人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第1节 基因指导蛋白质的合成第1课时教案

第1节 基因指导蛋白质的合成（第1课时）

      教学目标

1．概述遗传信息转录和翻译。

2．运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系。

3．解释中心法则。

      教学重难点

【教学重点】

1．遗传信息转录和翻译的过程。

2．中心法则。

【教学难点】

遗传信息翻译的过程。

      教学过程

一、导入新课

结合电影《侏罗纪公园》恐龙图片，引导学生思考：

1．从恐龙化石中提取出恐龙 DNA，真的可以使恐龙复活吗？

2．如果能利用恐龙的DNA使恐龙复活，你认为主要要解决什么问题？

（需要使恐龙DNA上的基因控制的性状表达出来，表现恐龙的特性）

（建议使用视频：情境素材《基因指导蛋白质的合成》）

二、讲授新课

（一）遗传信息的转录

教师引导学生思考：基因控制蛋白质合成可能有哪些途径？

可能的途径1：染色体出细胞核，相应基因指导蛋白质的合成。

可能的途径2：核糖体及相关物质入细胞核，在基因的指导下合成蛋白质。

可能的途径3：染色体上的基因将所带的遗传信息先传递给“传令兵”，再由“传令兵”出细胞核，去指导蛋白质的合成。

分析资料：

1955年，戈德斯坦和普劳特观察到放射性物质标记的RNA从细胞核转移到细胞质。

1955年，布拉切特以洋葱根尖和变形虫为材料，用RNA酶分解细胞中的RNA，蛋白质的合成就停止。如果再加入酵母中提取的RNA，蛋白质又开始合成。

引导学生得出结论： RNA是DNA与蛋白质之间的信使。

为什么RNA适于作DNA的信使呢？DNA和RNA的区别是什么？RNA有几种？

RNA是另一类核酸，它的分子结构与DNA很相似，适于作DNA的信使的原因是：

①它也是由基本单位——核苷酸连接而成，由核糖、磷酸、碱基〔C、G、A、U（尿嘧啶）〕共同组成核苷酸，它也能储存遗传信息。

②在RNA与DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”，但由于RNA中没有T，DNA中没有U，所以当RNA与DNA有关系时，U与A配对。

③RNA一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。

RNA与DNA的区别有两点：

（建议使用知识卡片：【知识解析】比较DNA和RNA）

①嘧啶碱有一个不同：RNA是尿嘧啶（U），DNA则为胸腺嘧啶（T）。

②五碳糖不同：RNA是核糖，DNA是脱氧核糖，这样一来组成RNA的基本单位就是核糖核苷酸，DNA则为脱氧核苷酸。

RNA的种类：

①信使RNA——mRNA。顾名思义，这种RNA起的是信使——传递信息的作用。

②转运RNA——tRNA。这种RNA担负的是运输的任务，其三叶草型结构的一端可以连接特定的氨基酸。

③核糖体RNA——rRNA。

教师引导学生思考：DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的呢？

转录的过程：

指导学生阅读教材中转录的过程相关内容，然后完成下列填空。

（8）转录的过程：教师播放转录过程的动画，学生观看，然后学生分组利用预先剪好DNA模型和带有不同碱基的核糖核苷酸步骤模拟转录的过程——合成mRNA。

学生操作，教师巡视指导，各组展示结果。

教师精讲转录过程：

首先，RNA聚合酶结合在DNA的模板区上，该部位的双螺旋解开成为单链。接着，以一条DNA为模板，按碱基互补配对原则，利用细胞核内游离的核糖核苷酸，在RNA聚合酶的作用下合成一条RNA链。最后，合成的RNA链逐渐被甩开，解旋的两条DNA链很快又结合在一起，恢复为原来的双螺旋结构，DNA上的遗传信息就被传到了mRNA上，mRNA通过核孔进入细胞质中，开始它新的历程——翻译。

拓展：在转录的过程中，DNA只有一条链为模板，这已经被科学家的实验证明。Marmur和Duty利用DNA—RNA杂合技术、采用侵染枯草杆菌的噬菌体SP8为材料进行实验。噬菌体SP8的DNA分子由两条碱基组成很不平均的链构成，其中一条链富含嘌呤，另一条互补链则富含嘧啶。因为嘌呤比嘧啶重，因此富含嘌呤的“重”链与富含嘧啶的“轻”链在加热变性后可用密度梯度离心分开。实验者在SP8侵染后，从枯草杆菌中分离出RNA，分别与DNA的重链和轻链混合并缓慢冷却。他们发现SP8侵染后形成的RNA只跟重链形成DNA—RNA的杂合分子。显然，RNA是杆菌DNA中的一条链转录产生的。

三、课堂反馈

1．判断：

（1）转录除了在细胞核中发生以外，线粒体和叶绿体中也可以进行。（  √ ）

（2）DNA解旋后每一条链都可以当作转录的模板。（  × ）

2．下列关于DNA复制和转录异同点的叙述中正确的是 （  C  ）                

A．模板不同              B．场所不同 

C．产物不同            D．所需的酶相同

四、课堂小结

教师与学生一起小结本节知识，学生边讲教师边板书，或通过课件展示。

‬列表比较DNA复制和转录的过程：

列表比较DNA和RNA：