课件15张PPT。第4章 基因的表达第1节 基因指导蛋白质的合成（新授课 第1课时）
授课教师：泮玉竹基 因 的 表 达有遗传效应的DNA片段指导蛋白质合成来控制性状
（1）怎样使DNA上的遗传信息暴露出来？
（2）在遗传信息从DNA传递到RNA的过程中DNA起什么作用？
（3）在由DNA形成RNA的过程中需要遵循什么原则？其具体的碱基配对方式是怎样的？小组讨论： 在细胞核中，以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对的原则合成RNA的过程,称为转录。一、转录
通过转录，DNA中的脱氧核苷酸的排列顺序决定了RNA中_______________的排列顺序。 核糖核苷酸总结： 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,称为翻译。二、翻译 研究表明，mRNA上3个相邻的碱基可决定一个氨基酸。遗传学上就把mRNA上决定一个特定氨基酸的碱基三联体称为密码子。
1、观察课本第65页的表4-1的密码子表完成下列任务：
(1) 学会查阅密码子表。(2)从红色教具盒中取出这条“mRNA”，查出上
面的密码子依次编码哪些氨基酸。小组活动一： 取出盒中的4种氨基酸, 找到与它们相对应的“搬运工”——tRNA ，并与氨基酸连接。小组活动二：
结合课本P66的图4-6思考下列问题，然后利用盒中的磁性块模拟翻译过程并展示汇报 。
（1）核糖体是怎样通过位置移动来读取密码子的？
（2）相邻的氨基酸怎样形成多肽链？小组活动三：
翻译的实质是将 mRNA中的___________的排列顺序翻译为蛋白质中氨基酸的排列顺序，并最终表现为蛋白质结构和功能的特异性和多样性。核糖核苷酸总结： 请用简练的文字和箭头表示出转录和翻译全过程中遗传信息的传递方向。DNARNA蛋白质转录翻译复制1957年克里克提出中心法则。遗传信息的传递方向第四章 第1节 基因指导蛋白质合成 教学设计
【学习目标】
1、识别DNA与RNA，描述转录、翻译、密码子、反密码子的概念，概述基因的表达。
2、通过遗传信息的表达过程，认同生命现象的客观存在，逐步形成科学的世界观。
3、通过探究活动和小组合作，提高学生动脑动手能力、团队协作解决问题能力。
【重点和难点】
重点：遗传信息转录和翻译的过程
难点：遗传信息的翻译过程
【教学过程】
Ⅰ导入
导言： 什么是基因的表达呢？先让我们来回忆一下什么是基因？（学生：基因就是具有遗传效应的DNA序列）。你又是怎么来理解“遗传效应”呢？“遗传效应”就是指基因能通过指导蛋白质的合成来控制的性状。基因通过指导蛋白质的合成来控制性状的过程就是基因的表达。
我们这节课学习的主要内容就是基因指导蛋白质合成的具体过程。
基因是有遗传效应的DNA序列，那DNA主要存在于哪里呢？（学生：细胞核）。蛋白质又是在哪里合成的呢？（学生：细胞质中核糖体）。位于细胞核中的基因怎样指导细胞质中蛋白质的合成呢？这是通过另一种核酸来实现的，它就是RNA。
RNA一般是单链的，比DNA小，能通过核孔，从细胞核到达细胞质。那么DNA上的遗传信息是怎样传递给RNA的呢？
请同学们以小组为单位讨论以下几个问题（课件展示），然后将推选一个小组根据这些问题来给大家模拟并解说这个过程。（课件展示）
（老师画核膜、摆DNA和RNA的基本组成单位——核糖核苷酸。）
Ⅱ讲授新课
学案：
一、转录
时间：约15分钟
学生活动1：
结合课本第71页图3-2-7，请讨论下列问题并填写该部分对应学案
1、DNA上的遗传信息怎样暴露出来？
2、在遗传信息从DNA传递到RNA的过程中DNA起什么作用？
3、在由DNA形成RNA的过程中需要遵循什么原则？其具体的碱基配对方式是怎样的？
时间：约3分钟
●这是一段DNA平面结构，遗传信息蕴藏在四种碱基的排列顺序之中，这些是RNA的基本组成单位——核糖核苷酸。那么DNA上的遗传信息是怎样传递给RNA的呢？现在咱们请2组派代表来给大家模拟并解说这个过程。（板书：以白链为模板）
学生模拟到RNA形成停，
时间：约5分钟
●这2位同学让我们亲眼看到了RNA的形成，让我们以热烈的掌声感谢他们。（纠错，若没有说：）现在，让我们来看一下这条RNA上的碱基序列与模板链上的碱基序列有何异同？（学生：碱基互补配对）。这条RNA与非模板链上的碱基序列有何异同？（学生：除了用U代替了T之外，碱基序列相同）。这样DNA上的遗传信息就传递给了RNA。
●RNA形成后从DNA链上释放出来，（边讲述边移动RNA）。DNA双链恢复螺旋。（变讲述边移动DNA）。
●刚才我们模拟的这个过程就叫转录。（板书：转录）
时间：约3分钟
●那现在大家告诉我究竟什么是转录？（利用模拟图总结转录概念）。
1、转录的过程：解旋 → 配对连接 → 释放 → 加工
2、转录的概念：在细胞核中，以DNA的_________为模板按照_____________原则合成RNA的过程。
●同学们再来总结一下转录的实质是什么？（展示课件：转录的实质）。
3、转录的实质：通过转录DNA中的脱氧核苷酸的排列顺序决定了RNA中_______________________。
时间：约4分钟
●其实转录形成了三种RNA,刚才我们模拟合成的是mRNA，它通过核孔到达了细胞质中。（变讲述，边粘贴tRNA）。转录还形成了tRNA，它的一段能够携带特定的氨基酸，另一端有三个碱基，称为反密码子。还有一种是rRNA，（变讲述边展示核糖体），这是核糖体RNA吗？同学们怀疑的眼神是有道理的，确实不是，它是核糖体，而核糖体RNA是它的组成成分。
●核糖体有什么功能？是合成蛋白质的场所，mRNA从细胞核中出来后与核糖体结合就开始进行基因表达的第二个过程。（板书：翻译）（展示课件：翻译的概念）
二、翻译 时间：共约25分钟
时间：约3分钟
●翻译的产物是具有一定氨基酸顺序的蛋白质，那么氨基酸的顺序由谁来决定呢？（学生：mRNA上的碱基序列）。那么氨基酸和碱基之间是怎样的对应关系呢？（展示课件：密码子概念）。
●科学家已经破译了全部的遗传密码并呈现在这张密码子表上，请同学们打开课本第73页，看表密码子表，并完成下列任务。
学案：
1、观察课本P73的表3—2—2的密码子表并回答下列问题：
密码子共多少个？其中能决定氨基酸的遗传密码子有多少个？终止密码子有几个？
提示：密码子表的查阅方法。例如：苯丙氨酸的密码子按①②③顺序识读为UUU，还可按①②④顺序识读为UUC
U ②
C
A
G
U
①
苯丙氨酸
苯丙氨酸
亮氨酸
亮氨酸
丝氨酸
丝氨酸
丝氨酸
丝氨酸
酪氨酸
酪氨酸
终止
终止
半胱氨酸
半胱氨酸
终止
色氨酸
U ③
C ④
A
G
●同学们，密码子共有多少个啊？（学生：64个）。终止密码子有几个？（学生：3个）。能找出各种氨基酸对应的密码子了吗？（学生：会）。
时间：约3分钟
●请同学们打开红盒子，取出其中的mRNA（边说边指出）。尝试读取mRNA上的密码子依次所所编码的氨基酸。
2、打开红盒子，尝试读取“mRNA”上的密码子依次编码哪些氨基酸：
________氨酸；________氨酸；________氨酸；________氨酸。
第1小组汇报。
时间：约3分钟
●现在我们已经知道了mRNA上的碱基与氨基酸之间的对应关系，那么是谁把氨基酸搬运到这条蛋白质的“生产线”上呢？（学生：tRNA）。tRNA是搬运工。
●请同学们打开红盒子，取出4种氨基酸，找到它们合适的“搬运工”——tRNA ，并把它们连接起来。（展示课件）
●请第1小组选派一个代表在白板上呈现你们的连接结果并讲解。（纠错中突破密码子决定氨基酸的重点）
时间：约8分钟
●现在已经“万事俱备”了，只差，“翻译”了。请同学们打开课本72页看图3-2-8，思考学案上活动2的问题后小组合作模拟探究翻译过程并总结汇报。
学生活动2：
看课本第72页图3—2—8 ，思考以下问题后小组合作模拟探究翻译过程并总结汇报
（1）核糖体是怎样通过位置移动来读取密码子的？
（2）相邻的氨基酸怎样连接形成多肽链？
●我看各组的模拟活动已经完成了，现在请第3小组的同学为大家汇报。（纠错）
时间：约3分钟
3、翻译的概念：在细胞质中，以__________为模板，以__________为运载工具，合成具有一定__________________________的蛋白质的过程。
●我们来总结一下翻译的实质，通过翻译mRNA中核糖核苷酸的排列顺序决定了蛋白质中氨基酸的排列顺序。
4、翻译的实质：通过翻译mRNA中核糖核苷酸的排列顺序决定了蛋白质中______________________。
时间：约5分钟
●接下来我们再重看一边大家看不懂的那段3D动画。看看这回感觉有何不同。（播放动画）。
●既然大家已经明白了基因指导蛋白质合成的过程，接下来就请同学们用简练的文字和箭头表示出基因指导蛋白质合成过程中遗传信息的传递方向。
1、请用简练的文字和箭头表述转录和翻译全过程中遗传信息的传递方向
●刚才我们书写的过程，再加上DNA的复制，这就是诺贝尔奖得主克里克在1957年提出的中心法则。它概括了生物遗传信息的主要传递方向。
三、中心法则时间：约2分钟
●我们这节课的课题是什么？（学生：基因的表达）。现在让我们来总结基因表达的概念。
2、基因表达的概念：基因表达是指基因通过_________和____________而产生______________，或转录后直接产生___________的过程。
【巩固提高】
1、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
2、复制、转录、翻译的模板分别是 （ ）
A．DNA的一条链、tRNA、DNA的一条链 B．DNA的一条链、rRNA、mRNA
C．DNA的两条链、DNA的一条链、mRNA D．DNA的两条链、DNA的一条链、tRNA
3、请根据基因控制蛋白质合成的示意图回答问题。
（1）填写图中号码所示物质或结构的名称：
①_________ ②______________ ③____________④_________________
（2）图中恰好位于④内的三个氨基酸分别是（查密码子）_____________________。
（3）合成②的过程在遗传学上叫做________。②进入细胞质后，与[ ]________结合起来。
4、填表：
DNA双链
C
A
G
mRNA
A
tRNA
G
A
G
氨基酸
丙氨酸
附：半胱氨酸（UGC）、丝氨酸（UCC）、苏氨酸（ACC）、精氨酸（AGG）
第四章 基因的表达 （导学案）
第1节 基因指导蛋白质合成
【学习目标】
1、识别DNA与RNA，描述转录、翻译、密码子、反密码子的概念，概述基因的表达。
2、通过遗传信息的表达过程，认同生命现象的客观存在，逐步形成科学的世界观。
3、通过探究活动和小组合作，提高学生动脑动手能力、团队协作解决问题能力。
【重点和难点】
重点：遗传信息转录和翻译的过程。
难点：遗传信息的翻译过程。
【学习过程】
一、转录
活动1: 小组合作学习：讨论下列问题,理解并描述转录过程。
1、小组讨论：
①怎样使DNA上的遗传信息暴露出来？
②若确保遗传信息准确地传递给RNA，需要在碱基配对时遵循什么原则？
③游离的核糖核苷酸怎样结合到模板链上的？碱基互补配对时与DNA复制有何不同？
④转录产物合成后是否与模板链脱离？2条DNA单链接着发生什么变化？
2、理解并描述转录过程
提示：碱基配对方式如下图
3、小结转录过程
①___________ ②配对连接 ③___________ ④加工
4、总结：
1、转录概念：
2、通过转录遗传信息从__________传递给了__________________。
二、翻译
活动2： 小组合作模拟翻译过程并汇报总结。
1、观察分析课本P73的表3—2—2的密码子表完成下列任务
（1）密码子共多少个？其中能决定氨基酸的遗传密码子有几个？终止密码子有几个？
提示：密码子表的查阅方法
例如：苯丙氨酸的密码子按①②③顺序识读为UUU，还可按①②④顺序识读为UUC
U ②
C
A
G
U
①
苯丙氨酸
苯丙氨酸
亮氨酸
亮氨酸
丝氨酸
丝氨酸
丝氨酸
丝氨酸
酪氨酸
酪氨酸
终止
终止
半胱氨酸
半胱氨酸
终止
色氨酸
U ③
C ④
A
G
（2）打开红盒子，尝试查出“mRNA”上的密码子依次编码哪些氨基酸：
________氨酸，________氨酸，________氨酸，________氨酸
2、打开红盒子，取出4种“氨基酸”，找出携带这些氨基酸的“tRNA ”，并与相应的氨基酸连接。
3、带着下列问题，看课本P72的图3—2—8
①核糖体是怎样通过位置移动来读取密码子的？
②在哪里进行了碱基互补配对？
③相邻的氨基酸怎样连接形成多肽链？
4、尝试模拟翻译过程并展示汇报
5、小结翻译的过程
①mRNA进入细胞质，与 结合。
②携带一个特定氨基酸的tRNA，通过其另一端的 与第一个密码子互补配对，进入位点P.
③携带另一个特定氨基酸的tRNA以同样方式进入位点A.
④位点P与位点A相应的氨基酸脱水缩合形成 ，位点P的氨基酸转移到占据位点A的tRNA上。
⑤核糖体读取下一个 ，原占据位点P的tRNA离开核糖体，占据位点A的tRNA进入位点P，一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点A，继续肽链合成。重复进行，直到读取到 。
⑥肽链合成后，从核糖体与mRNA的复合体上脱离，经一系列步骤，盘曲折叠成成熟的蛋白质分子。
6、总结：
通过翻译遗传信息从__________传递给了__________________。
三、中心法则
请用简练的文字和箭头总结转录和翻译全过程中遗传信息的传递方向。
转录 翻译
DNA （ ） （ ）
细胞核 细胞质（核糖体）
总结基因表达的概念：
基因表达是指基因通过_________和____________而产生______________，或转录后直接产生___________的过程。
【巩固提高】
1、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
2、复制、转录、翻译的模板分别是 （ ）
A．DNA的一条链、tRNA、DNA的一条链 B．DNA的一条链、rRNA、mRNA
C．DNA的两条链、DNA的一条链、mRNA D．DNA的两条链、DNA的一条链、tRNA
3、请根据基因控制蛋白质合成的示意图回答问题。
（1）填写图中号码所示物质或结构的名称：
①_________ ②______________ ③____________④_________________
（2）图中恰好位于④内的三个氨基酸分别是（查密码子）__________________________。
（3）合成②的过程在遗传学上叫做_______。②进入细胞质后，与[ ]_______结合起来。
4、填表：
DNA双链
C
A
G
mRNA
A
tRNA
G
A
G
氨基酸
丙氨酸
附：半胱氨酸（UGC）、丝氨酸（UCC）、苏氨酸（ACC）、精氨酸（AGG）
