基因指导蛋白质的合成.docx

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基因指导蛋白质的合成

课时课题：

第四章 基因的表达

第一节 基因指导蛋白质的合成——翻译

课型：

新授第二课时

教

学

目

标

知识目标

1．遗传信息、密码子和反密码子区别于联系。

2．翻译的概念和过程。

3．转录、翻译与DNA复制的比较。

能力目标

1．运用数学方法分析DNA中的碱基、RNA中的碱基和蛋白质中氨基酸的数量关系。

2.给一段DNA或mRNA的碱基序列，写出对应的氨基酸序列。

情感态度和价值观目标

让学生感受基因表达过程的和谐美，体验科学研究的过程。

重点

遗传信息的转翻译。

难点

基因表达中相关数量计算。

考试点

转录和翻译的概念和过程，密码子，RNA的种类，基因表达中相关数量计算。

能力点

基因表达中相关数量计算。

自主探究点

给一段DNA或mRNA的碱基序列，写出对应的氨基酸序列。

易错易混点

遗传信息、密码子和反密码子区别于联系；基因表达中相关数量计算。

训练点

基因表达中相关数量计算。

拓展点

基因表达中相关数量计算。

教法与学法

讲述与学生练习、讨论相结合

教学模式

“三六五”课堂教学模式

教具

导学案

教学流程

教师活动

学生活动

设计意图

复习提问

1．简述遗传信息转录的过程？

教师活动

回顾旧知识：

要给出准确、规范的答案

学生活动

巩固旧知识，与本节课学习构成以一整体。

设计意图

【问题探讨、导入新课】

导入语：

通过转录DNA将其储存的遗传信息传递给mRNA。

mRNA携带了遗传信息通过核孔进入细胞质中，它又是如何指导蛋白质的合成的？

这一过程叫做什么？

板书课题

二、遗传信息的翻译

导学语1：

下面大家看课本P64第一段完成“导学案”下列内容，理解翻译的概念。

（一）翻译的概念

1．概念：

在________中,以________为模板,合成具有一定氨基酸顺序的________的过程。

2．概念解读

主要场所

模板

原料

产物

3．翻译的实质：

将mRNA中的_______序列翻译为蛋白质的_______序列。

导学语2：

关于遗传信息的翻译的学习同学们需要达到如下目标。

【出示教学目标并进行解读】

课前，根据目标设计一套“导学案”（附后）。

通过“导学案”来展示，包括知识、技能、情感态度和价值观三个层面。

同时要根据考纲的要求对各目标给出具体的记忆层次，并指出重难点。

具体如下：

知识目标

1.遗传信息、密码子和反密码子区别于联系。

2.翻译的概念和过程。

3.转录、翻译与DNA复制的比较。

能力目标：

1．运用数学方法分析DNA中的碱基、RNA中的碱基和蛋白质中氨基酸的数量关系。

2.给一段DNA或mRNA的碱基序列，写出对应的氨基酸序列。

情感态度和价值观目标

让学生感受基因表达过程的和谐美，体验科学研究的过程。

重点：

遗传信息的转翻译。

难点：

基因表达中相关数量计算。

【出示“自学指导”，引导学生自学】

导学语3：

mRNA是如何将将其碱基排列顺序翻译为蛋白质的氨基酸序列的？

导学语4：

同学们已经分析推测到可能在mRNA的碱基排列顺序与蛋白质的氨基酸序列之间有对应关系。

mRNA的碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样的？

下面同学们用数学方法推测mRNA的碱基与氨基酸之间的对应关系，将结果填入“导学案”如下部分：

（二）遗传密码

1.遗传密码破译

RNA含有______碱基，组成生物体蛋白质的氨基酸有______种。

①如果1个碱基决定1个氨基酸，那么4种碱基只能决定___种氨基酸。

②如果2个碱基决定1个氨基酸，那么4种碱基最多能决定___种氨基酸。

③如果3个碱基决定1个氨基酸，那么4种碱基最多能决定___种氨基酸。

导学语5：

上述推测只是破解遗传密码过程中的一步。

科学家又通过一步步推测与实验证实，并最终破解了遗传密码（科学家如何破译全部的密码子，感兴趣的同学课下可以看第3节的选学内容——遗传密码的破解）。

下面大家看课本P65，并学会查20种氨基酸的密码子表，完成“导学案”中如下内容：

2．mRNA的碱基序列与氨基酸之间的对应关系——密码子

（1）密码子概念：

在________上相邻的______个碱基决定____个氨基酸。

每3个这样的碱基又称做1个__________。

（2）查课本P65“表4—120种氨基酸的密码子表”完成如下内容：

①UAA、UAG、UGA代表：

________________________________

②AUG、GUG代表:

_____________________________________

③丝氨酸的密码子：

________________________________________。

（3）种类：

终止密码子：

UAA、UAG、UGA

密码子种类起始密码子：

AUG（甲硫氨酸）、GUG（缬氨酸）

（64种）

其他密码子（61种）：

只能编码氨基酸

专一性：

一个密码子对应______个氨基酸；

（4）特点：

简并性：

一个氨基酸可能有______个密码子。

通用性：

几乎所有的生物题都共用一套密码子表。

（5）查阅密码子表，写出下列mRNA相应的氨基酸序列。

①mRNA的碱基序列：

AUGGAAGCAUGUCCGAGC……UAACCG

氨基酸序列：

____________________________________________。

②mRNA碱基序列：

AUUCGAUGAUCCUACCCGUCAAC……

氨基酸序列：

______________________________________________。

③mRNA碱基序列：

AUCGUUGCCCGAGUGGCG

氨基酸序列：

______________________________________________。

导学语6：

请XX展示下自学情况，其他同学认真听并找出不一样的地方。

教师点评总结后，同学们没有问题后进入下一环节。

导学语7：

通过上一环节学习大家对mRNA的碱基序列与蛋白质氨基酸序列之间的对应关系已经非常明确，那么mRNA携带了遗传信息通过核孔进入细胞质后，就与蛋白质的“装配机器”——核糖体结合起来，形成合成蛋白质的“生产线”。

有了“生产线”，还要有“工人”，才能生产产品。

游离在细胞质中的氨基酸，是怎样运送到合成蛋白质的“生产线”上的呢？

氨基酸又是怎样认识mRNA的碱基序列的？

请同学们带着这些问题默读P65—P67完成“导学案”如下内容：

（三）氨基酸的“搬运工”——tRNA

1.结构特点：

tRNA分子比mRNA_______，呈________形，其一端有三个碱基可以与mRNA上的三个碱基配对，称为________，另一端可以携带________。

2.作用：

识别并转运_______；反密码子通过碱基互补配对原则识别密码子，保证tRNA所携带的的氨基酸在合成蛋白质时被放到正确的位置上。

可以把它比作翻译过程中的“译员”、“搬运工”。

写出下列四种tRNA所转运的氨基酸的名称

__________、_____________、___________、_________

3.种类：

tRNA有______种；一个tRNA只能携带______种氨基酸；一个氨基酸可以由______种tRNA携带。

导学语8：

有了“生产线”和“工人”那么核糖体是怎样生产蛋白质的？

请同学们默读课本PP66—P67，结合P66图4-6蛋白质合成示意图，理解翻译的过程，并完成“导学案”中相应内容。

（四）翻译的过程

1.翻译过程

①起始阶段：

mRNA、tRNA与核糖体三者结合阶段

第一步：

mRNA进入细胞质，与_________结合。

携带甲硫氨酸的tRNA，通过与碱基AUG（起始密码子）互补配对，进入位点1

②延伸阶段：

肽链延伸过程比较复杂。

第2步：

携带组氨酸的tRNA以同样的方式进入位点2。

第3步：

甲硫氨酸通过与组氨酸形成肽键而转移到占据位点2的tRNA上。

第4步：

核糖体读取下一个密码子，原占据位点1的tRNA离开核糖体，占据位点2的tRNA进入位点1，

一个新的携带色氨酸的tRNA进入位点2，

二肽（甲硫氨酸—组氨酸）通过组氨酸与色氨酸形成肽键转移到占据位点2的tRNA上形成三肽（甲硫氨酸—组氨酸—色氨酸）。

重复步骤4即：

（以下有学生完成）

核糖体读取下一个密码子，原占据位点1的tRNA离开核糖体，占据位点2的tRNA进入位点1，

一个新的携带精氨酸的tRNA进入位点2，

三肽（甲硫氨酸—组氨酸—色氨酸）通过色氨酸与精氨酸形成肽键转移到占据位点2的tRNA上形成四肽（甲硫氨酸—组氨酸—

色氨酸—精氨酸）。

重复步骤4

③终止阶段：

核糖体沿着移动，一旦遇到mRNA上的，翻译即自行停止。

2．蛋白质加工

多肽链合成以后，从核糖体上脱离，再经过________和_________加工，

盘曲折叠形成一定的，最终形成具有一定功能的蛋白质分子。

（五）转录和翻译的特点

1．原核生物：

转录和翻译同时同地进行，场所_____________。

多个核

糖体同时翻译，一个基因短时间内可表达出____条肽链。

2．真核生物：

先转录后翻译，转绿的主要场所___________，翻译的主要

产所________________。

一条mRNA分子上结合___个核糖体，同时合

成___条多肽链。

导学语4：

请XX展示下自学情况，其他同学认真听并找出不一样的地方。

教师点评总结后，同学们没有问题后进入下一环节。

【合作探究】

1．从密码子表中可以看到，一种氨基酸可能有几个密码子，这一现象称做密码子的简并。

你认为密码的简并对生物体生存发展有什么意义？

2．蛋白质合成过程中DNA中的碱基数目、mRNA中的碱基数目与蛋白质中氨基酸的数目有什么关系？

学生讨论回答后教师进行总结补充，大家都没问题后进入下一环节。

【小结，形成知识体系】

小结语：

以上就是本节所学的内容，下面我们一起总结一下。

二、遗传信息的翻译

1.遗传信息、密码子和反密码子的比较

遗传信息

密码子

反密码子

概念

作用

种类

联系

2．转录、翻译与DNA复制的比较

复制

转录

翻译

时间

生长发育的连续过程中

场所

模板

原料

其他

条件

碱基

配对

类型

过程

特点

产物

信息

传递方向

意义

3．基因控制蛋白质合成过程中几种数量关系

比较内容

数

目

基因中能编码蛋白质序列的碱基数

6m

mRNA上的碱基数

3m

参与转运氨基酸的tRNA数

m

蛋白质中的氨基酸数

m

蛋白质中的肽链数

n

蛋白质中的肽键数

m—n

脱水缩合失去的水分子数

m—n

假如氨基酸的平均分子质量为a，

蛋白质的质量为

ma—18×（m—n）

板书：

见上面知识体系。

组织语5：

同学们对基础知识的掌握已经非常熟练，能否利用所学的

知识解决问题？

请同学们通过做下面的达标检测来检查下本节课的学习

请况。

【达标拓展】

达标检测

针对本课时的教学目标，设计题目，进行课堂达标检测，当堂反馈结

果，对学生的课堂表现作出评价，就其中重点知识布置适度的课下作业，

进一步巩固所学知识。

达标检测题：

A类：

《导学案》第1、2、3题

B类：

《导学案》第4、5题

C类：

《导学案》第6题

课下作业：

《非常学案》活页卷

学生看完课本很自然回答出：

mRNA指导蛋白质合成的过程叫做遗传信息的翻译。

看书填空

默读“导学案”中本节课的教学目标，

明确本节课需要达到的任务目标。

学生探讨、分析推测：

可能在mRNA的碱基排列顺序与蛋白质中氨基酸序列有对应关系。

根据这种对应关系可将mRNA的碱基排列顺序翻译为蛋白质的氨基酸序列。

体验物理学家伽莫夫用数学方法推理的过程了解三个碱基编码一个氨基酸。

学会查课本P65密码子表，通过讨论归纳出密码子的专一性、简并性和通用性的特点。

了解起始密码子、终止密码子。

查阅密码子表，写出下列mRNA相应的氨基酸序列。

阅读课本课本P65—P66，完成“导学案”中相应内容，注意标出自己不会的内容。

认识tRNA的“翻译”和“搬运工”的作用，理解它必须即能识别遗传信息和又能识别不同氨基酸。

默读课本PP66—P67，同时在教材上勾点圈画重要知识点，结合P66图4-6蛋白质合成示意图，理解翻译的过程，并完成

“导学案”中相应内容。

根据“导学案”上“蛋白质的合成的翻译过程”图解，更透彻地理解翻译的过程

课本P66图4-6中所示的是前3个氨基酸的连接过程，学生接着简述并画出表示第4氨基酸连接到肽链上的过程图。

简述并画出第5个氨基酸连接到肽链上的过程。

回忆必修一知识：

分泌蛋白合成加工过程。

结合左图总结转录和翻译的特点。

分小组讨论

一同学展示自学答案，其他同学质疑。

和老师一起总结本节所学习的内容，形成知识体系。

定时独立完成后，教师公布答案。

同位互批、互助，最后提出同位没有解决的问题。

有其他同学或教师解答。

课下作业独立完成。

导入新课

遗传信息翻译的概念解读

目标导学

明确本节课需要达到的任务目标。

激发学生的求知欲。

创设情景，学生积极思维，体验分析推测得到证实的兴奋，产生进一步探究问题的欲望。

教师介绍完密码子表的查阅方法后，学生学以致用，自己总结规律。

培养学生归纳总结的能力。

理解起始密码子、终止密码子在翻译中的意义。

用层层递进的问题培养学生生物学学习的思维。

培养学生自主学习能力，养成良好的学习习惯。

培养学生自主学习能力，注意提醒学生在教材上的勾点

圈画，养成良好的学习习惯。

有条件的学校可用多媒体课件演示翻译的过程，使抽象知识形象化。

没条件的可板演

将课本翻译过程进一步细化，便于学生理解。

课本P66图4-6中所示的是前3个氨基酸的连接过程，部分学生看不出规律，多画几个更能体现规律。

通过画图更深刻地理解翻译的过程

明确核糖体合成的产物是多肽链，多肽链要想形成具有一定结构与功能的蛋白质还需内质网和高尔基体的加工。

培养学生合作探究的能力，不但能写，还能表达出。

引导学生通过对比分析

对本节学习内容进行小结，理清知识之间的关系，形成知识框架和脉络，建构知识体系。

对所学知识的理解，同时培养学生的答题速度和规范，将学习延伸到课下。

针对不同层次的学生提出明确的完成目标。

教学反思：

遗传信息、密码子和反密码子学生易混，可列表比较，便于记忆。

翻译的过程学生难以理解，教师可用多媒体演示，或者绘制翻译的过程图解，帮助学生攻破难点，最后列表比较转录、翻译与DNA复制，系统地记忆所学知识。

第四章 基因的表达第二课时

第一节 基因指导蛋白质的合成——翻译

班级：

________________姓名：

________________

【目标解读】

知识目标：

1．遗传信息、密码子和反密码子区别于联系。

2．翻译的概念和过程。

3．转录、翻译与DNA复制的比较。

能力目标：

1．运用数学方法分析DNA中的碱基、RNA中的碱基和蛋白质中氨基酸的数量关系。

2.给一段DNA或mRNA的碱基序列，写出对应的氨基酸序列。

培养学生分析和解决生物学问题的能力。

情感态度和价值观目标：

让学生感受基因表达过程的和谐美，体验科学研究的过程。

重难点：

遗传信息的转翻译和基因表达中相关数量计算。

【自主学习】

二、遗传信息的翻译

（一）翻译的概念

1．概念：

在________中,以________为模板,合成具有一定氨基酸顺序的________的过程。

2．概念解读

主要场所

模板

原料

产物

（二）遗传密码

1.遗传密码破译

RNA含有______碱基，组成生物体蛋白质的氨基酸有______种。

①如果1个碱基决定1个氨基酸，那么4种碱基只能决定___种氨基酸。

②如果2个碱基决定1个氨基酸，那么4种碱基最多能决定___种氨基酸。

③如果3个碱基决定1个氨基酸，那么4种碱基最多能决定___种氨基酸。

2．mRNA的碱基序列与氨基酸之间的对应关系——密码子

（1）密码子概念：

在________上相邻的______个碱基决定____个氨基酸。

每3个这样的碱基又称做1个__________。

（2）查课本P65“表4—120种氨基酸的密码子表”完成如下内容：

①UAA、UAG、UGA代表：

________________________________

②AUG、GUG代表:

_____________________________________

③丝氨酸的密码子：

________________________________________。

（3）种类：

终止密码子：

UAA、UAG、UGA

密码子种类起始密码子：

AUG（甲硫氨酸）、GUG（缬氨酸）

（64种）其他密码子（61种）：

只能编码氨基酸

专一性：

一个密码子对应______个氨基酸；

（4）特点：

简并性：

一个氨基酸可能有______个密码子。

通用性：

几乎所有的生物题都共用一套密码子表。

（5）查阅密码子表，写出下列mRNA相应的氨基酸序列。

①mRNA的碱基序列：

AUGGAAGCAUGUCCGAGC……UAACCG

氨基酸序列：

____________________________________________。

②mRNA碱基序列：

AUUCGAUGAUCCUACCCGUCAAC……

氨基酸序列：

______________________________________________。

③mRNA碱基序列：

AUCGUUGCCCGAGUGGCG

氨基酸序列：

______________________________________________。

（三）氨基酸的“搬运工”——tRNA

1.结构特点：

tRNA分子比mRNA_______，

呈________形，其一端有三

个碱基可以与mRNA上的三

个碱基配对，称为________，

另一端可以携带________。

2.作用：

识别并转运_______；反密码子通过碱基互补配对原则识别密码子，保证tRNA所携带的的氨基酸在合成蛋白质时被放到正确的位置上。

可以把它比作翻译过程中的“译员”、“搬运工”。

写出下列四种tRNA所转运的氨基酸的名称

__________、_____________、___________、_________

3.种类：

tRNA有______种；一个tRNA只能携带______种氨基酸；一个氨基酸可以由______种tRNA携带。

（四）翻译的过程

1.翻译过程

①起始阶段：

mRNA、tRNA与核糖体三者结合阶段

第一步：

mRNA进入细胞质，与_________结合。

携带甲硫氨酸的tRNA，通过与碱基

AUG（起始密码子）互补配对，进入位点1

②延伸阶段：

肽链延伸过程比较复杂。

第2步：

携带组氨酸的tRNA以同样的方式进入位点2。

第3步：

甲硫氨酸通过与组氨酸形成肽键而转移到占据位点2的tRNA上。

第4步：

核糖体读取下一个密码子，原占据位

点1的tRNA离开核糖体，占据位点2

的tRNA进入位点1，一个新的携带色氨酸的tRNA进入位点2，

二肽（甲硫氨酸—组氨酸）通过组氨酸与色氨酸形成肽键转移到占据位点2的tRNA上形成三肽（甲硫氨酸—组氨酸—色氨酸）。

重复步骤4

③终止阶段：

核糖体沿着移动，一旦遇到mRNA上的，翻译即自行停止。

2．蛋白质加工

多肽链合成以后，从核糖体上脱离，再经过________和_________加工，盘曲折叠形成一

定的，最终形成具有一定功能的蛋白质分子。

（五）转录和翻译的特点

1．原核生物：

转录和翻译同时同地进行，场所_____________。

多个核糖体同时翻译，一个基因短时间内可表达出____条肽链。

2．真核生物：

先转录后翻译，转绿的主要场所___________，翻译的主要产所__________。

一条mRNA分子上结合___个核糖体，同时合成___条多肽链。

【合作探究】

1．从密码子表中可以看到，一种氨基酸可能有几个密码子，这一现象称做密码子的简并。

你认为密码的简并对生物体生存发展有什么意义？

2．蛋白质合成过程中DNA中的碱基数目、mRNA中的碱基数目与蛋白质中氨基酸的数目有什么关系？

【达标检测】

1．下图为DNA控制蛋白质的合成过程，下面的说法正确的是（）

DNA片段

…—T—A—G…

…—A—T—C…

信使RNA

…—U—A—G…

转运RNA

…—A—U—C…

氨基酸

……□……

A．图中标出的碱基符号，包括了8种核苷酸B．DNA双链中

、

均为模板链

C．

的转录过程只能发生在细胞核中D．密码子位于

和

链上

2．下列说法错误的是（）

A．一种转运RNA只能转运一种氨基酸B．一种氨基酸可以含有多种密码子

C．一种氨基酸可以由几种转运RNA来转运D．一种氨基酸只能由一种RNA来转运

3．已知某物种的细胞中含有26个DNA分子，其中有2个DNA分子各含有24000个碱基，由这两个DNA分子所控制合成的肽链中，最多含有多少种氨基酸（）

A．8000B．4000C．16000D．20

4．下列碱基组成肯定不是密码子的是（）

A．AGCB．CCUC．UGAD．ATG

5．一个转运RNA的一端3个碱基是GAU，它所携带的氨基酸的密码子是由下列哪个DNA分子的模板片段转录而来的（）

A．GUAB．GATC．GAAD．GAU

6．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

（查密码子表）______________________。

（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）如本图所示，储存在________分子中的遗传信息最终传递给_________分子，并通过代谢得以表达。

参考答案：

6.

（1）DNAmRNAtRNA核糖体

（2）甲硫氨酸丙氨酸丝氨酸

（3）转录④核糖体（4）DNA蛋白质