。
（2）转录的过程（分4步）
①DNA双链解开，DNA双链的 得以暴露。此处用到 酶。
②游离的 随机地与DNA链上的碱基碰撞，当核糖核苷酸与DNA的碱基互补时，两者以 结合。
③新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。此处用到 酶。
④合成的mRNA从 上释放。而后DNA双链恢复。
☆点睛之笔
①场所：

模板： 。故在转录时DNA分子的双链结构要
②条件 原料：
转录过程中需要 供能。
需要一些酶催化，如 、
③产物：
④转录过程应遵循的原则： 。
二、遗传信息的翻译
1．概念：在________中,以________为模板,合成具有一定氨基酸顺序的________的过程。
2．碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样的？
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，而每3个碱基有_______________________（用乘法等式表示）种组合，才足以组合出构成蛋白质的20种氨基酸。
密码子：在________上相邻的______个碱基决定
终止子： 、 、

种类 起始子： （甲硫氨酸）、 （缬氨酸）
（ 种）
其他密码子：只能编码氨基酸
能够编码氨基酸的密码子有______个；一个密码子对应______个氨基酸；但一个氨基酸可能有______个密码子（简并性）。
3．游离在细胞质中的氨基酸，是怎样运到合成蛋白质的“生产线”上的呢？
需要“搬运工”——
反密码子：tRNA呈________形，其一端有三个碱基可以与mRNA上的三个碱基配对，称为________，另一端可以携带________
tRNA有______种；一个tRNA只能携带______种氨基酸；一个氨基酸可以由______种tRNA携带。
4．翻译的过程
①起始阶段：mRNA、tRNA 与 三者结合阶段
②延伸阶段：肽链延伸过程比较复杂。
③终止阶段：核糖体沿着 移动，一旦遇到mRNA上的 ，翻译即自行停止。
多肽链合成以后，从核糖体上脱离，再经过盘曲折叠形成一定的 ，最终形成具有一定功能的蛋白质分子。
①场所：

模板：
②条件 原料：
翻译过程中需要 和相应的 。
③产物：
④翻译从 开始，止于
⑤翻译过程中，核糖体是在 上移动，同时，核糖体内始终含有
⑥翻译过程中 原则。
思考与讨论：
mRNA ……U－U－A－G－A－U－A－C－U ……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。
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）
三、小结
1．基因指导蛋白质合成过程：
转录 翻译
基因 mRNA 蛋白质
细胞核(主) 细胞质（核糖体）
2．转录、翻译与DNA复制的比较：

复制
转录
翻译
时间

生长发育的连续过程中
场所

原料

模板

过程

特点

产物

意义

遗传信息
的传递方向

3、根据碱基种类和数量（或比例），推测核酸类型：
（1）种类：①有T无U，必为 ；
②有U无T，必为 ；
③有T也有U，为 。
（2）数量：①A＝T且C＝G，通常为 ；
②A≠T或C≠G，无U，必为 ；
③A＝T＋U且C＝G，为 。
5、基因表达中相关数量计算：
基因中的碱基数（双链）：mRNA中的碱基数：合成蛋白质的氨基酸个数=

【课堂精讲】
通过怎么实现恐龙复活激起学生学习“基因的表达”的兴趣；
引导学生看第4章的章图。请学生阅读章图中的文字和图解，询问学生看懂了什么，又产生了哪些问题。
提出问题：基因是如何指导蛋白质合成的？
问题情境：设置问题情景,引入课题
DNA在细胞核中，而蛋白质合成是在细胞质中进行的，两者如何联系起来的呢？推测有一种物质能够作为传达DNA信息的信使，科学家发现此物质就是RNA。
问题情境：遗传信息的转录
为什么RNA适于做DNA的信使呢？
解决问题的途径：
1、比较RNA与DNA结构的不同；（列表比较）

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

2.比较三种RNA的功能；（列表比较）
RNA在细胞中有三种：mRNA（信使RNA），tRNA（转运RNA），rRNA（核糖体RNA）。
3.解读DNA遗传信息的传递过程（即从DNA到mRNA的过程）。
DNA到mRNA的过程

练习：指导学生阅读课本，然后完成学案中转录的表格。
小结:在DNA和蛋白质之间，有一种中间物质──RNA充当信使。
问题情境：遗传信息的翻译
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。
2. 碱基与氨基酸的对应关系；
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
3. 密码子；总结密码子的特点，学会查密码子表，了解推算密码子的数量和种类的方法。
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。
4.比较遗传信息、遗传密码和反密码子。
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。
5.讲述图解：翻译蛋白质的过程。
练习：指导学生结合翻译的概念找出翻译的场所、模板、原料、产物。
小结：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，称为遗传信息的翻译。
总结：基因的表达是在细胞中完成的。DNA分子、RNA分子、氨基酸分子、核糖体和线粒体等众多的细胞器共同合作完成遗传信息的转录和翻译。在组成蛋白质的肽链合成后，肽链就从核糖体与mRNA的复合物上脱离，经过一系列步骤，被运送到各自的岗位，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子，开始承担细胞生命活动的各项职责。

【课堂精练】
1.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
2.一个转运RNA一端的三个碱基是CGA，这个RNA转运的氨基酸是（ ）
A．酪氨酸（UAC） B．谷氨酸（GAG） C．精氨酸（CGA） D．丙氨酸（GCU）
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
4． 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
5． DNA转录形成的mRNA从细胞核中出来进入细胞质中，穿过( )磷脂双分子层。
A．6层 B．0层 C．2层 D． 4层
6． 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分子中应有C和T的个数是（ ） A．12 B．24 C．18 D．30
7．信使RNA中核苷酸的顺序是由下列哪项决定的（ ）
A．转运RNA中的核苷酸的排列序列 B．蛋白质分子中的氨基酸的排列序列
C．核糖体RNA中核苷酸的排列序列 D．DNA分子中的脱氧核苷酸的排列序列
8. 已知一个蛋白质由2条肽链组成，连接氨基酸的肽键共有198个，翻译该蛋白质的mRNA中有A和G共200个，则该mRNA中的C和U不能少于：（ ）
A．200个　 B．400个　　 C．600个 　 D．800个

【课后作业】
教材P67练习

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