《基因指导蛋白质的合成》教案

发布时间：2020-07-11 23:02:50 来源：文档文库

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学校：陆河中学学科：生物编写人：彭成仰

第四章第1节基因指导蛋白质的合成

一、教材分析：

本节是第四章学习的基础，也是本章教学的难点所在。本节内容不仅抽象复杂，而且涉及的物质种类非常多，主干知识是遗传信息的转录和翻译的过程，侧枝内容是DNA与RNA结构的比较、核糖与脱氧核糖的比较、三种不同种类的RNA以及遗传密码的组成。在处理主干和侧枝内容关系时，要合理分配时间，明确不同层次的教学要求。

二、教学目标

1、知识目标：

⑴概述遗传信息的转录和翻译过程

⑵理解遗传信息与“密码子”的概念

⑶运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系

2、能力目标

⑴培养学生的逻辑思维能力，使学生掌握一定的科学研究方法。

⑵理解结构与功能相适应的生物学原理。

⑶通过指导学生设计并制作蛋白质合成过程的活动模具，培养学生的创新意识和实践能力。

三、教学重难点

重点：遗传信息的转录和翻译过程

难点：遗传信息的翻译过程

四、学情分析

通过第二、三章的学习，学生对基因是什么以及基因能够决定生物体性状有了一定的科学认识，并已经对基因究竟是如何起作用的产生了浓厚的兴趣，

教学方法

1、教师讲述、举例、图示、启发与学生阅读、思考、讨论探索相结合。

课前准备

1、学生的学习准备：完成课前预习学案，提出疑惑

2、教师的教学准备：课前预习学案、课内探究学案、课后训练与提高、基因控制蛋白质合成的多媒体课件

七．课时安排：2课时内容和练习各一节

八．教学过程

第一课时

㈠复习检查、总结疑惑

基因--------蛋白质方式（二）本节课的重点

㈢合作探究，精讲点拨

　讨论：遗传物质DNA一般都存在于细胞核中，而蛋白质的合成则是在细胞质的核糖体上进行的，那么细胞核中的DNA是如何控制细胞质中蛋白质的合成过程的引导学生推断可能的两种途径（直接或间接），然后讨论哪种途径是可行的。好比具有不同语言的两个国家间的交往一样，必须时常委派一些能懂这两国语言的使者才能进行友好往来。使学生知道细胞核中DNA所携带的遗传信息也必须通过中间媒介传递到细胞质中，才能指导蛋白质的合成。

　　教师讲述：大量的科学实验表明，信息的传递不是由DNA直接传递给蛋白质的，而是在细胞核中先把DNA的遗传信息传递给RNA，然后RNA进入细胞质中，在蛋白质合成中起模板作用。我们把这种RNA形象地叫做信使RNA，简写为mRNA。此外还有转运RNA，也叫tRNA,以及核糖体RNA，也叫rRNA。

〖问〗RNA只有一条链，它的结构组成与DNA有什么异同点呢

学生阅读p63图4-3，师生讨论共同完成，教师适时归纳总结并演示表格内容：

RNA与DNA的比较

项目	DNA	RNA
基本单位	脱氧核苷酸	核氧核苷酸
五碳糖	脱氧核糖	核糖
碱基	A、G、C、T	A、G、C、U
无机酸	磷酸	磷酸
类型	常为一种类型	信使RNA（mRNA）转移RNA（tRNA）核糖体RNA（rRNA）
分布	主要在细胞核，少量在细胞质	主要在细胞质，少量在细胞核（如核仁）
结构	双螺旋结构	一般是单链（且比DNA短，能通过核孔）

练习反馈1

教师讲述：DNA相当于总司令。在战争中，如果总司令总是深入前沿阵地直接指挥，就会影响他指挥全局。DNA被核膜限制在细胞核内，必须先把遗传信息传给mRNA，这一过程称为转录。DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的

结合多媒体课件或图示教师精讲点拨：

①DNA双螺旋解开，DNA双链的碱基得以暴露，其中一条链提供准确模板；

②游离的核苷酸随机地与DNA链的碱基碰撞，当核苷酸的碱基与DNA的碱基互补时，两者以氢键结合。

③新结合的核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上；

④合成的mRNA从DNA链上释放，而后，DNA双链恢复。

㈣小结转录的相关知识

练习及时反馈2

过渡

DNA将遗传信息传给mRNA后，后者将通过核孔进入细胞质内，mRNA又是如何指导蛋白质合成的呢转录得到的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

（五）合作探究，精讲点拨

教师提出翻译的概念，即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。

课件翻译的过程示意图：穿插介绍TRNA和密码子表的相关知识

阅读教材P65～66并回答:需要一种搬运工具搬运--即另一种RNA(转运RNA,即tRNA)。

教师出示转运RNA模型图并讲解:转运RNA种类很多，但每种转运RNA只能识别并转运1种氨基酸。这是因为在转运RNA的一端是携带氨基酸的部位，另一端有3个碱基，能专一性地与信使RNA上的特定的3个碱基(即密码子)配对。例如:信使RNA上的三个碱基AAA就是一个密码，转运RNA中转运赖氨酸的转运RNA一端的三个碱基是UUU，只有它才能按照碱基互补配对原则配对。学生查密码子表，分析密码子的特点，练会查表。

过程讲解mRNA进入细胞质，与核糖体结合，当转运RNA运载着一个氨基酸进入到核糖体以后，就以信使RNA为模板，按照碱基互补配对原则，把转运来的氨基酸放在位点1上，第二个转运RNA携带相应的氨基酸以同样的方式进入位点2，此时这两个氨基酸形成肽键，并且第一个氨基酸与它的转运RNA分离，并转移到第二个转运RNA上。与此同时，核糖体沿着信使RNA继续滑动三个碱基的位置，并读取下一个密码子，第一个转运RNA开核糖体，第二个转运RNA进入位点1，新的转运RNA携带相应氨基酸进入位点2。上述过程如此往复地进行，肽链也就不断地延伸，直到信使RNA上出现终止密码子为止。

　　肽链合成以后，从信使RNA上脱离开来，再经过细胞质内的某些细胞器（如内质网、高尔基体等）的加工如盘曲折叠螺旋，最终合成一个具有一定氨基酸顺序的。有一定功能的蛋白质分子。

学生听讲、思考，并尝试归纳翻译的特点

组织学生继续完成翻译与转录、复制过程的异同点的对比。（完成下表）

DNA 的功能		复制遗传信息	表达遗传信息
DNA 的功能		复制遗传信息	转录	翻译（待学）
概念		以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程	以DNA中的一条链为模板，合成mRNA的过程	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
时间		减数第一次分裂间期或有丝分裂间期	在生长发育的连续过程中	在生长发育的连续过程中
场所		在细胞核（主要），线粒体，叶绿体		在细胞质的核糖体上
条件	模板	以DNA的两条链为模板	以DNA的一条链为模板	以mRNA为模板
	原料	四种游离的脱氧核苷酸	四种游离的核糖核苷酸	20种氨基酸
	酶	DNA解旋酶，DNA聚合酶等	DNA解旋酶，RNA聚合酶等	（各种合成酶等）
	能量	需要ATP
碱基配对原则		A—T，T—A，G—C，C—G	A—U，U—A，G—C，C—G	A—U，U—A，G—C，C—G
过程		①DNA双螺旋解开，每条链提供准确模板； ②按照碱基互补配对原则，各自合成子链； ③子、母链结合盘绕形成两个新DNA分子	①DNA双螺旋解开，其中一条链提供准确模板； ②按照碱基互补配对原则，形成mRNA； ③合成的mRNA从DNA链上释放，而后，DNA双链恢复。	①mRNA进入细胞质，与核糖体结合，mRNA作为模板； ②按照碱基互补配对原则与mRNA上每三个碱基配对的tRNA运载着氨基酸进入核糖体；以mRNA上的遗传密码顺序，把一定的氨基酸放在相应的位置，合成有一定的氨基酸序列的蛋白质。
产物		两个一样的双链DNA分子	一条单链的mRNA	具有特定氨基酸序列的蛋白质。
特点		边解旋边复制，半保留式复制，（半不连续连续，可有多个起始点）	边解旋边转录，双链DNA分子全保留式转录。（可有多个基因同时转录）	一个mRNA分子上可以象机结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，翻译界素后，mRNA分解成蛋个核苷酸。
遗传信息的传递方向		亲代DNA→子代DNA	DNA→mRNA	通过RNA将遗传信息反映到蛋白质分子结构上，使后代重现亲代性状
计算规律		DNA（基因）中的碱基数（6n）	mRNA分子中的碱基数（3n）	蛋白质“多肽链”中氨基酸数（=参加转运的tRNA）（= mRNA分子中的密码子数）（n）