第四章基因的表達(dá)第1節(jié)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成

1、第四章 基因的表達(dá)第 1 節(jié) 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成一、教學(xué)目標(biāo)1. 知識(shí)方面概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯。2. 能力方面運(yùn)用數(shù)學(xué)方法，分析堿基與氨基酸的對(duì)應(yīng)關(guān)系。二、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)1. 教學(xué)重點(diǎn)遺傳信息轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程。2. 教學(xué)難點(diǎn)遺傳信息的翻譯過程。三、教學(xué)方法討論法、演示法、講述法四、教學(xué)課時(shí)2五、教學(xué)過程教學(xué)內(nèi)容教師組織和引導(dǎo)學(xué)生活動(dòng)教學(xué)意圖問題探討引導(dǎo)組織閱讀 P61閱讀思考激起興趣章引言問當(dāng)我們認(rèn)識(shí)到基因的本質(zhì)后，能不能利用這一認(rèn)識(shí)，討論回答引入新課分析現(xiàn)實(shí)生活中一些具體的問題呢？例如，在現(xiàn)實(shí)生活中，閱讀思考懂得基因我們能不能像電影侏羅紀(jì)公園中描述的那樣，利用恐龍討論回答表達(dá)的含的 D

2、NA ，使恐龍復(fù)活呢？需要使恐龍義如果能利用恐龍的 DNA 使恐龍復(fù)活， 你認(rèn)為主要要解決DNA 上的什么問題？基因表達(dá)出提示 此節(jié)問題探討意在引導(dǎo)學(xué)生思考DNA 在生物體內(nèi)有來，表現(xiàn)恐哪些作用， 又是如何發(fā)揮作用的。一種生物的整套DNA 分子龍的特性。中貯存著該種生物生長、發(fā)育等生命活動(dòng)所需的全部遺傳信息，也可以說是構(gòu)建生物體的藍(lán)圖。但是，從DNA 到具有各種性狀的生物體，需要通過極其復(fù)雜的基因表達(dá)及其調(diào)控過程才能實(shí)現(xiàn)，因此，在可預(yù)見的將來，利用DNA 分子來使滅問基因絕的生物復(fù)活仍是難以做到的。是如何指導(dǎo)看來要解決這個(gè)問題， 我們還需要研究 “基因的表達(dá) ”。引蛋白質(zhì)合成導(dǎo)學(xué)生看第 4 章

3、的章圖。請(qǐng)學(xué)生閱讀章圖中的文字和圖解，的？詢問學(xué)生看懂了什么，又產(chǎn)生了哪些問題。一、遺傳問 1.基因是有遺傳效應(yīng)的 DNA 片段； DNA 主要存在于細(xì)閱讀思考引起思考信息的轉(zhuǎn)胞核中，而蛋白質(zhì)的合成是在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行的。那么，DNA錄攜帶的遺傳信息是怎樣傳遞到細(xì)胞質(zhì)中去的呢？分析推理 1：推測有一種物質(zhì)能夠作為傳達(dá)DNA 信息的信使，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)此物質(zhì)就是RNA 。閱讀思考RNA 與問問為什么 RNA 適于作 DNA 的信使呢？列表比較DNA 的RNA 與 DNA 的比較比較項(xiàng)目DNARNA基本單位脫氧 核苷酸核氧核苷酸五碳糖脫氧 核糖核糖堿基A 、G、C、TA、G、C、 U無機(jī)酸磷酸磷酸類型常為

4、一種類型信使 RNA （ mRNA ）轉(zhuǎn)移 RNA （ tRNA ）核糖體 RNA （ rRNA ）分布主要在細(xì)胞核，主要在細(xì)胞質(zhì)，少量在細(xì)胞質(zhì)少量在細(xì)胞核（如核仁）結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu)一般是單鏈（且比DNA 短，能通過核孔）想像空間提示 DNA相當(dāng)于總司令。在戰(zhàn)爭中，如果總司令總思考討論拓展思維是深入前沿陣地直接指揮， 就會(huì)影響他指揮全局。 DNA被核膜 回答限制在細(xì)胞核內(nèi)，使轉(zhuǎn)錄和翻譯過程分隔在細(xì)胞的不同區(qū)域進(jìn)行，有利于這兩項(xiàng)重要生命活動(dòng)的高效、準(zhǔn)確。思考與討論一DNA 的遺傳信息是怎樣傳給mRNA 的？思考回答授新課 DNA 雙螺旋解開， DNA 雙鏈的堿基得以暴露， 其中一條鏈 聽講提供準(zhǔn)確

5、模板；游離的核苷酸隨機(jī)地與 DNA鏈的堿基碰撞，當(dāng)核苷酸的堿基與 DNA的堿基互補(bǔ)時(shí)，兩者以氫鍵結(jié)合。新結(jié)合的核苷酸連接到正在合成的mRNA 分子上；合成的mRNA 從 DNA 鏈上釋放，而后，DNA 雙鏈恢復(fù)。提示思考討論培養(yǎng)思考1. 可以從所需條件、過程中的具體步驟和過程中所表現(xiàn)回答討論回答出的規(guī)律等角度來分析。例如，轉(zhuǎn)錄與復(fù)制都需要模板、都問題的能遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)規(guī)律，等等。堿基互補(bǔ)配對(duì)規(guī)律能夠保證力遺傳信息傳遞的準(zhǔn)確性。2. 轉(zhuǎn)錄成的 RNA的堿基序列，與作為模板的DNA單鏈的堿基序列之間的堿基是互補(bǔ)配對(duì)關(guān)系，與DNA雙鏈間堿基互補(bǔ)配對(duì)不同的是， RNA鏈中與 DNA鏈的 A 配對(duì)的是

6、 U，不是 T；與 DNA另一條鏈的堿基序列基本相同，只是DNA鏈上 T 的位置， RNA鏈上是 U。DNA 兩大功能的執(zhí)行情況比較（表二）DNA復(fù)制遺傳信息表達(dá)遺傳信息的功能轉(zhuǎn)錄翻譯（待學(xué)）概念以親代 DNA 為模板以 DNA 中的一條 鏈為模游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸，合成子代 DNA 的過板，合成 mRNA 的過程以 mRNA 為模板合成具有一定程氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程時(shí)間減數(shù)第一次分裂間在生長發(fā)育的連續(xù)過程在生長發(fā)育的連續(xù)過程中期或有絲分裂間期中場所在細(xì)胞核（主要） ，線粒體，葉綠體在細(xì)胞質(zhì)的核糖體上條模以 DNA 的兩條鏈為以 DNA 的一條鏈為模板以 mRNA 為模板件板模板原四

7、種游離的脫氧核四種游離的核糖核苷酸料苷酸酶DNA 解旋酶， DNADNA 解旋酶， RNA 聚合聚合酶等酶等能需要 ATP量堿基配A T，T A ，GC， A U ，U A，G C，C對(duì)原則C G G過程 DNA 雙螺旋解開， DNA 雙螺旋解開，其每條鏈 提供準(zhǔn)確模中一條鏈 提供準(zhǔn)確模板；板；按照堿基互補(bǔ)配按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原對(duì)原則，各自合成子則，形成 mRNA；鏈；合成的 mRNA從 DNA鏈子、母鏈結(jié)合盤繞上釋放， 而后， DNA雙鏈形成兩個(gè)新 DNA分子恢復(fù)。產(chǎn)物兩個(gè)一樣的雙鏈一條單鏈的mRNADNA 分子20 種氨基酸（各種合成酶等）A U，UA，GC，CG mRNA 進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)， 與

8、核糖體結(jié)合， mRNA 作為模板；按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則與mRNA 上每三個(gè)堿基配對(duì)的tRNA 運(yùn)載著氨基酸進(jìn)入核糖體；以 mRNA 上的遺傳密碼順序，把一定的氨基酸放在相應(yīng)的位置，合成有一定的氨基酸序列的蛋白質(zhì)。具有特定氨基酸序列的蛋白質(zhì)。特點(diǎn)邊解旋邊復(fù)制，半保留式復(fù)制，（半不連續(xù)連續(xù)，可有多個(gè)起始點(diǎn)）遺傳信親代 DN A子代息的傳DN A遞方向計(jì)算規(guī)DNA （基因）中的堿律基數(shù)邊解旋邊轉(zhuǎn)錄，雙鏈 DNA 分子全保留式轉(zhuǎn)錄。（可有多個(gè)基因同時(shí)轉(zhuǎn)錄）DN A mRNAmRNA 分子中的堿基數(shù)一個(gè) mRNA 分子上可以象機(jī)結(jié)合多個(gè)核糖體，同時(shí)進(jìn)行多條肽鏈的合成，翻譯界素后， mRNA 分解成蛋個(gè)核

9、苷酸。通過 RNA 將遺傳信息反映到蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)上，使后代重現(xiàn)親代性狀蛋白質(zhì)“多肽鏈”中氨基酸數(shù)（ =參加轉(zhuǎn)運(yùn)的tRNA ）（ = mRNA 分子中的密碼子數(shù)）（ 6n）（3n）（ n）第二課時(shí)二、遺傳問轉(zhuǎn)錄得到的RNA 仍是堿基序列， 而不是蛋白質(zhì)。 那么，信息的翻RNA 上的堿基序列如何能變成蛋白質(zhì)中氨基酸的種類、數(shù)量譯和排列順序呢？mRNA 如何將信息 翻譯 成蛋白質(zhì)？翻譯的概念游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸，以mRNA 為翻譯的概模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程，稱為遺傳信念息的翻譯。提示思考與討1.最多能編碼16 種氨基酸。論二2.至少需要3 個(gè)堿基。講述讓學(xué)生看密碼子表。講述

10、大家查密碼子表，分析密碼子的特點(diǎn)：(1) 一個(gè)密碼子決定一個(gè)特定的氨基酸； (2) 有的氨基酸可能有一個(gè)以上的密碼 子； (3) 起始密碼子、終止密碼子。提示思考與討1. 對(duì)應(yīng)的氨基酸序列是：甲硫氨酸谷氨酸丙氨酸論三半胱氨酸脯氨酸絲氨酸賴氨酸脯氨酸。2. 這是一道開放性較強(qiáng)的題，答案并不惟一，旨在培養(yǎng)學(xué)生的分析能力和發(fā)散性思維。通過這一事實(shí)可以想到生物都具有相同的遺傳語言，所有生物可能有共同的起源或生命在本質(zhì)上是統(tǒng)一的，等等。3. 此題具有一定的開放性， 旨在促進(jìn)學(xué)生積極思考， 不必對(duì)答案作統(tǒng)一要求?？梢詮脑鰪?qiáng)密碼容錯(cuò)性的角度來解釋，當(dāng)密碼子中有一個(gè)堿基改變時(shí)，由于密碼的簡并性，可能并不會(huì)改變

11、其對(duì)應(yīng)的氨基酸；也可以從密碼子使用頻率來考慮，當(dāng)某種氨基酸使用頻率高時(shí)，幾種不同的密碼子都編碼一種氨基酸可以保證翻譯的速度。游離在細(xì)胞質(zhì)中的氨基酸，是怎樣運(yùn)送到合成蛋白質(zhì)的“生產(chǎn)線”上的？引導(dǎo) 1. 我們?cè)俅伪容^三種RNA的功能。2. 比較遺傳信息、遺傳密碼和反密碼子。3. 講述圖解、 CAI 配合：翻譯蛋白質(zhì)的過程。翻譯過程弄清以下問題：1. 氨基酸如何進(jìn)入核糖體；2. 核糖體移動(dòng)的方向；3. 翻譯的位點(diǎn)；4. 肽鏈如何形成；1.學(xué)習(xí)遺傳思考回答密碼破譯看表的推測過程。2.查密碼子表，分析密碼子的特點(diǎn)。思考回答 練會(huì)查表查表看圖思考學(xué)會(huì)翻譯的過程5. 翻譯與轉(zhuǎn)錄、復(fù)制過程的異同點(diǎn)。（填表二）

12、思考與討論四【提示】1. 此題旨在檢查對(duì)蛋白質(zhì)合成過程的理解。可以參照教材中圖 46 的表示方法來繪制。2. 根據(jù) mRNA的堿基序列和密碼子表就可以寫出肽鏈的氨基酸序列?？偨Y(jié) ：基因的表達(dá)過程是在細(xì)胞中完成的。DNA分子、 RNA分子、氨基酸分子和核糖體，線粒體等眾多細(xì)胞器一道，完成遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程。在組成蛋白質(zhì)的肽鏈合成后，就從核糖體與mRNA的復(fù)合物上脫離，經(jīng)過一系列步驟，被運(yùn)送到各自的崗位，盤曲折疊成具有特定空間結(jié)構(gòu)和功能的蛋白質(zhì)分子，開始承擔(dān)細(xì)胞生命活動(dòng)的各項(xiàng)職責(zé)。板書設(shè)計(jì)問問為什么RNA 適于作 DNA 的信使呢？RNA 與 DNA 的比較項(xiàng)目DNARNA基本單位脫氧核苷酸

13、五碳糖核糖堿基A、G、C、T無機(jī)酸磷酸類型常為一種類型分布結(jié)構(gòu)，主要在細(xì)胞質(zhì)，少量在細(xì)胞核（如核仁）一般是單鏈（且比DNA短，能通過核孔）DNA 兩大功能的執(zhí)行情況比較DNA復(fù)制遺傳信息表達(dá)遺傳信息的功能轉(zhuǎn)錄翻譯（待學(xué)）概念以 DNA 中的一條 鏈為模板，合成 mRNA 的過程時(shí)間在生長發(fā)育的連續(xù)過程中場所在細(xì)胞核（主要） ，線粒體，葉綠體條模板以 DNA 的兩條鏈為模板件原料四種游離的脫氧核苷酸酶DNA 解旋酶，RNA 聚合酶等能量需要 ATP堿基配對(duì)原則過程 DNA 雙螺旋解開， 其中一條鏈 提供準(zhǔn)確模板；按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，各自合成子鏈；子、母鏈結(jié)合盤繞形成兩個(gè)新 DNA分子。產(chǎn)物一條

14、單鏈的 mRNA特點(diǎn)邊解旋邊轉(zhuǎn)錄， 雙鏈 DNA 分子全保留式轉(zhuǎn)錄。遺傳信息的傳親代DNA子代DN A遞方向出師表兩漢：諸葛亮先帝創(chuàng)業(yè)未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此誠危急存亡之秋也。然侍衛(wèi)之臣不懈于內(nèi)，忠志之士忘身于外者，蓋追先帝之殊遇，欲報(bào)之于陛下也。誠宜開張圣聽，以光先帝遺德，恢弘志士之氣，不宜妄自菲薄，引喻失義，以塞忠諫之路也。宮中府中，俱為一體；陟罰臧否，不宜異同。若有作奸犯科及為忠善者，宜付有司論其刑賞，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使內(nèi)外異法也。侍中、侍郎郭攸之、費(fèi)祎、董允等，此皆良實(shí)，志慮忠純，是以先帝簡拔以遺陛下：愚以為宮中之事，事無大小，悉以咨之，然后施行，必能裨補(bǔ)闕漏，有所廣益。將軍向?qū)?，性行淑均，曉暢軍事，試用于昔日，先帝稱之曰為營中之事，悉以咨之，必能使行陣和睦，優(yōu)劣得所?！澳?”，是以眾議舉寵為督：愚以親賢臣，遠(yuǎn)小人，此先漢所以興隆也；親小人，遠(yuǎn)賢臣，此后漢所以傾頹也。先帝在時(shí)，每與臣論此事，未嘗不嘆息痛恨于桓、靈也。侍中、尚書、長史、參軍，此悉貞良死節(jié)之臣，愿陛下親之、信之，則漢室之隆，可計(jì)日而待也。臣本布衣，躬耕于南陽，茍全性命于亂世，不求聞達(dá)于諸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉屈，三顧臣于草廬之中，咨臣以當(dāng)世之事，由是感激，遂許先帝以驅(qū)馳。后值傾覆，受任于敗軍之際，奉命于危難之間，爾來二十有一年