基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的教學(xué)案

【導(dǎo)學(xué)目標(biāo)】

1.概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯。

2.運(yùn)用數(shù)學(xué)方法，分析堿基與氨基酸的對應(yīng)關(guān)系。

【導(dǎo)學(xué)重點】遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程。

【導(dǎo)學(xué)難點】遺傳信息的翻譯過程。

【導(dǎo)學(xué)過程】

一、對基因的理解

從我們前面學(xué)過的“噬菌體侵染細(xì)菌”實驗導(dǎo)入。

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

學(xué)生：DNA可以指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成。

老師：那我們這節(jié)課要研究的標(biāo)題是：基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，這邊的基因和DNA存在怎樣的關(guān)系呢？

（很自然的將基因和DNA聯(lián)系來）然后請同學(xué)們閱讀教材P68的內(nèi)容。

學(xué)生：基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。

教師：換言之，基因存在那個上面？

學(xué)生：DNA。

教師：是不是DNA上任何一個片段都能稱為基因？

學(xué)生：不是，而是有遺傳效應(yīng)的。

教師：這樣看來存儲遺傳信息的更小單位是什么？

學(xué)生：基因。

這樣的問答自然的將基因的概念引出，并強(qiáng)調(diào)了注意點。（習(xí)題鞏固)

二、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄

根據(jù)基因存在場所和蛋白質(zhì)合成場所導(dǎo)入到轉(zhuǎn)錄過程

老師：DNA（基因）主要存在于細(xì)胞什么部位？蛋白質(zhì)又在那里合成？

學(xué)生：基因在細(xì)胞核內(nèi)，蛋白質(zhì)在核糖體上。

老師：核糖體又位于細(xì)胞的何部位？

學(xué)生：細(xì)胞質(zhì)。

有的學(xué)生有了疑惑：“怎么可能細(xì)胞核的基因能夠指導(dǎo)細(xì)胞質(zhì)的蛋白質(zhì)合成？”

老師：這個問題提的很好，細(xì)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(xì)胞質(zhì)中。究竟誰像個信使一樣傳達(dá)信息呢？

從表格中，學(xué)生能發(fā)現(xiàn)：

（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(jìn)到細(xì)胞質(zhì)中。

再請同學(xué)們閱讀課本內(nèi)容了解RNA的種類：

（1）起模板作用：信使RNA（mRNA）；

（2）起轉(zhuǎn)運(yùn)，運(yùn)載作用的是：轉(zhuǎn)運(yùn)RNA（tRNA）；

（3）參與構(gòu)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(xué)生討論后歸納總結(jié)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(xì)胞中游離的核糖核苷酸上的堿基與供轉(zhuǎn)錄用的DNA的一條鏈上的堿基互補(bǔ)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(fù)螺旋

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

習(xí)題鞏固

三、遺傳信息的翻譯

通過轉(zhuǎn)錄過程我們才使遺傳信息到達(dá)細(xì)胞質(zhì)。那在細(xì)胞質(zhì)里又是如何將mRNA上的信息轉(zhuǎn)化成蛋白質(zhì)的呢？

學(xué)生根據(jù)轉(zhuǎn)錄的定義模擬翻譯的定義：

1.概念：在細(xì)胞質(zhì)中，以mRNA為模板，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。

老師（解釋實質(zhì)）：實際上就是RNA上的堿基序列轉(zhuǎn)化成氨基酸的排列序列。

2.堿基與氨基酸之間的對應(yīng)關(guān)系是怎樣的？設(shè)疑：

學(xué)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(jié)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(xué)生分析得出：一種密碼子只能對應(yīng)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(yīng)關(guān)系可是游離在細(xì)胞中的氨基酸還需要被運(yùn)送到核糖體上去，哪個成分充當(dāng)這個“搬運(yùn)工”的角色呢？

學(xué)生：tRNA。

老師（分析tRNA的結(jié)構(gòu)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(xué)們觀看翻譯過程的動畫課件后，學(xué)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(xí)題鞏固

四、小結(jié)：

1.基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成過程：

2.轉(zhuǎn)錄、翻譯與DNA復(fù)制的比較。

（作者單位：江蘇省上岡中學(xué)）