基因指导蛋白质的合成 【教学目标】 1.概述遗传信息的转录和翻译 2.理解密码子的概念 3.能熟练地阅读密码子表 4.能够运用教学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系 5.理解中心法则 【教学重难点】 1.教学重点：遗传信息转录和翻译的过程 2.教学难点：遗传信息转录和翻译的过程 【教学方法】 讲授与学生讨论相结合、问题引得法、归纳 【课时安排) 2课时 【教学过程】 (一）遗传信息的转录 思考： (I)DNA主要存在于哪里？DNA主要存在于细胞核 (2)蛋白质是在哪里合成的？蛋白质是在细胞质的核糖体上合成的 (3)那么细胞核中的DNA是如何控制细胞质中的蛋白质的合成的呢 科学家推测，在DNA和蛋白质之间，还有一种中间物质充当信使，后来发现细胞中确有这样的 物质，它就是RNA 1.关于RNA
基因指导蛋白质的合成 【教学目标】 1．概述遗传信息的转录和翻译 2．理解密码子的概念 3．能熟练地阅读密码子表 4．能够运用教学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系 5．理解中心法则 【教学重难点】 1．教学重点：遗传信息转录和翻译的过程 2．教学难点：遗传信息转录和翻译的过程 【教学方法】 讲授与学生讨论相结合、问题引导法、归纳 【课时安排】 2课时 【教学过程】 （一）遗传信息的转录 思考： （1）DNA主要存在于哪里？DNA主要存在于细胞核 （2）蛋白质是在哪里合成的？蛋白质是在细胞质的核糖体上合成的 （3）那么细胞核中的DNA是如何控制细胞质中的蛋白质的合成的呢？ 科学家推测，在DNA和蛋白质之间，还有一种中间物质充当信使，后来发现细胞中确有这样的 物质，它就是RNA。 1．关于RNA
(I)RNA的全称：核糖核酸 (2)RNA的基本单位：核糖核苷酸 (3)细胞中的两种核酸的比较 、核酸 项目 DNA RNA 基本组成 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 单位 五碳糖 脱氧核糖 核糖 无机酸 酸 磷酸 佩基 A、G、C、T A、G、C、U 单双链 通常是规则的 通常是单链结构 双螺旋结构 分子大小 很大 比较小 即时突破 判断下列说法的正误 ①若核酸中出现碱基T或五碳糖为脱氧核糖，则必为DNA。 对 ②若核酸中存在A、T、C、G四种碱基，其中AT、CG,则该核酸为单链DNA 对 ③若核酸中出现碱基C,则必为RNA。 错 (4)RNA的种类和功能 信使RNA(mRNA):遗传信息传递的媒介。 转运RNA(tRNA):转运氨基酸的工具。 核糖体RNA(rRNA)：与蛋白质构成核糖体
（1）RNA的全称：核糖核酸 （2）RNA的基本单位：核糖核苷酸 （3）细胞中的两种核酸的比较 即时突破 判断下列说法的正误 ①若核酸中出现碱基T或五碳糖为脱氧核糖，则必为DNA。 对 ②若核酸中存在A、T、C、G四种碱基，其中A≠T、C≠G，则该核酸为单链DNA。 对 ③若核酸中出现碱基C，则必为RNA。 错 （4）RNA的种类和功能 信使RNA（mRNA）：遗传信息传递的媒介。 转运RNA（tRNA）：转运氨基酸的工具。 核糖体RNA（rRNA）：与蛋白质构成核糖体
总结：为什么RNA适合做DNA的信使呢？ ①RNA是由基本单位--核苷酸连接而成，跟DNA一样能储存遗传信息。 ②RNA一般为单链，比DNA短，能通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。 ③RNA与DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”。 碱基DNA A T G C 互补 配对RNA U A C G mRNA是DNA的信使，那么DNA在细胞核里，是通过怎样的过程把遗传信息传递给mRNA的 呢？请同学们阅读课本P65的第三自然段和图4-4，完成下列填空。 2.转录 (1)概念：在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程 (2)场所：细胞核 (3)基本条件： ①模板：DNA的一条链 ②原料：四种游离的核糖核苷酸 ③能量：ATP ④酶：解旋酶、RNA聚合酶 (4)原则：碱基互补配对原则(A=U,G=C) (5)产物：mRNA (6)遗传信息流动：DNA一→mRNA 当细胞开始合成某种蛋白质时，编码这个蛋白质的一段DNA在解旋酶的作用下，DNA双链解开， 碱基暴露。以DNA两条链中的一条作为模板，游离的核糖核苷酸随机地与DNA链上的碱基碰撞。当 核糖核苷酸与DNA的碱基互补时，两者以氢键结合。新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA 分子上。转录完成的mRNA从DNA链上释放。形成mRNA链，DNA上的遗传信息就传递到mRNA 上，mRNA由细胞核通过核孔进入细胞质中。DNA双链恢复双螺旋的结构
总结：为什么RNA适合做DNA的信使呢？ ①RNA是由基本单位-----核苷酸连接而成，跟DNA一样能储存遗传信息。 ②RNA一般为单链，比DNA短，能通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。 ③RNA与DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”。 mRNA是DNA的信使，那么DNA在细胞核里，是通过怎样的过程把遗传信息传递给mRNA的 呢？请同学们阅读课本P65的第三自然段和图4-4，完成下列填空。 2．转录 （1）概念：在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程 （2）场所：细胞核 （3）基本条件： ①模板：DNA的一条链 ②原料：四种游离的核糖核苷酸 ③能量：ATP ④酶：解旋酶、RNA聚合酶 （4）原则：碱基互补配对原则（A=U，G=C） （5）产物：mRNA （6）遗传信息流动：DNA→mRNA 当细胞开始合成某种蛋白质时，编码这个蛋白质的一段DNA在解旋酶的作用下，DNA双链解开， 碱基暴露。以DNA两条链中的一条作为模板，游离的核糖核苷酸随机地与DNA链上的碱基碰撞。当 核糖核苷酸与DNA的碱基互补时，两者以氢键结合。新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA 分子上。转录完成的mRNA从DNA链上释放。形成mRNA链，DNA上的遗传信息就传递到mRNA 上，mRNA由细胞核通过核孔进入细胞质中。DNA双链恢复双螺旋的结构
转录与DNA分子复制的区别 复制 转录 时间 生长发育过程 场所 主要在细胞核，少部分在线粒体和叶绿体 原料 四种脱氧核苷酸 四种核糖核酸 模板 DNA的两条链 DNA中的一条链 条件 模板、原料、ATP、酶 配对原则 T一A、G-C A-U、C-G 特点边解旋边复制，半保留复制 边解旋边啭录 产物 两个双分子 一条单链RNM 意义 复制遗传信息， 传递遗传信息， 使遗传信息从亲代传给子代 为翻译做准备 思考与讨论：P66 1.转录与DNA复制有什么共同之处？这对保证遗传信息的准确转录有什么意义？ (1)相同点：都需要模板、酶、能量等：都遵循碱基互补配对原则 (2)意义：碱基互补配对规律能够保证遗传信息传递的准确性。 2.若一条mRNA以DNA的b链为模板，请写出该mRNA与a链的碱基序列 a链CC T A G T DNA b链GGATCA mRNA CC U A G U b链：模板链（有意义链）》 a链：非模板链（无意义链 即时训练： 1.对比RNA和DNA化学成分，RNA特有的是(A) A.核糖和尿嘧啶
转录与DNA分子复制的区别 思考与讨论：P66 1．转录与DNA复制有什么共同之处？这对保证遗传信息的准确转录有什么意义？ （1）相同点：都需要模板、酶、能量等；都遵循碱基互补配对原则 （2）意义：碱基互补配对规律能够保证遗传信息传递的准确性。 2．若一条mRNA以DNA的b链为模板，请写出该mRNA与a链的碱基序列 b链：模板链（有意义链） a链：非模板链（无意义链） 即时训练： 1．对比RNA和DNA化学成分，RNA特有的是（A） A．核糖和尿嘧啶
B.脱氧核糖和尿嘧啶 C.核糖和胸腺嘧啶 D.脱氧核糖和胸腺嘧啶 2.DNA分子的解旋发生在哪一过程中(D) A,复制 B.转录 C.翻译 D.复制和转录 3.mRNA上有25%的腺嘌吟，35%的尿嘧啶，则转录该mRNA的DNA片段上腺嘌呤占碱基总数 的(C) A.50% B.25% C.30% D.35% 4.构成人体的核酸有两种，构成核酸的基本单位-核苷酸有多少种？碱基有多少种？(D) A.2种；4种 B.4种；4种 C.5种；5种 D.8种；5种 (二)遗传信息的翻译 现在让我们一起来研究基因表达的第二个步骤—遗传信息的翻译 mRNA通过核孔进入细胞质中，开始它新的历程翻译 遗传学上把以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程叫做翻译。 转录得到的RNA仍是碱基序列，而不是蛋白质
B．脱氧核糖和尿嘧啶 C．核糖和胸腺嘧啶 D．脱氧核糖和胸腺嘧啶 2．DNA分子的解旋发生在哪一过程中（D） A．复制 B．转录 C．翻译 D．复制和转录 3．mRNA上有25％的腺嘌呤，35％的尿嘧啶，则转录该mRNA的DNA片段上腺嘌呤占碱基总数 的（C） A．50％ B．25％ C．30％ D．35％ 4．构成人体的核酸有两种，构成核酸的基本单位---核苷酸有多少种？碱基有多少种？（D） A．2种；4种 B．4种；4种 C．5种；5种 D．8种；5种 （二）遗传信息的翻译 现在让我们一起来研究基因表达的第二个步骤——遗传信息的翻译 mRNA通过核孔进入细胞质中，开始它新的历程——翻译 遗传学上把以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程叫做翻译。 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？mRNA如何将 信息翻译成蛋白质？ 上面展示的是一台电报机。 关于中国谍战的电视刷，国共战争时期除了地面作战还有地下战斗。他们用的电报在交流重要 信息时，都是用数码，为了不让信息落入敌方手中。 DNA和RNA都只含有4种碱基，而组成生物体蛋白质的氨基酸有20种。这4种碱基是怎样决定蛋 白质的20中氨基酸的？ (1)如果1个碱基决定1个氨基酸，4种碱基能决定多少种氨基酸？ 44 (2)如果2个碱基编码一个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？ 42=16 (3)一个氨基酸的编码至少需要多少个碱基，才足以组合出构成蛋白质的20种氨基酸？ 43=64,足够有余 经过不断的推测和实验得知：mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸 密码子 「密码子 密码子 mRNA 我们将这样3个相邻的碱基称为1个密码子。 P67:20种氨基酸的密码子表 (1)密码子总数是64种，但决定氨基酸的密码子是61种，3个是终止密码子 所有生物的密码子是相同的 (2)一种密码子决定一种氨基酸，但一种氨基酸可以由1种或多种不同的密码子决定
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？mRNA如何将 信息翻译成蛋白质？ 上面展示的是一台电报机。 关于中国谍战的电视剧，国共战争时期除了地面作战还有地下战斗。他们用的电报在交流重要 信息时，都是用数码，为了不让信息落入敌方手中。 DNA和RNA都只含有4种碱基，而组成生物体蛋白质的氨基酸有20种。这4种碱基是怎样决定蛋 白质的20中氨基酸的？ （1）如果1个碱基决定1个氨基酸，4种碱基能决定多少种氨基酸？ 4 1 =4 （2）如果2个碱基编码一个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？ 4 2 =16 （3）一个氨基酸的编码至少需要多少个碱基，才足以组合出构成蛋白质的20种氨基酸？ 4 3 =64，足够有余 经过不断的推测和实验得知：mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸 我们将这样3个相邻的碱基称为1个密码子。 P67：20种氨基酸的密码子表 （1）密码子总数是64种，但决定氨基酸的密码子是61种，3个是终止密码子， 所有生物的密码子是相同的 （2）一种密码子决定一种氨基酸，但一种氨基酸可以由1种或多种不同的密码子决定
思考与讨论：P67 1.从密码子表中可以看到，一种氨基酸可能有几个密码子，这一现象称作密码子的简并。你认 为密码的简并对生物体的生存发展有什么意义？ (1)当密码子中有一个碱基改变时，由于密码的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸： (2)当某种基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种复基酸，可以保证翻译的速 度。 2.地球上几乎所有的生物都共用上述密码子表。根据这一事实，你能想到什么？ 通过这一事实可以想到生物都具有相同的遗传语言，所有生物可能有共同的起源或生命在本质 上是统一的… 思考：当某DNA碱基发生改变，是否一定会导致生物性状发生改变 不一定。因为发生改变的碱基可能有以下两种情况： (1)该碱基位于DNA无效片段上： (2)该碱基改变后形成的密码子与原来的密码子决定同一种氨基酸。 mRNA进入细胞质后，就与核糖体结合起来，形成合成蛋白质的“生产线”，利用氨基酸进行 脱水缩合形成多肽链。但是，氨基酸是怎样运送到核糖体上？ 将氨基酸运到“生产线”上去的“搬运工”，是另一种RNA一RNA tRNA的种类很多，但是每种tRNA只能识别并转运I种氨基酸 网一 反密码子 RNA的结构示意
思考与讨论：P67 1．从密码子表中可以看到，一种氨基酸可能有几个密码子，这一现象称作密码子的简并。你认 为密码的简并对生物体的生存发展有什么意义？ （1）当密码子中有一个碱基改变时，由于密码的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸； （2）当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸，可以保证翻译的速 度。 2．地球上几乎所有的生物都共用上述密码子表。根据这一事实，你能想到什么？ 通过这一事实可以想到生物都具有相同的遗传语言，所有生物可能有共同的起源或生命在本质 上是统一的…… 思考：当某DNA碱基发生改变，是否一定会导致生物性状发生改变？ 不一定。因为发生改变的碱基可能有以下两种情况： （1）该碱基位于DNA无效片段上； （2）该碱基改变后形成的密码子与原来的密码子决定同一种氨基酸。 mRNA进入细胞质后，就与核糖体结合起来，形成合成蛋白质的“生产线”，利用氨基酸进行 脱水缩合形成多肽链。但是，氨基酸是怎样运送到核糖体上？ 将氨基酸运到“生产线”上去的“搬运工”，是另一种RNA——tRNA tRNA的种类很多，但是每种tRNA只能识别并转运1种氨基酸
@tRNA呈三叶草形一： ②一端为携带氨基酸的部位： ③另一端有3个碱基。 每个RNA上的这3个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对， 称反密码子。 ④有61个反密码子 ⑤一个反密码子含有3个碱基 ⑥一个RNA转运⊥种氨基酸 ⑦一种氨基酸可以由二种或几种RNA来运输 天冬氨酸 6 CUA 反密码子 ①每种tRNA只能识别并转运一种特定的氨基酸 ②一种氨基酸可以由一种或几种tRNA来运输 ③决定氨基酸的密码子有61种，所以tRNA有61种 请同学们阅读课本P67-68,完成下列填空。 翻译的具体过程： 1.场所：细胞质的核糖体 2.基本条件 (I)模板：mRNA (2)原料：游离的氨基酸
①tRNA呈__三叶草形___； ②一端为携带__氨基酸__的部位； ③另一端有3个碱基。 每个tRNA上的这3个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对， 称反密码子。 ④有__61__个反密码子 ⑤一个反密码子含有_3__个碱基 ⑥一个tRNA转运__1__种氨基酸 ⑦一种氨基酸可以由__一种或几种__tRNA来运输 ①每种tRNA只能识别并转运一种特定的氨基酸 ②一种氨基酸可以由__一种或几种___tRNA来运输 ③决定氨基酸的密码子有61种，所以tRNA有61种 请同学们阅读课本P67-68，完成下列填空。 翻译的具体过程： 1．场所：细胞质的核糖体 2．基本条件： （1）模板：mRNA （2）原料：游离的氨基酸
(3)能量：ATT (4)酶： 3.产物：多肽或蛋白质 4.遗传信息流动：mRNA→蛋白质 mRNA在细胞核中转录合成后，通过核孔进入细胞质，与核糖体结合，核糖体上具有两个tRNA 的结合位点。携带着特定氨基酸的tRNA的反密码子与mRNA的密码子急性碱基互补配对，进入位点 1,携带有特定氨基酸的另一RNA上的反密码子进入位点2，两个氨基酸通过脱水缩合的作用，形成 二肽。 第1个位点上的氨基酸通过肽键而转移到第二位点上。核糖体沿着mRNA进行移动，读取下一个 密码子，原来占据第一个位点的RNA离开核糖体，去转运下一个氨基酸，原来占据位点2的tRNA进 入位点1，一个新的携带氨基酸放大tRNA进入位点2，继续肽链的合成，重复以上步骤，直至核糖体 读取到mRNA的终止密码子为止，肽链的合成才结束。 (三)基因表达的计算 DNA (基因) mRNA 氨基酸 GC A 模板链C6T G C U 精氨酸 DNA mRNA 氨基酸 碱基数日 碱基数日： 数目 6 3 ：1 (四)中心法则 复制 转录 翻译 复制 DNA ← RNA 蛋白质 逆转录 虚线表示少数生物遗传信息的流向
（3）能量：ATP （4）酶： 3．产物：多肽或蛋白质 4．遗传信息流动：mRNA→蛋白质 mRNA在细胞核中转录合成后，通过核孔进入细胞质，与核糖体结合，核糖体上具有两个tRNA 的结合位点。携带着特定氨基酸的tRNA的反密码子与mRNA的密码子急性碱基互补配对，进入位点 1，携带有特定氨基酸的另一tRNA上的反密码子进入位点2，两个氨基酸通过脱水缩合的作用，形成 二肽。 第1个位点上的氨基酸通过肽键而转移到第二位点上。核糖体沿着mRNA进行移动，读取下一个 密码子，原来占据第一个位点的tRNA离开核糖体，去转运下一个氨基酸，原来占据位点2的tRNA进 入位点1，一个新的携带氨基酸放大tRNA进入位点2，继续肽链的合成，重复以上步骤，直至核糖体 读取到mRNA的终止密码子为止，肽链的合成才结束。 （三）基因表达的计算 （四）中心法则
在遗传信息的流动过程中，DNA、RNA是信息的载体，蛋白质是信息的表达产物，而ATP为信 息的流动提供能量，可见，生命是物质、能量和信息的统一体。 小结 基因餐R4酷一蛋白质 转录、翻译与DNA复制的比较 场 遗传信息传递 模板 产物 所 原料 方向 DNA复制： 亲代DNA的 游离的 DNA→DNA DNA一→DNA胞核 DNA 每一条链 脱氧核苷酸 转录： 细 DNA的一条 游离的 mRNA DNA→mRNA DNA一→RNA胞核 链（模板链） 核糖核苷酸 翻译： 细 游离的 蛋白 mRNA mRNA→Pro RNA一PrO胞质 氨基酸 质 练一练 1.遗传密码的组成是(B) A.由A、T、G、C四种碱基中任何三个做排列组合 B.由A、U、G、C四种碱基中任何三个做排列组合 C,由A、T、G、C、U五种碱基中任何三个做排列组合 D.由A、U、G、T四种碱基中任何三个做排列组合 2.DNA决定RNA的性质是通过(C) A,信使RNA的密码
在遗传信息的流动过程中，DNA、RNA是信息的载体，蛋白质是信息的表达产物，而ATP为信 息的流动提供能量，可见，生命是物质、能量和信息的统一体。 小结 转录、翻译与DNA复制的比较 场 所 模板 原料 产物 遗传信息传递 方向 DNA复制： DNA→DNA 细 胞核 亲代DNA的 每一条链 游离的 脱氧核苷酸 DNA DNA→DNA 转录： DNA→RNA 细 胞核 DNA的一条 链（模板链） 游离的 核糖核苷酸 mRNA DNA→mRNA 翻译： RNA→Pro 细 胞质 mRNA 游离的 氨基酸 蛋白 质 mRNA→Pro 练一练： 1．遗传密码的组成是（B） A．由A、T、G、C四种碱基中任何三个做排列组合 B．由A、U、G、C四种碱基中任何三个做排列组合 C．由A、T、G、C、U五种碱基中任何三个做排列组合 D．由A、U、G、T四种碱基中任何三个做排列组合 2．DNA决定RNA的性质是通过（C） A．信使RNA的密码
