資源簡介

第1節
基因指導蛋白質的合成（第2課時）
教學目標
1．概述遺傳信息轉錄和翻譯。
2．運用數學方法，分析堿基與氨基酸的對應關系。
3．解釋中心法則。
教學重難點
【教學重點】
1．遺傳信息轉錄和翻譯的過程。
2．中心法則。
【教學難點】
遺傳信息翻譯的過程。
教學過程
一、導入新課
從上節課我們知道，mRNA合成之后，通過核孔到達細胞質的核糖體上，直接指導蛋白質的合成。遺傳學上把以mRNA為模板，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質的過程叫翻譯。
二、講授新課
（二）遺傳信息的翻譯
教師引導學生思考：蛋白質是由20種氨基酸組成的，氨基酸上有堿基與mRNA的堿基互補配對嗎？（沒有）
是什么把mRNA和氨基酸聯系起來的呢？它們有什么對應關系呢？這好比我們把英文翻譯成中文時查閱英漢詞典，正是借助于英文詞與漢字的對應關系，我們才能將一篇英文翻譯成漢語。而信使RNA上的堿基只有四種（A、G、C、U），那么，這四種堿基是怎樣決定蛋白質上的20種氨基酸的呢？下面我們用數學的方法來推測。
組成生物體蛋白質的氨基酸有20種，RNA有四種核苷酸，四種堿基AGCU，如何決定20種氨基酸？教師請各學習小組把推理過程寫出來。
學生的邏輯推理：
一個堿基決定一個氨基酸只能決定4種，41=4，不行。
兩個堿基決定一個氨基酸只能決定14種，42=16，不行。
三個堿基決定一個氨基酸只能決定64種，43=64，足夠有余。
教師總結并補充：1961年英國的克里克和同事用實驗證明一個氨基酸是由mRNA的三個堿基決定即三聯體密碼子。也就是說mRNA上3個相鄰的堿基決定1個氨基酸，每3個這樣的堿基又稱作1個密碼子。
美國年輕的生物化學家尼倫伯格和德國生物學家馬太用人工合成方式，首先闡明了遺傳密碼的第一個字——UUU，即決定苯丙氨酸的密碼子。1967年科學家已將20種氨基酸的密碼全部破譯。教師展示20種氨基酸的密碼子表并引導學生分析密碼子的特點。
密碼子的特點：
連續性：一個起點開始連續不斷的一個一個讀到終止；
簡并性：一個氨基酸對應多個密碼子；
專一性：每種密碼子只對應一種氨基酸；
起始和終止密碼子：AUG是甲硫氨酸的密碼子，也是起始密碼子；UAG、UAA及UGA不編碼任何氨基酸，是終止密碼子；
通用性：絕大多數生物共用密碼子表。
教師引導學生思考：氨基酸是在什么場所合成的？（核糖體）
mRNA進入細胞質后，就與蛋白質的“裝配機器”——核糖體結合起來，形成合成蛋白質的“生產線”。有了“生產線”，還要有“工人”，才能生產產品。那么，游離在細胞質的氨基酸是怎樣運送到合成蛋白質的“生產線”上的呢？也是說這個“工人”是誰呢？（tRNA）
教師展示tRNA的結構示意圖。
教師結合動畫邊展示邊講解：細胞質中的氨基酸要進入核糖體是靠搬運工tRNA——搬運來完成的，一種tRNA只能轉運一種特定的氨基酸。tRNA的另一端有三個堿基，能與mRNA堿基相配對。例如：信使RNA上的三個堿基AUG就是一個三聯體密碼子，tRNA中轉運甲硫氨酸的tRNA一端的三個堿基是UAC，只有它才能按堿基互補配對原則配對。因此，mRNA中的AUG，叫做一個“密碼子”，tRNA的UAC叫做“反密碼子”。如果轉運氨基酸的RNA一端的三個堿基是CGA就不能去和mRNA中的AUG配對?？傊颂求w中的mRNA有許多“密碼子”，每個“密碼子”與轉運特定氨基酸的RNA能夠堿基配對，才能對號入座。也就是說一種tRNA在哪個位置上對號入座是靠tRNA的反密碼子去識別，而位置則是mRNA按遺傳信息預先定了的。（教師指導學生利用上節課轉錄成的mRNA模型作為翻譯的模板和課前準備的材料完成翻譯的過程，各個學習小組展示翻譯過程剪貼圖的剪貼成果。（建議使用卡片：【活動設計】角色扮演：蛋白質的合成）
教師補充：實際上，在細胞質中，翻譯是一個快速的過程。在37
℃時，細菌細胞內合肽鏈的速度約為每秒連接15個氨基酸。通常，一個mRNA分子上可以相繼結合多個核糖體，同時進行多條肽鏈的合成（展示教材的圖），因此，少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白質。
肽鏈合成后，就從核糖體與mRNA復合物脫離，經過一系列步驟，被運送到各自的“崗位”，盤曲折疊成具有特定空間結構和功能的蛋白質分子，開始承擔細胞生命活動的各項職責。
小結：教師引導學生對翻譯的過程進行總結：
（建議下載使用知識卡片：【知識
mRNA→蛋白質（把遺傳信息從mRNA轉移到蛋白質）
場所：核糖體
條件：模板——
mRNA
原料——氨基酸
運載工具——RNA
能量——
ATP
酶——縮合酶
遵循原則：堿基互補配對（A-U，U-A，C-G，G-C）
產物：肽鏈（蛋白質）
教師引導學生總結基因的堿基、mRNA的堿基和氨基酸的數量關系：
基因的堿基：mRNA的堿基：氨基酸=6:3:1。
（三）中心法則
從信息傳遞的角度來看，基因指導蛋白質合成的過程，就是遺傳信息從DNA流向RNA，進而流向蛋白質的過程。
教師指導學生畫出一張流程圖，簡要地表示出其中的遺傳信息傳遞方向并以小組的形式討論。（DNARNA蛋白質）
教師總結：遺傳信息可以在組成生命的大分子間以這樣的方式進行傳遞：有細胞結構的生物和DNA病毒的遺傳信息流，均按照以上方式進行！
那么，RNA病毒的遺傳信息傳遞方式又是怎樣的呢？
教師展示腸道EV71病毒的遺傳信息的傳遞流程圖，并引導學生用流程圖的形式表示其遺傳信息的傳遞方向。（）
教師展示HIV病毒遺傳信息傳遞的動畫并引導學生用流程圖的形式表示其遺傳信息的傳遞方式。（）
教師引導學生總結出中心法則圖解。
小結：不同生物的遺傳信息傳遞過程歸納（建議使用知識卡片：【知識
三、課堂反饋
1．轉運RNA與決定蛋白質的氨基酸序列有密切關系的功能是（
A
）
A．能識別信使RNA的密碼
B．能攜帶特定的氨基酸
C．能將氨基酸置于核糖體適當位置上
D．參與肽鏈繼續延伸的過程
2．DNA復制、轉錄和翻譯后所形成的產物分別是（
A
）
A．DNA、RNA、蛋白質　　
B．DNA、RNA和氨基酸
C．RNA、DNA和核糖
　　
D．RNA、DNA和蛋白質
3．下列關于DNA復制和轉錄異同點的敘述中正確的是（
C
）
A．模板不同
B．場所不同
C．產物不同
D．所需的酶相同
4．水蛭素是由65個氨基酸組成的蛋白質，控制該蛋白質合成的基因其堿基數至少應是（
A
）
A．390
B．195
C．65
D．260
5．中心法則揭示了生物遺傳信息的傳遞過程。請回答下列問題。
（1）a、b、c、d所表示的四個過程依次分別是___________________________________。
（2）需要tRNA和核糖體同時參與的過程是__________
（用圖中的字母回答）。
（3）a過程發生在真核細胞分裂的______期。
（4）能特異性識別信使RNA上密碼子的是__________，它攜帶的分子是_________。
（5）用本題中圖的形式表示胰島素基因的表達過程：____________________________。
答案：（1）DNA復制、轉錄、翻譯、逆轉錄
（2）c（翻譯）
（3）間
（4）轉運RNA
氨基酸
（5）
四、課堂小結
教師與學生一起小結本節知識，學生邊講教師邊板書，或通過課件展示。
?(共29張PPT)
第1節
基因指導蛋白質的合成（第1課時）
第4章
基因的表達
一、導入新課
1．從恐龍化石中提取出恐龍
DNA，真的可以使恐龍復活嗎？
2．如果能利用恐龍的DNA使恐龍復活，你認為主要要解決什么問題？
需要使恐龍DNA上的基因控制的性狀表達出來，表現恐龍的特性。
電影《侏羅紀公園》中的恐龍
一、導入新課
猜測：基因控制蛋白質合成可能有哪些途徑？
染色體出細胞核，相應基因指導蛋白質的合成
核糖體及相關物質入細胞核，在基因的指導下合成蛋白質
染色體上的基因將所帶的遺傳信息先傳遞給“傳令兵”，
再由“傳令兵”出細胞核，去指導蛋白質的合成
一、導入新課
1955年，布拉切特以洋蔥根尖和變形蟲為材料，用RNA酶分解細胞中的RNA，蛋白質的合成就停止。如果再加入酵母中提取的RNA，蛋白質又開始合成。
1955年，戈德斯坦和普勞特觀察到放射性物質標記的RNA從細胞核轉移到細胞質。
——RNA是DNA與蛋白質之間的信使
分析資料
一、導入新課
性狀
基因
蛋白質
控制
體現
控制
（核中）
（核糖體）
RNA
轉錄
翻譯
二、講授新課
為什么RNA適于作DNA的信使呢？
（一）遺傳信息的轉錄
堿基：A、T、C、G
脫氧
核糖
堿基
磷酸
核糖
堿基
磷酸
堿基：A、U、C、G
DNA的基本單位
RNA的基本單位
二、講授新課
為什么RNA適于作DNA的信使呢？
（一）遺傳信息的轉錄
DNA
RNA
結構
通常是雙螺旋結構
通常是單鏈結構
基本單位
脫氧核苷酸
核糖核苷酸
五碳糖
脫氧核糖
核糖
堿基
A、T、G、C
A、U、G、C
主要存在部位
細胞核
細胞質
原因
RNA也能儲存遺傳信息
RNA能夠通過核孔進入細胞質
二、講授新課
RNA的種類
（一）遺傳信息的轉錄
mRNA——信使
tRNA——轉運
rRNA——核糖體
蛋白質
rRNA
核糖體
tRNA
mRNA
二、講授新課
轉錄的過程
（一）遺傳信息的轉錄
DNA→mRNA（把遺傳信息從DNA轉移到了信使RNA）
場所：
細胞核
條件：
原料（4種核糖核苷酸）
能量（ATP）
模板（DNA一條鏈的片斷）
酶（RNA的合成需要聚合酶）
遵循原則：堿基互補配對（A-U，T-A，C-G，G-C）
3'
3'
3'
5'
5'
5'
RNA聚合酶
轉錄的方向
二、講授新課
轉錄的過程
（一）遺傳信息的轉錄
DNA的平面結構圖
A
G
T
A
C
A
A
A
T
T
C
A
T
G
T
T
T
A
二、講授新課
轉錄的過程
（一）遺傳信息的轉錄
解
旋
A
G
T
A
C
A
A
A
T
T
C
A
T
G
T
T
T
A
二、講授新課
轉錄的過程
（一）遺傳信息的轉錄
DNA
游離的核糖核苷酸
以DNA的一條鏈為模板合成RNA
A
G
T
A
C
A
A
A
T
U
U
A
U
G
G
G
U
U
C
A
G
C
二、講授新課
轉錄的過程
（一）遺傳信息的轉錄
RNA
聚合酶
A
G
T
A
C
A
A
A
T
U
U
A
U
G
G
G
U
U
C
A
G
C
二、講授新課
轉錄的過程
（一）遺傳信息的轉錄
A
G
T
A
C
A
A
A
T
U
U
A
U
G
G
G
U
U
C
A
G
C
組成
RNA的核糖核苷酸一個個連接起來
二、講授新課
轉錄的過程
（一）遺傳信息的轉錄
A
G
T
A
C
A
A
A
T
U
A
U
G
G
G
U
U
C
A
G
C
U
二、講授新課
轉錄的過程
（一）遺傳信息的轉錄
A
G
T
A
C
A
A
A
T
U
U
G
G
G
U
U
C
A
G
C
U
A
二、講授新課
轉錄的過程
（一）遺傳信息的轉錄
A
G
T
A
C
A
A
A
T
U
U
G
G
G
U
U
C
A
G
C
U
A
二、講授新課
轉錄的過程
（一）遺傳信息的轉錄
A
G
T
A
C
A
A
A
T
U
U
G
G
G
U
C
A
G
C
U
A
U
二、講授新課
轉錄的過程
（一）遺傳信息的轉錄
A
G
T
A
C
A
A
A
T
U
U
G
G
G
C
A
G
C
U
A
U
U
二、講授新課
轉錄的過程
（一）遺傳信息的轉錄
A
G
T
A
C
A
A
A
T
U
U
G
G
G
C
G
C
U
A
U
U
A
二、講授新課
轉錄的過程
（一）遺傳信息的轉錄
A
G
T
A
C
A
A
A
T
U
G
G
G
C
G
C
U
A
U
U
A
U
二、講授新課
轉錄的過程
（一）遺傳信息的轉錄
A
G
T
A
C
A
A
A
T
U
G
G
G
C
G
U
A
U
U
A
U
C
二、講授新課
轉錄的過程
（一）遺傳信息的轉錄
A
G
T
A
C
A
A
A
T
U
G
G
G
C
G
U
A
U
U
A
U
C
RNA
DNA
形成的mRNA鏈，DNA上的遺傳信息就傳遞到mRNA上。
二、講授新課
轉錄的過程
（一）遺傳信息的轉錄
細胞核
DNA
mRNA釋放，DNA雙鏈恢復
A
G
T
A
C
A
A
A
T
T
C
A
T
G
T
T
T
A
U
G
U
A
U
U
A
U
C
mRNA
細胞質
二、講授新課
轉錄的過程
（一）遺傳信息的轉錄
DNA
mRNA釋放，DNA雙鏈恢復
A
G
T
A
C
A
A
A
T
T
C
A
T
G
T
T
T
A
細胞核
細胞質
U
G
U
A
U
U
A
U
C
mRNA
DNA復制與轉錄的比較
DNA復制
轉錄
場所
模板
原料
酶
能量
產物
堿基配對方式
遺傳信息傳遞
DNA的兩條鏈
DNA的一條鏈
脫氧核苷酸
核糖核苷酸
解旋酶、DNA聚合酶
RNA聚合酶
ATP
ATP
子代DNA
RNA
細胞核
細胞核
A-T、G-C、T-A、C-G
A-U、
G-C、T-A、C-G
DNA→DNA
DNA→RNA
三、課堂反饋
2．下列關于DNA復制和轉錄異同點的敘述中正確的是
（
）
A．模板不同
B．場所不同
C．產物不同
D．所需的酶相同
1．判斷：
（1）轉錄除了在細胞核中發生以外，線粒體和葉綠體中也可以進行。（
）
（2）DNA解旋后每一條鏈都可以當作轉錄的模板。（
）
√
×
C
四、課堂小結
場所
主要是細胞核，在葉綠體、線粒體中也能發生轉錄過程
條件
模板：DNA的一條鏈
原料：4種核糖核苷酸
能量：ATP
酶：RNA聚合酶
過程
解旋：雙鏈解開，暴露堿基
配對：以一條DNA鏈的片段為模板，按照堿基
互補配對原則（A-U，T-A，C-G，G-C）
連接：在RNA聚合酶的作用下形成一個RNA分子
釋放：RNA聚合酶
再見(共32張PPT)
第1節
基因指導蛋白質的合成（第2課時）
第4章
基因的表達
一、導入新課
性狀
基因
蛋白質
控制
體現
控制
（核中）
（核糖體）
RNA
轉錄
翻譯
一、導入新課
分析與討論
2．蛋白質是由20種氨基酸組成的，而信使RNA上的堿基只有四種（A、G、C、U），那么，這四種堿基是怎樣決定蛋白質上的20種氨基酸的呢？
1．轉錄得到的mRNA仍是堿基序列，而不是蛋白質。那么，RNA上的堿基序列如何能變成蛋白質中氨基酸的種類、數量和排列順序呢？
mRNA的堿基序列決定了氨基酸的種類、數量和排列順序
（二）遺傳信息的翻譯
一、導入新課
4種堿基只能決定4種氨基酸，41=4
4種堿基最多只能編碼16種，42=16
3個堿基決定1個氨基酸，能決定64種，43=64，足夠有余
（3）1個氨基酸的編碼至少需要多少個堿基，才足以組合出構成
蛋白質的20種氨基酸？
（2）如果2個堿基編碼1個氨基酸，最多能編碼多少種氨基酸？
（1）如果1個堿基決定1個氨基酸，4種堿基能決定多少種氨基酸？
分析與討論
（二）遺傳信息的翻譯
一、導入新課
實驗證據
（二）遺傳信息的翻譯
克里克發現：
增加/刪除1個或2個堿基，不能產生功能正常的蛋白質；
但增加/刪除3個堿基，可以產生功能正常的蛋白質。
遺傳密碼中是由3個堿基編碼1個氨基酸。
這表明：
1961年，克里克以T4噬菌體為實驗材料進行實驗：
二、講授新課
（二）遺傳信息的翻譯
密碼子
密碼子
密碼子
U
C
A
U
G
A
U
U
A
mRNA
密碼子：mRNA上決定氨基酸的三個相鄰的堿基。
密碼子由哪幾種堿基組成？
二、講授新課
（二）遺傳信息的翻譯
20種氨基酸的密碼子表
二、講授新課
（二）遺傳信息的翻譯
連續性：一個起點開始連續不斷的一個一個讀到終止
簡并性：一個氨基酸對應多個密碼子
專一性：每種密碼子只對應一種氨基酸
起始和終止密碼子：
AUG是甲硫氨酸的密碼子，也是起始密碼子；UAG、
UAA及UGA不編碼任何氨基酸，是終止密碼子
通用性：絕大多數生物共用密碼子表
密碼子的特點
二、講授新課
（二）遺傳信息的翻譯
游離在細胞質中的氨基酸，是怎樣運送到合成蛋白質的“生產線”上的？
二、講授新課
（二）遺傳信息的翻譯
tRNA——“搬運工”
A
C
U
天冬酰氨
一共有多少種tRNA?
反密碼子
反密碼子與密碼子相互配對，
轉運的氨基酸
由配對的密碼子決定。
61種
每種tRNA只能識別并轉運一種特定的氨基酸!
二、講授新課
（二）遺傳信息的翻譯
翻譯的過程
mRNA→蛋白質（把遺傳信息從mRNA轉移到蛋白質）
場所：核糖體
條件：
運載工具——
tRNA
產物：肽鏈（蛋白質）
模板——
mRNA
原料——
氨基酸
遵循原則：堿基互補配對（A-U，U-A，C-G，G-C）
能量——
ATP
酶——縮合酶
二、講授新課
（二）遺傳信息的翻譯
翻譯的過程
U
A
C
甲硫氨酸
核糖體
mRNA與核糖體結合
C
U
A
天冬
酰氨
A
C
G
U
G
A
U
U
A
二、講授新課
（二）遺傳信息的翻譯
翻譯的過程
U
A
C
甲硫氨酸
C
U
A
天冬
酰氨
tRNA上的反密碼子與mRNA上的密碼子互補配對
A
C
G
U
G
A
U
U
A
二、講授新課
（二）遺傳信息的翻譯
翻譯的過程
U
A
G
異亮氨酸
U
A
C
甲硫氨酸
C
U
A
天冬
酰氨
A
C
G
U
G
A
U
U
A
二、講授新課
（二）遺傳信息的翻譯
翻譯的過程
縮合
U
A
C
甲硫氨酸
C
U
A
天冬
酰氨
兩個氨基酸分子縮合
U
A
G
異亮氨酸
A
C
G
U
G
A
U
U
A
二、講授新課
（二）遺傳信息的翻譯
翻譯的過程
U
A
G
異亮氨酸
U
A
C
甲硫氨酸
天冬
酰氨
核糖體向前滑動，
第一個tRNA離開
C
U
A
A
C
G
U
G
A
U
U
A
二、講授新課
（二）遺傳信息的翻譯
翻譯的過程
一個個氨基酸分子縮合成鏈狀結構
U
A
G
異亮氨酸
U
A
C
甲硫氨酸
天冬
酰氨
C
U
A
A
C
G
U
G
A
U
U
A
縮合
二、講授新課
（二）遺傳信息的翻譯
翻譯的過程
A
C
G
U
G
A
U
U
A
甲硫氨酸
異亮氨酸
天冬
酰氨
遇到終止密碼子，
核糖體脫落
A
U
A
U
A
G
二、講授新課
（二）遺傳信息的翻譯
翻譯的過程
甲硫氨酸
異亮
氨酸
天冬
酰氨
以mRNA為模板形成了有一定氨基酸順序的肽鏈
A
C
G
U
G
A
U
U
A
A
U
A
二、講授新課
（二）遺傳信息的翻譯
翻譯的過程
多肽鏈合成之后，從核糖體中脫離，再經過盤曲折疊形成一定空間結構，最終形成具有一定功能的蛋白質分子。
信息傳遞
DNA上的遺傳信息（脫氧核苷酸的排列順序）
轉錄
細胞核
mRNA（核糖核苷
酸的排列順序）
翻譯
細胞質
蛋白質（特定的氨基酸順序）
二、講授新課
（二）遺傳信息的翻譯
DNA、RNA的堿基和氨基酸的數量關系
結論：
C
G
T
G
C
A
C
A
T
G
C
A
C
T
G
G
T
A
DNA
天冬酰胺
組氨酸
精氨酸
氨基酸
C
G
U
G
C
A
C
A
U
mRNA
G
C
A
C
U
G
G
U
A
tRNA
遺傳信息
遺傳密碼
反密碼子
氨基酸序列
基因的堿基
：
信使RNA的堿基
：
氨基酸
=
6
：
3
：
1
信息鏈
DNA復制、轉錄與翻譯的比較
場所
模板
原料
產物
遺傳信息傳遞方向
DNA復制：
DNA
DNA
轉錄：
DNA
RNA
翻譯：
RNA
蛋白質
游離的脫
氧核苷酸
游離的核糖核苷酸
游離的氨基酸
DNA
mRNA
蛋白質
DNA→DNA
DNA→mRNA
親代DNA的
每一條鏈
DNA的一條鏈（模板鏈）
mRNA
細胞核
細胞核
細胞質
mRNA→
蛋白質
二、講授新課
（三）中心法則
復
制
DNA
RNA
轉錄
蛋白質
翻譯
遺傳信息可以在組成生命的大分子間以這樣的方式進行傳遞：
有細胞結構的生物&DNA病毒的遺傳信息流，均按照以上
方式進行！
RNA病毒的遺傳信息傳遞方式又是怎樣的呢？
二、講授新課
（三）中心法則
EV71病毒遺傳信息傳遞方式
核酸
腸道病毒EV71
衣殼蛋白
+RNA
-RNA
M
翻譯
衣殼
蛋白酶
催化
①
②
+RNA
N
復
制
RNA
蛋白質
翻譯
二、講授新課
（三）中心法則
HIV病毒遺傳信息傳遞方式
復
制
DNA
蛋白質
RNA
轉錄
逆轉錄
翻譯
二、講授新課
（三）中心法則
DNA
蛋白質
RNA
轉錄
逆轉錄
翻譯
復制
復制
中心法則圖解
不同生物的遺傳信息傳遞過程歸納
生物種類
遺傳信息傳遞過程
真核生物
原核生物
DNA病毒
（T2噬菌體）
RNA病毒
（煙草花葉病毒）
逆轉錄病毒
（艾滋病病毒）
復制
RNA
蛋白質
DNA
RNA
蛋白質
復制
轉錄
翻譯
翻譯
蛋白質
RNA
DNA
RNA
轉錄
逆轉錄
翻譯
復
制
三、課堂反饋
2．DNA復制、轉錄和翻譯后所形成的產物分別是（
）
A．DNA、RNA、蛋白質　　
B．DNA、RNA和氨基酸
C．RNA、DNA和核糖　　　
D．RNA、DNA和蛋白質
1．轉運RNA與決定蛋白質的氨基酸序列有密切關系的功能是（
）
A．能識別信使RNA的密碼
B．能攜帶特定的氨基酸
C．能將氨基酸置于核糖體適當位置上
D．參與肽鏈繼續延伸的過程
A
A
三、課堂反饋
3．下列關于DNA復制和轉錄異同點的敘述中正確的是
（
）
A．模板不同
B．場所不同
C．產物不同
D．所需的酶相同
4．水蛭素是由65個氨基酸組成的蛋白質，控制該蛋白質合成的
基因其堿基數至少應是（
）
A．390
B．195
C．65
D．260
C
A
三、課堂反饋
5．中心法則揭示了生物遺傳信息的傳遞過程。請回答下列問題。
（1）a、b、c、d所表示的四個過程依次分別是_______________
____________________。
（2）需要tRNA和核糖體同時參與的過程是__________
（用圖中的字母回答）。
（3）a過程發生在真核細胞分裂的______期。
（4）能特異性識別信使RNA上密碼子的是__________，它攜帶的分子是_________。
（5）用本題中圖的形式表示胰島素基因的表達過程：
______________________________________。
DNA復制、
轉錄、翻譯、逆轉錄
c（翻譯）
間
轉運RNA
氨基酸
轉錄
翻譯
胰島素基因
mRNA
胰島素
四、課堂小結
控制蛋白質合成（表達遺傳信息）
DNA
復制
復制
轉錄
逆轉錄
翻譯
蛋白質
（性狀）
氨基酸序列
遺傳密碼
遺傳信息
脫氧核苷酸序列
核糖核苷酸序列
遺傳信息傳遞
翻譯者
核糖體
轉錄
轉運RNA
核糖體RNA
RNA
場所
再見第1節
基因指導蛋白質的合成（第1課時）
教學目標
1．概述遺傳信息轉錄和翻譯。
2．運用數學方法，分析堿基與氨基酸的對應關系。
3．解釋中心法則。
教學重難點
【教學重點】
1．遺傳信息轉錄和翻譯的過程。
2．中心法則。
【教學難點】
遺傳信息翻譯的過程。
教學過程
一、導入新課
結合電影《侏羅紀公園》恐龍圖片，引導學生思考：
1．從恐龍化石中提取出恐龍
DNA，真的可以使恐龍復活嗎？
2．如果能利用恐龍的DNA使恐龍復活，你認為主要要解決什么問題？
（需要使恐龍DNA上的基因控制的性狀表達出來，表現恐龍的特性）
（建議使用視頻：情境素材《基因指導蛋白質的合成》）
二、講授新課
（一）遺傳信息的轉錄
教師引導學生思考：基因控制蛋白質合成可能有哪些途徑？
可能的途徑1：染色體出細胞核，相應基因指導蛋白質的合成。
可能的途徑2：核糖體及相關物質入細胞核，在基因的指導下合成蛋白質。
可能的途徑3：染色體上的基因將所帶的遺傳信息先傳遞給“傳令兵”，再由“傳令兵”出細胞核，去指導蛋白質的合成。
分析資料：
1955年，戈德斯坦和普勞特觀察到放射性物質標記的RNA從細胞核轉移到細胞質。
1955年，布拉切特以洋蔥根尖和變形蟲為材料，用RNA酶分解細胞中的RNA，蛋白質的合成就停止。如果再加入酵母中提取的RNA，蛋白質又開始合成。
引導學生得出結論：
RNA是DNA與蛋白質之間的信使。
為什么RNA適于作DNA的信使呢？DNA和RNA的區別是什么？RNA有幾種？
RNA是另一類核酸，它的分子結構與DNA很相似，適于作DNA的信使的原因是：
①它也是由基本單位——核苷酸連接而成，由核糖、磷酸、堿基〔C、G、A、U（尿嘧啶）〕共同組成核苷酸，它也能儲存遺傳信息。
②在RNA與DNA的關系中，也遵循“堿基互補配對原則”，但由于RNA中沒有T，DNA中沒有U，所以當RNA與DNA有關系時，U與A配對。
③RNA一般是單鏈，而且比DNA短，因此能夠通過核孔，從細胞核轉移到細胞質中。
RNA與DNA的區別有兩點：
（建議使用知識卡片：【知識解析】比較DNA和RNA）
①嘧啶堿有一個不同：RNA是尿嘧啶（U），DNA則為胸腺嘧啶（T）。
②五碳糖不同：RNA是核糖，DNA是脫氧核糖，這樣一來組成RNA的基本單位就是核糖核苷酸，DNA則為脫氧核苷酸。
RNA的種類：
①信使RNA——mRNA。顧名思義，這種RNA起的是信使——傳遞信息的作用。
②轉運RNA——tRNA。這種RNA擔負的是運輸的任務，其三葉草型結構的一端可以連接特定的氨基酸。
③核糖體RNA——rRNA。
教師引導學生思考：DNA的遺傳信息是怎樣傳給mRNA的呢？
轉錄的過程：
指導學生閱讀教材中轉錄的過程相關內容，然后完成下列填空。
（8）轉錄的過程：教師播放轉錄過程的動畫，學生觀看，然后學生分組利用預先剪好DNA模型和帶有不同堿基的核糖核苷酸步驟模擬轉錄的過程——合成mRNA。
學生操作，教師巡視指導，各組展示結果。
教師精講轉錄過程：
首先，RNA聚合酶結合在DNA的模板區上，該部位的雙螺旋解開成為單鏈。接著，以一條DNA為模板，按堿基互補配對原則，利用細胞核內游離的核糖核苷酸，在RNA聚合酶的作用下合成一條RNA鏈。最后，合成的RNA鏈逐漸被甩開，解旋的兩條DNA鏈很快又結合在一起，恢復為原來的雙螺旋結構，DNA上的遺傳信息就被傳到了mRNA上，mRNA通過核孔進入細胞質中，開始它新的歷程——翻譯。
拓展：在轉錄的過程中，DNA只有一條鏈為模板，這已經被科學家的實驗證明。Marmur和Duty利用DNA—RNA雜合技術、采用侵染枯草桿菌的噬菌體SP8為材料進行實驗。噬菌體SP8的DNA分子由兩條堿基組成很不平均的鏈構成，其中一條鏈富含嘌呤，另一條互補鏈則富含嘧啶。因為嘌呤比嘧啶重，因此富含嘌呤的“重”鏈與富含嘧啶的“輕”鏈在加熱變性后可用密度梯度離心分開。實驗者在SP8侵染后，從枯草桿菌中分離出RNA，分別與DNA的重鏈和輕鏈混合并緩慢冷卻。他們發現SP8侵染后形成的RNA只跟重鏈形成DNA—RNA的雜合分子。顯然，RNA是桿菌DNA中的一條鏈轉錄產生的。
三、課堂反饋
1．判斷：
（1）轉錄除了在細胞核中發生以外，線粒體和葉綠體中也可以進行。（
√
）
（2）DNA解旋后每一條鏈都可以當作轉錄的模板。（
×
）
2．下列關于DNA復制和轉錄異同點的敘述中正確的是
（
C
）
A．模板不同
B．場所不同
C．產物不同
D．所需的酶相同
四、課堂小結
教師與學生一起小結本節知識，學生邊講教師邊板書，或通過課件展示。
?列表比較DNA復制和轉錄的過程：
類
別
項
目
復
制
轉
錄
場
所
細胞核
細胞核
模
板
DNA的兩條鏈
只有DNA的一條鏈
原
料
四種脫氧核苷酸
四種核糖核苷酸
酶
DNA解旋酶、DNA聚合酶
RNA聚合酶
能
量
ATP
ATP
堿基配對
A—T
C—G
T—A
G—C
A—U
G—C
T—A
C—G
產
物
子代DNA
mRNA、tRNA、rRNA
列表比較DNA和RNA：
核
酸
項
目
DNA
RNA
結
構
通常是雙螺旋結構，極少數病毒是單鏈結構
通常是單鏈結構，極少數病毒是雙螺旋結構
基本單位
脫氧核苷酸
核糖核苷酸
五碳糖
脫氧核糖
核糖
堿
基
A、G、C、T
A、G、C、U
存在部位
主要位于細胞核中染色體上，極少數位于細胞質中的線粒體和葉綠體上
主要位于細胞質中
功
能
傳遞和表達遺傳信息
①mRNA：轉錄遺傳信息，翻譯的模板
②tRNA：運輸特定氨基酸
③rRNA：核糖體的組成成分

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