必修2第4章第1节基因指导蛋白质的合成第2课时教案

一、教学目标

1.知识目标

a. 理解基因表达的转录和翻译的概念和过程。

b. 比较转录和翻译的异同。

c. 认知和区分相关概念：遗传信息、遗传密码、反密码子。

2.能力目标

a. 通过分析转录与翻译的过程，训练学生的逻辑思维能力。

b. 通过对"遗传信息究竟如何表达？"的探究，培养学生的探究精神和创造性思维。

3.情感目标

体验基因表达过程的和谐美，基因表达原理的逻辑美、简约美。

三、教学重点

a．理解遗传信息的转录、翻译过程。

b．认知和区分相关概念：遗传信息、遗传密码、反密码子

三、教学难点

翻译的全过程。

四 教学流程

教学流程 教师活动 学生活动 设计意图 环节一：课程导入 　提出问题：mRNA碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样的？

倾听、思考。 激发学生的学习兴趣；导入学习目标。 环节二：讲授新课

一、翻译

让学生观察P64图4-6蛋白质合成示意图。

1.密码子和反密码子的区分：

密码子：mRNA上三个相邻的碱基称为一个密码子。

反密码子：每个tRNA上的三个碱基，可以与mRNA上的密码子互补配对。

tRNA（转运RNA）的特点：象三叶草的叶形，一端是3个碱基，另一端是携带氨基酸的部位。

思考：mRNA的4种碱基如何决定20种氨基酸？

推理：1种碱基决定1种氨基酸？（不可能）

提出：mRNA上每3个相邻的碱基决定1个氨基酸。

小结：64种密码：61个编码控制20种氨基酸合成，另外3个（UAG、UAA、UGA）不编码任何氨基酸，而是合成蛋白质的终止信号又称终止密码。反密码子：61种tRNA。

　　游戏：请学生看图，想象一下核糖体这个生产车间是如何工作的？能否做一个模型显示出来？

　　【典型例题】

　　（2016江苏卷.22）（多选）为在酵母中高效表达丝状真菌编码的植酸酶，通过基因改造，将原来的精氨酸密码子CGG改变为酵母偏爱的密码子AGA，由此发生的变化有

　　A．植酸酶氨基酸序列改变 B．植酸酶mRNA序列改变

　　C．编码植酸酶的DNA热稳定性降低 D．配对的反密码子为UCU

　　【答案】BCD

2、翻译：

利用视频：显示翻译过程。

（1）定义：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。

（2）过程：核糖体与mRNA的结合部位会形成2个tRNA的结合位点。第一个携带氨基酸的tRNA的碱基与mRNA的碱基互补配对，进入位点1。第二个携带氨基酸的tRNA的碱基与mRNA的碱基互补配对，进入位点2。两个氨基酸脱水缩合，第一个氨基酸通过肽键转移到位点2的tRNA上。核糖体沿着mRNA移动，位点1的tRNA离开核糖体，位点2的tRNA进入位点1，第三个携带氨基酸的tRNA的碱基与mRNA的碱基互补配对，进入位点2，继续肽链的合成，直到读取到mRNA的终止密码为止。一个mRNA分子可以与多个核糖体结合，同时进行多条肽链的合成。

肽链合成后，从核糖体与mRNA的复合物上脱落离，经过盘曲和折叠等方式形成具有一定空间结构和功能的蛋白质分子。

（3）小结：

场所：细胞质的核糖体；

模板：以mRNA为模板；

原料：20种氨基酸（由tRNA搬运）；

合成：有一定氨基酸顺序的肽链。[]

　　【典型例题】

　　（2017•海南卷.25）下列关于生物体内基因表达的叙述，正确的是（ ）

　　A．每种氨基酸都至少有两种相应的密码子

　　B．HIV的遗传物质可以作为合成DNA的模板

　　C．真核生物基因表达的过程即是蛋白质合成的过程

　　D．一个基因的两条DNA链可转录出两条相同的RNA

　　【答案】B

二、比较转录和翻译

利用视频：显示蛋白质合成的全过程。（转录和翻译过程）

过程 ① ② 名称 转录 翻译 场所 主要是细胞核 核糖体 模板 DNA的一条链 mRNA 原料 4种游离的核糖核苷酸 20种氨基酸 产物 RNA 多肽链 【典型例题】

　　（2016江苏卷.18）近年诞生的具有划时代意义的CRISPR/Cas9基因编辑技术可简单、准确地进行基因定点编辑。其原理是由一条单链向导RNA引导核酸内切酶Cas9到一个特定的基因位点进行切割。通过设计向导RNA中20个碱基的识别序列，可人为选择DNA上的目标位点进行切割（见右图）。下列相关叙述错误的是（ ）

　　A. Cas9蛋白由相应基因指导在核糖体中合成

　　B. 向导RNA中的双链区遵循碱基配对原则

　　C. 向导RNA可在逆转录酶催化下合成

　　D. 若α链剪切点附近序列为......TCCACAATC......

　　则相应的识别序列为......UCCACAAUC......

　　【答案】C

　　三、基因的表达中相关数量的计算

　　蛋白质中氨基酸的数目＝1/3mRNA中的碱基数目＝1/6DNA(基因)中的碱基数目

【方法点拨】DNA和mRNA之间对应碱基及数量的计算

找准DNA和mRNA之间对应碱基及其比例关系，即DNA模板链中A＋T(或C＋G)与mRNA中A＋U(或C＋G)相等，则(A＋T)总%＝(A＋U)mRNA%。

　　【典型例题】

现代生物工程能够实现通过已知蛋白质的氨基酸序列来人工合成基因。现已知人体生长激素共含190个肽键(单链)，假设与其对应的mRNA序列中有A和U共313个，则合成的生长激素基因中G至少有(　　)

A.130个 B.260个

C.313个 D.无法确定

【答案】B 倾听、思考。

分析、作答。

阅读、思考、回答。

观察、分析、回答。

分析、归纳。

演练、作答。

演练、推导。

认知和区分相关概念：遗传信息、遗传密码、反密码子

通过分析翻译的过程，训练学生的逻辑思维能力。

比较转录和翻译的异同。

进行基因的表达中相关数量的计算