高中生物 基因的表达 教案1 中图版必修2

第二节基因的表达

一、教学目标：

(1)“中心法则”的概念及发展。

(2)DNA与RNA的异同。

(3)染色体、DNA和基因三者之间的关系，以及基因的本质。

(4)基因控制蛋白质合成的过程和原理。

(5)遗传信息和“密码子”的概念

二、教学重点

(1)基因控制蛋白质合成的过程和原理。

三、教学难点

基因控制蛋白质合成的过程和原理

四、板书设计：

一、转录

a.场所:细胞核

b.过程;以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。

c.目的:传递遗传信息。

二、翻译

a.场所:细胞质的核糖体。

b.过程:以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸排列顺序的蛋白质的过程。

c.目的:传递遗传信息

三、中心法则

四、教学过程：

导言

1.什么是基因?

2.基因的基本功能是什么?

3.基因表达过程中的媒介是什么?

学生大胆地回答：(略)

教师给予鼓励

基因是有遗传效应的DNA片段，主要位于细胞核中，而蛋白质是在细胞质的核糖体上合成，此过程需要信使RNA作为媒介，那么信使RNA怎样完成任务呢?

学生活动:

(1)阅读教材P14。

(2)观察基因表达的多媒体课件。

讨论提纲:

(1)基因表达整个过程分几个阶段?分别叫什么?

(2)转录的场所、过程和目的是什么?

(3)翻译的场所、过程和目的是什么?

教师指导:

a.整个过程是严格按照碱基互补配对原则进行的。

b.转录是在细胞核内以DNA的一条链为模板合成信使RNA过程。

c.翻译是在细胞质中核糖体上以信使RNA为模板合成具有一定氨基酸排列顺序的蛋白质过程。

学生回答:(略)

教师鼓励

教师精讲:

1.转录中模板DNA链的碱基是A、G、C、T是如何与信使RNA中碱基A、G、C、U互补配对呢?

(1)请学生答出DNA分子中碱基互补配对原则来；即A与T配对，G与C配对。

(2)板书DNA的一条链，显示信使RNA的形成过程；即:

从形成过程可看出，是mRNA中的U碱基与DNA分子中的A碱基进行配对。

(3)通过转录，DNA分子的遗传信息(即碱基排列顺序)就传递给了信使RNA。

2.翻译过程中mRNA上的碱基是如何决定蛋白质中的氨基酸的?

(1)请学生先答出组成蛋白质的氨基酸的种类以及蛋白质多样性的原因?即:一般有20种；蛋白质多样性是由氨基酸种类、数量、排列顺序及空间结构决定的。

(2)思考:氨基酸有20种，而信使RNA只有四种碱基(A、C、C、U)，如何决定20种氨基酸呢? 逻辑推理:

一个碱基决定一个氨基酸，只能决定4种，41=4，不行；

两个碱基决定一个氨基酸，只能决定16种，42=16，不行；

三个碱基决定一个氨基酸，只能决定64种，43=64，足够有余。

教师简介密码子的发现过程:

1961年英国的克里克和同事用实验证明一个氨基酸是由信使RNA上的三个相邻碱基决定的。美国年轻的生物化学家尼伦伯格和同事用人工合成方式，首先阐明了遗传密码的第一个字---UUU，即决定苯丙氨酸的密码子。

1967年科学家已将20种氨基酸的密码子全部破译。投影显示20种氨基酸的密码子表并解说。

(3)游离于细胞质基质中的氨基酸是怎样到达核糖体并按一定排列顺序形成蛋白质呢?

学生活动：阅读教材P15～16并回答:需要一种搬运工具搬运--即另一种RNA(转运RNA,即tRNA)。

教师出示转运RNA模型图并讲解:转运RNA种类很多，但每种转运RNA只能识别并转运1种氨基酸。这是因为在转运RNA的一端是携带氨基酸的部位，另一端有3个碱基，能专一性地与信使RNA上的特定的3个碱基(即密码子)配对。

例如:信使RNA上的三个碱基AAA就是一个密码，转运RNA中转运赖氨酸的转运RNA一端的三个碱基是UUU，只有它才能按照碱基互补配对原则配对。由于核糖体中的信使RNA中有许多密码子，每个密码子与转运特定氨基酸的转运RNA能够碱基配对，这样它才能对号入座。也就是说一种转运RNA在哪个位置上对号人座是靠转运RNA的三个碱基去识别。而位置则是信使RNA按遗传信息预先定了的(如下图)

突出强调:

a.信使RNA的遗传信息即碱基排列顺序是由DNA决定的。

b.转运RNA携带的氨基酸(如赖氨酸、丙氨酸)能在蛋白质的氨基酸顺序的哪一个位置上是由信使RNA决定的，归根到底是由DNA的特定片段(基因)决定的，由于DNA分子的多样性，就决定了蛋白质分子的多样性。

师生共同归纳总结:遗传信息的传递。

播放转录和翻译两过程的视频，并要求学生阅读教材并讨论，同时为了巩固所学DNA复制的知识，师生共同完成下表。

场所模板原料酶和其它条件

碱基互补

配对方式

产物

复

制

细胞核DNA两条链游离的脱

氧核苷酸、

4种

解旋酶、DNA

聚合酶等。能

量

A与T

C与G

T与A

G与C

DNA

转

录

细胞核DNA的一条链游离的核

糖核苷酸、

4种

解旋酶、RNA

聚合酶（可提

一下）等。能

量

A与U

C与G

T与A

G与C

mRNA

翻

译

细胞质

中的核

糖体

信使RNA 氨基酸、20

种

酶、转运RNA、

能量

A与U

C与G

G与C

U与A

蛋白质

（或多

肽链）

1、RNA的种类有三种：mRNA、tRNA、rRNA

2、DNA与RNA的区别：

DNA RNA

碱基A、G、C、T A、G、C、U

五碳糖脱氧核糖(C5H10O4) 核糖(C5H10O5)

磷酸磷酸磷酸

基本单

位

脱氧核苷酸核糖核苷酸

结构通常呈双螺旋结构通常呈单链状结构

3、转录是以DNA一条链为模板，而不是两条链。所以DNA与RNA碱基比

教师简介中心法则及其发展。

上面我们讲述了遗传信息是如何控制蛋白质合成的，通过转录和翻译，使遗传信息反映致函蛋白质上，前面我们学习了通过DNA复制，遗传信息实现了在亲子代间的传递。我们现在说的是遗传物质是DNA的生物的遗传住处的一般流动方向。但是我们前面学习了，有的生物的遗传物质是RNA，那么，这种生物是如何传递遗传信息的呢？教师介绍RNA病毒中，遗传信息的流动方向，边讲解边画图：

中心法则及其发展

信息流：遗传学上，将遗传信息的流动方向称为信息流

中心法则：克里克提出

内容：

●遗传信息可从DNA流向DNA——DNA的自我复制

●遗传信息可从DNA流向RNA——转录过程细胞生物

●遗传信息可从RNA流向蛋白质——翻译过程

●遗传信息可从RNA流向DNA——逆转录过程（病毒中出现）

●遗传信息可从RNA流向RNA——RNA的自我复制（病毒中出现）