基因指導蛋白質合成的教學案

【導學目標】

1.概述遺傳信息的轉錄和翻譯。

2.運用數學方法，分析堿基與氨基酸的對應關系。

【導學重點】遺傳信息的轉錄和翻譯的過程。

【導學難點】遺傳信息的翻譯過程。

【導學過程】

一、對基因的理解

從我們前面學過的“噬菌體侵染細菌”實驗導入。

老師：從噬菌體侵染細菌的這個實驗中，我們不僅知道了DNA是遺傳物質，還知道了什么呢？

學生：DNA可以指導蛋白質的合成。

老師：那我們這節課要研究的標題是：基因指導蛋白質的合成，這邊的基因和DNA存在怎樣的關系呢？

（很自然的將基因和DNA聯系來）然后請同學們閱讀教材P68的內容。

學生：基因是有遺傳效應的DNA片段。

教師：換言之，基因存在那個上面？

學生：DNA。

教師：是不是DNA上任何一個片段都能稱為基因？

學生：不是，而是有遺傳效應的。

教師：這樣看來存儲遺傳信息的更小單位是什么？

學生：基因。

這樣的問答自然的將基因的概念引出，并強調了注意點。（習題鞏固)

二、遺傳信息的轉錄

根據基因存在場所和蛋白質合成場所導入到轉錄過程

老師：DNA（基因）主要存在于細胞什么部位？蛋白質又在那里合成？

學生：基因在細胞核內，蛋白質在核糖體上。

老師：核糖體又位于細胞的何部位？

學生：細胞質。

有的學生有了疑惑：“怎么可能細胞核的基因能夠指導細胞質的蛋白質合成？”

老師：這個問題提的很好，細胞核的DNA不可能出來，但可以通過媒介，將DNA上的信息傳送到細胞質中。究竟誰像個信使一樣傳達信息呢？

從表格中，學生能發現：

（1）RNA也是由核苷酸連接而成，所以也能儲存遺傳信息。

（2）RNA一般是單鏈，而且比DNA短，因此能夠通過核孔進到細胞質中。

再請同學們閱讀課本內容了解RNA的種類：

（1）起模板作用：信使RNA（mRNA）；

（2）起轉運，運載作用的是：轉運RNA（tRNA）；

（3）參與構成核糖體成分的是：核糖體RNA（rRNA）。

老師:那DNA上的信息怎樣被傳送到RNA上的呢？（課件播放過程）

學生討論后歸納總結過程：

（1）①解旋：DNA解旋酶將雙鏈DNA解開，使雙鏈的堿基得以暴露。

②配對：細胞中游離的核糖核苷酸上的堿基與供轉錄用的DNA的一條鏈上的堿基互補配對（A-UT-AC-G）形成氫鍵。

③連接：在RNA聚合酶的作用下，依次連接，形成新的分子—mRNA。

④脫離：合成的mRNA從DNA鏈上釋放，而后DNA雙鏈恢復螺旋

（2）定義：細胞核內，以DNA的一條鏈為模板，按照堿基互補配對的的原則合成RNA的過程。

習題鞏固

三、遺傳信息的翻譯

通過轉錄過程我們才使遺傳信息到達細胞質。那在細胞質里又是如何將mRNA上的信息轉化成蛋白質的呢？

學生根據轉錄的定義模擬翻譯的定義：

1.概念：在細胞質中，以mRNA為模板，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質的過程。

老師（解釋實質）：實際上就是RNA上的堿基序列轉化成氨基酸的排列序列。

2.堿基與氨基酸之間的對應關系是怎樣的？設疑：

學生分析課本P70的密碼子的表格得出：

終止密碼子：UAA UAG UGA表示翻譯結束，不編碼任何氨基酸。起始密碼：AUG（甲硫氨酸）代表翻譯開始，并編碼甲硫氨酸。其他密碼子：只能編碼氨基酸，有61種。

學生分析得出：一種密碼子只能對應1種氨基酸；但一種氨基酸可能有多種密碼子編碼（簡并性）。所有的生物共用一套遺傳密碼（通用性）。

有了模板，有了對應關系可是游離在細胞中的氨基酸還需要被運送到核糖體上去，哪個成分充當這個“搬運工”的角色呢？

學生：tRNA。

老師（分析tRNA的結構特點）：tRNA呈三葉草型，其一端有三個堿基可以與mRNA上的三個堿基配對，稱為反密碼子，另一端可以攜帶氨基酸。

一種tRNA只能攜帶1種氨基酸；一種氨基酸可能由多種tRNA攜帶。

請同學們觀看翻譯過程的動畫課件后，學生討論得出：

起始階段 （起始密碼子） 延伸階段

終止階段 （終止密碼）

習題鞏固

四、小結：

1.基因指導蛋白質合成過程：

2.轉錄、翻譯與DNA復制的比較。

（作者單位：江蘇省上岡中學）