基因知道蛋白质的合成

《基因指导蛋白质的合成》教案一、教学目标1. 理解基因的概念及其与DNA的关系。

2. 掌握基因指导蛋白质合成的过程，包括转录和翻译。

3. 了解遗传信息的流动方向，即从DNA到RNA再到蛋白质。

4. 能够运用所学的知识解释一些与基因、蛋白质合成相关的生物学现象。

二、教学重点与难点1. 教学重点：基因的概念及其与DNA的关系。

基因指导蛋白质合成的过程，包括转录和翻译。

遗传信息的流动方向，即从DNA到RNA再到蛋白质。

2. 教学难点：转录和翻译过程中的具体步骤和机制。

遗传密码的解码和氨基酸的合成。

三、教学方法1. 采用问题引导法，通过提问引导学生思考和探讨基因、DNA、蛋白质之间的关系。

2. 使用多媒体教学，展示基因指导蛋白质合成的动画和图片，帮助学生直观理解过程。

3. 进行小组讨论，让学生通过合作和交流探讨转录和翻译过程中的问题和现象。

四、教学准备1. 多媒体教学材料：基因指导蛋白质合成的动画和图片。

2. 教学PPT或黑板：用于展示基因、DNA、RNA、蛋白质之间的关系和转录、翻译的步骤。

3. 教学道具：如模型或图解，用于展示DNA、RNA、蛋白质的结构和关系。

五、教学过程1. 导入：通过提问引导学生思考基因、DNA、蛋白质之间的关系，激发学生的兴趣。

2. 讲解基因的概念及其与DNA的关系，用图解或模型展示基因位于DNA上的位置。

3. 讲解基因指导蛋白质合成的过程，包括转录和翻译。

展示转录和翻译的动画或图片，解释遗传信息的流动方向。

4. 进行小组讨论，让学生通过合作和交流探讨转录和翻译过程中的问题和现象，如转录过程中的RNA合成和翻译过程中的氨基酸合成。

5. 总结教学内容，强调基因、DNA、RNA、蛋白质之间的关系和基因指导蛋白质合成的重要性。

6. 布置作业，让学生通过练习题或实验报告加深对基因指导蛋白质合成的理解和应用。

六、教学延伸1. 介绍基因突变对蛋白质合成的影响，让学生了解基因突变与遗传病的关系。

生物基因指导蛋白质的合成知识点生物基因指导蛋白质合成是细胞生命活动的基本过程之一，也是现代生物学研究的重要领域。

理解生物基因指导蛋白质合成的知识，对于揭示细胞生命活动的机制、探索生命起源和发展、开发新型药物等方面的工作具有重要的意义。

本文将对生物基因指导蛋白质合成的相关知识点进行详细介绍。

一、基因在细胞内的表达在细胞内，基因表达主要分为三个过程：转录、RNA加工和翻译。

转录是指DNA模板上的核苷酸序列被转录为RNA分子的过程。

RNA分子在经过编码、剪接、修饰等加工作用后，可以成为成熟的mRNA分子，即为mRNA加工。

成熟的mRNA 分子含有信使RNA被翻译成蛋白质所需要的信息。

翻译是指tRNA分子通过互补配对等作用，将mRNA作为模板，合成具有特定氨基酸序列的多肽链的过程。

二、RNA的种类和功能在细胞内，存在多种不同类型的RNA分子，它们各具不同的结构和功能。

其中，最主要的RNA分子有：1. mRNA：含有编码信息，能作为模板参与蛋白质合成的RNA分子。

2. tRNA：和氨基酸配对，将氨基酸运输至多肽链合成的位置，参与蛋白质合成。

3. rRNA：成为核糖体的主要组成部分，与tRNA和mRNA发生互补配对，参与蛋白质合成。

除此之外，还有一些其他类型的RNA分子，如siRNA、miRNA、lncRNA等。

它们主要参与转录后基因表达的调控、RNA稳定和修饰等重要生物学过程。

三、蛋白质的合成过程蛋白质的合成过程可以分为两个主要的阶段：翻译前和翻译后。

翻译前的过程主要包括：蛋白质合成的前体RNA合成、RNA剪接和RNA加工等；翻译后的过程主要包括蛋白质翻译、蛋白质摺叠和修饰等。

在翻译前的过程中，DNA的信息被复制为mRNA分子，在经过剪接和修饰等加工作用后，成为可以直接参与蛋白质合成的成熟mRNA。

成熟mRNA被核糖体所识别，tRNA分子将氨基酸运输至相应的位置，多个氨基酸残基通过化学键形成多肽链，最终合成出完整的蛋白质分子。

基因指导蛋白质的合成引言DNA是所有生物体中负责遗传信息传递的分子。

它存储了细胞合成蛋白质所需的指导信息。

蛋白质是构成生物体的基本组成部分，其功能包括结构支持、催化化学反应以及信号传递等。

基因则是DNA 中的特定区域，编码着合成特定蛋白质所需的指令。

本文将阐述基因如何指导蛋白质的合成，以及这一过程中的关键步骤。

DNA的结构和功能DNA（脱氧核糖核酸）是由两条聚合物链组成的双螺旋结构。

每条链由磷酸、糖分子（脱氧核糖）、以及碱基组成。

碱基包括腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胸腺嘧啶（T）和胞嘧啶（C）。

这四种碱基以互补配对形式存在：A与T配对，G与C配对。

这种互补配对使得DNA能够通过碱基对的组合方式存储和传递遗传信息。

DNA的遗传信息是通过基因来编码的。

基因是一段特定的DNA序列，其中包含了码段（coding sequence）和非码段（non-coding sequence）。

码段是编码蛋白质合成所需的指令，而非码段则包含一些调控元素，对蛋白质的合成和调节起重要作用。

基因的转录和剪接基因指导蛋白质的合成需要进行两个主要的过程：转录和翻译。

首先，转录将基因的信息从DNA复制到RNA上。

这一过程由酶类分子——RNA聚合酶负责完成。

RNA聚合酶通过与DNA互作用，识别起始信号并开始合成RNA链。

转录是在DNA的核苷酸序列上进行的，但过程中RNA链是单股的。

该链称为前体mRNA（pre-mRNA），它包含了来自基因DNA的编码区域（即码段）以及一些非编码区域（即非码段）。

这一前体mRNA需要经过剪接过程，以去除非编码区域并保留编码区域。

剪接是由一组特定的酶和剪接体系（spliceosome）协同完成的。

这样，成熟的mRNA分子就包含了蛋白质合成所需的指令。

翻译过程翻译是将mRNA上的信息转化为蛋白质的过程。

这一过程发生在细胞质中，由一组特殊的分子机器——核糖体负责。

核糖体是由RNA 和蛋白质组成的复合物，它能够解读mRNA上的密码子序列，将其翻译为特定的氨基酸序列。

2、学案导第四章第1节基因指导蛋白质的合成、教材分析:本节是第四章学习的基础，也是本章教学的难点所在。

本节内容不仅抽象复杂，而且涉及的物质种类非常多，主干知识是遗传信息的转录和翻译的过程，侧枝内容是DNA与RNA结构的比较、核糖与脱氧核糖的比较、三种不同种类的RNA以及遗传密码的组成。

在处理主干和侧枝内容关系时，要合理分配时间，明确不同层次的教学要求。

二、教学目标1、知识目标：⑴概述遗传信息的转录和翻译过程⑵理解遗传信息与“密码子”的概念⑶运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系2、能力目标⑴培养学生的逻辑思维能力，使学生掌握一定的科学研究方法。

⑵理解结构与功能相适应的生物学原理。

⑶通过指导学生设计并制作蛋白质合成过程的活动模具，培养学生的创新意识和实践能力。

三、教学重难点重点：遗传信息的转录和翻译过程难点：遗传信息的翻译过程四、学情分析通过第二、三章的学习，学生对基因是什么以及基因能够决定生物体性状有了一定的科学认识，并已经对基因究竟是如何起作用的产生了浓厚的兴趣，教师可充分利用开头的“问题探讨”、本节的插图，设计一些深入浅出、环环相扣的问题来引导学生进行阅读、思考、讨论，让学生从中体会科学探究的方法和乐趣。

五、教学方法1、教师讲述、举例、图示、启发与学生阅读、思考、讨论探索相结合。

六、课前准备1、学生的学习准备：完成课前预习学案，提出疑惑2、教师的教学准备：课前预习学案、课内探究学案、课后训练与提高、基因控制蛋白质合成的多媒体课件、信使RNA和转运RNA结构对比图片七. 课时安排：2课时八. 教学过程第一课时㈠预习检查、总结疑惑㈡情境导入、展示目标，〖问〗当我们认识到基因的本质后，能不能利用这一认识，分析现实生活中一些具体的问题呢？例如，在现实生活中，我们能不能像电影《侏罗纪公园》中描述的那样，利用恐龙的DNA，使恐龙复活呢？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？引导组织学生阅读P61第4章的章图。

《基因指导蛋白质的合成》教学设计——第一课时DNA的转录一、课时安排二、教材分析“基因指导蛋白质的合成”是人教版高中生物学教材(2019版)必修2第4章第1节的内容。

基于第3章“基因的本质”的学习，将“基因指导蛋白质的合成”作为本章的开篇，有助于学生认识基因作用机理，同时也为学习基因表达与性状的关系、基因突变及其他变异等奠定基础。

本节内容探讨的是基因表达过程中转录和翻译，以及两者内在联系和信息传递过程，凸显生命的信息观，让学生理解生命是物质、能量和信息的统一体。

课本主要以图文的形式呈现RNA的结构特点、分类、DNA转录的过程等内容。

承接DNA的复制，为遗传信息的翻译做铺垫，起到承上启下的作用。

“基因指导蛋白质的合成”这节内容计划用两课时完成。

本节课为第1课时，以遗传信息的转录设计为主干内容，使知识系统化，巩固复习DNA的复制，同时为学习翻译过程做铺垫。

三、学情分析学生已有认知中已具备DNA的基本结构和复制过程的知识，也学习过蛋白质的基本结构及其合成位置。

在此基础上，教师可以通过一系列知道引导学生学习转录知识时能够将DNA和RNA进行联系，并类比DNA复制学习DNA的转录过程，通过动手实践、资料分析、视频观看等多种途径学习DNA转录的过程。

四、教学目标（１）基于科学史论证，概述DNA分子上的遗传信s息是通过RNA指导蛋白质合成的，渗透生命的信息观。

（2）通过比较DNA和RNA的结构，理解RNA适于作DNA的信使的原因，形成比较、分析、归纳等科学思维方法，渗透结构和功能观。

（３）通过观看模拟动画和阅读教材图文资料，概述遗传信息在转录过程中的传递规律，发展获取信息、归纳概括的科学思维，形成生命是物质、能量和信息的统一体的生命观念。

（４）通过动手实践、小组合作的方式一同探索DNA转录的过程，在科学探究中培育模型建模、资料分析等科学思维，锻炼小组合作、沟通交流等科学态度。

五、教学重难点教学重点：RNA的结构与分类、DNA转录的过程教学难点：RNA和DNA结构的对比、阐述DNA转录的过程２、考虑RNA具备哪些特点可以充当起这个重任？提问学生，并根据回答做出适当的补充。

基因指导蛋白质的合成在生命的微观世界里，基因就像是一位神秘的导演，默默地指挥着一场极其复杂而又精彩的大戏——蛋白质的合成。

这一过程不仅关乎着生物体的生长、发育和各种生理功能的实现，更是生命延续和进化的关键所在。

要理解基因如何指导蛋白质的合成，我们首先得搞清楚基因和蛋白质分别是什么。

基因，简单来说，就是一段具有特定遗传信息的 DNA序列。

它就像是一本精心编写的“密码手册”，蕴含着生物体的各种遗传特征和指令。

而蛋白质呢，则是生命活动的直接执行者，从构成细胞结构到催化化学反应，从传递信号到抵御外敌入侵，几乎每一项生命活动都离不开蛋白质的参与。

那么，基因是怎样把它所携带的信息传递给蛋白质的呢？这就要提到一个重要的中间分子——RNA。

在细胞中，存在着三种主要的RNA，分别是信使 RNA（mRNA）、转运 RNA（tRNA）和核糖体 RNA （rRNA）。

基因指导蛋白质合成的第一步是转录。

在细胞核中，DNA 双链会解开，其中的一条链作为模板，在 RNA 聚合酶的作用下，按照碱基互补配对的原则，合成出一条与模板链互补的 RNA 链，这就是信使RNA（mRNA）。

这个过程就像是根据一份原始的蓝图复制出一份施工说明。

转录完成后，mRNA 会从细胞核中出来，进入细胞质。

接下来，就到了蛋白质合成的核心环节——翻译。

在细胞质中，存在着一种叫做核糖体的细胞器，它就像是一个蛋白质合成的“工厂”。

mRNA 会与核糖体结合，然后一个个的 tRNA 带着特定的氨基酸前来“报到”。

tRNA 分子的一端是携带氨基酸的部位，另一端有三个碱基，称为反密码子。

tRNA 上的反密码子会与 mRNA 上的密码子（三个相邻的碱基）进行互补配对。

比如，mRNA 上的密码子是 AUG，那么与之互补配对的 tRNA 上的反密码子就是 UAC，而这个 tRNA 携带的氨基酸通常是甲硫氨酸。

通过这种精确的配对，一个个氨基酸被按照 mRNA 上的密码子顺序连接起来，形成一条多肽链。

生物基因指导蛋白质的合成知识点
1. 转录和翻译：生物基因编码了DNA分子中的信息，通过转录过程将DNA信息转录
成为RNA分子，然后通过翻译过程将RNA信息翻译成为蛋白质。

2. RNA剪接：一些基因会产生多个不同的转录本，通过剪接过程将RNA前体分子中的一些片段剪掉，并将剩余片段连接起来，生成成熟的mRNA。

3. 起始密码子和终止密码子：起始密码子是指mRNA序列上的特定三个核苷酸序列，它确定了翻译机器开始翻译的位置。

终止密码子是指mRNA上的特定三个核苷酸序列，它指示翻译机器停止翻译。

4. 翻译机器和核糖体：核糖体是一个由RNA和蛋白质组成的复合物，它负责将mRNA 上的信息翻译成为蛋白质。

翻译机器由核糖体及其辅助蛋白质组成。

5. 氨基酸序列和蛋白结构：蛋白质的氨基酸序列由mRNA上的三个核苷酸密码子决定。

不同的氨基酸序列会导致蛋白质具有不同的结构和功能。

6. 翻译后修饰：蛋白质在合成后可能会经历一系列后续修饰过程，如切割、磷酸化、
乙酰化等。

这些修饰可以改变蛋白质的功能和稳定性。

7. 蛋白质定位和运输：合成的蛋白质需要被定位到细胞的特定位置才能发挥功能。

细
胞内存在着多种蛋白质运输机制，包括内质网、高尔基体和高尔基体等。

8. 蛋白质折叠和结构：蛋白质合成后需要正确地折叠为其功能性结构。

错误的折叠可
能导致蛋白质失去功能或形成非正常的聚集体，引发疾病。

9. 蛋白质降解：合成后的蛋白质需要及时降解，以清除无用或损坏的蛋白质。

细胞内
存在着多种蛋白质降解机制，如泛素-蛋白酶体和自噬等。

第4章基因的表达
第1节基因知道蛋白质的合成
教案
教学目标的确定
课程标准的要求是：概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成，根据上述要求
和建议，本节课教学目标确定如下：
1.概述遗传信息的转录和翻译
2.运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系
3.理解中心法则中遗传信息的传递方向
教学实际思路
以本节的“问题探讨”中《侏罗纪公园》中恐龙复活为切入，为DNA复制创设情境。

问题探
讨：从原理上分析，利用已灭绝生物的DNA，真的能够使他们复活吗？通过小组合作，探讨基
因是如何指导蛋白质的合成？通过视频或示意图，让学生直观感受基因指导蛋白质合成的过
程，并让学生总结归纳，引出中心法则是如何描述遗传信息的传递规律，最后根据教材或上
课时讲解的内容回顾本节课的重难点，加深对本节内容的理解。

情景引入
遗传信息的转录
遗传信息的翻译
引导学生观看视频、图片，思考讨论“问题探讨”设置的问题中心法则
根据小组之间的讨论，得出遗传信息翻译的过程
教师利用课件展示中心法则的概念和示意图，同学们互相讨论其意义
学生观看视频、图片，思考讨论转录的场所、模板和过程
板书设计
第4章
第1节基因指导蛋白质的合成
一、遗传信息的转录
二、遗传信息的翻译
三、中心法则。

课题《基因指导蛋白质的合成》一、学习目标经过前面关于基因的发现、基因的位置及基因的实质的学习，通过基因指导蛋白质的合成的两个过程，即转录与翻译，明白细胞内的基因是如何进行表达的。

二、学习重难点重点：1、基因控制蛋白质合成的中间物质（RNA）的基本单位、化学组成和种类2、基因表达的转录和翻译的概念及过程难点：1、基因表达的转录和翻译的概念及过程三、学法与教法探究学习、讲授法、演示法、合作交流四、课时设计三课时五、课前预习1、复习DNA与RNA的相关知识DNA（脱氧核糖核酸）RNA（核糖核酸）主要存在部位结构基本单位碱基五碳糖2、基因的表达指基因通过指导来控制性状。

3、RNA分为三类，分别是、、。

信使RNA的含义：。

转运RNA的含义：。

核糖体RNA的含义：。

4、转录指在中，以为模板合成信使RNA的过程。

5、转录的过程：（1）解开，DNA双链的碱基得以暴露。

（2）游离的随机的与的碱基碰撞，当核糖核苷酸与DNA的碱基时，两者以结合。

（3）新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的分子上。

（4）合成的从上释放。

而后，DNA双链恢复。

6、翻译指游离在中的各种，以为模板合成具有一定顺序的蛋白质。

7、密码子指上相邻的个碱基。

8、反密码子指。

9、翻译的过程：（1）进入，与结合。

携带甲硫氨酸的，通过与碱基AUG互补配对，进入位点1（2）携带组氨酸的以同样的方式进入位点2（3）甲硫氨酸通过与组氨酸形成，而转移到占据位点2的上（4）读取下一个，原占据位点1的tRNA离开核糖体，占据位点2的tRNA 进入位点1，一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2，继续肽链的合成。

重复步骤2、3、4，直至核糖体读取到的。

六、新知建构1、转录(1)RNA分为三类，分别是、、。

(2)阅读课本完成下列转录过程的表格：场所条件模板原料酶能量原则产物特点（3）通过了解转录过程完成下列问题：A、DNA的两条链都能作为模板转录吗？B、DNA链完全解开吗？是从一端解开吗？C、在转录过程中碱基互补配对原则有什么特殊情况？2、翻译（1）密码子与密码子表通过观察密码子表完成下列问题：A、一种氨基酸是否只有一个密码子？B、翻译过程中，有没有决定翻译开始和终止的密码子？如果有则分别是什么？C、密码子表中一共有几个密码子？其中，决定氨基酸的密码子有几个？（2）通过阅读课本完成下列表格：场所条件模板原料酶能量原则产物课堂练习1、有3个核酸，经分析共有5种碱基，8种核苷酸，4条核苷酸链，则它们是（ ） A 、一个DNA 和两个RNA B 、两个DNA 和一个 RNA C 、三个DNA D 、三个RNA2、DNA 和RNA 的区别是（ ）A 、五碳糖不同B 、碱基种类不同C 、空间结构不同D 、以上都是3、 mRNA 上有25％的腺嘌呤，35％的尿嘧啶，则转录该mRNA 的DNA 片段上腺嘌呤占碱基总数的（ ） A 50％ B 25％ C 30％ D 35％4、根据蛋白质生物合成中遗传信息传递的规律，在下面表格中填写相对应的子母：DNA 双链 G G 信使RNA G 转运RNA氨基酸 精氨酸 密码子CA 5、某基因中含有1200个碱基，则由它控制合成的一条肽链中最多还有肽键的个数是（ ） A 198B 199C 200D 201 6、编码20种氨基酸的密码子有（ ）种7、某DNA 分子中一片段含有360个碱基，问由该片段所控制合成多肽链中最多有多少种氨基酸（ ） A 120 B 60 C 360 D 20 8、下列对转运RNA 的描述，正确的是（ ）A ．每种转运RNA 能识别并转运多种氨基酸B ．每种氨基酸只有一种转运RNA 能转运它C ．转运RNA 能识别信使RNA 上的密码子D ．转运RNA 转运氨基酸到细胞核内 七、课后练习1、DNA 分子复制与遗传信息转录的相同之处是（ ） A.利用的模板都相同 B.利用的原料都相同C.所利用的酶都相同D.都遵循碱基互补配对原则 2、在DNA 的复制和转录过程中都需要的酶是 （ ）A.DNA 内切酶B.RNA 聚合酶C.DNA 解旋酶D.DNA 聚合酶 3、实验室欲模拟生物体内的转录过程,必须的条件是（ ）①RNA 聚合酶②DNA 聚合酶③游离的核糖核苷酸④游离的脱氧核苷酸⑤DNA 分子⑥ATP ⑦适宜的温度⑧适宜的pHA.①②④⑤⑦⑧B.①④⑤⑥⑦⑧C.①②③⑤⑦⑧D.①③⑤⑥⑦⑧ 4、DNA 复制和转录的共同点是[ ]A.需要多种酶参与B.在细胞核内进行C.遵循碱基互补配对原则D.不需要ATP 提供能量5、有关真核细胞DNA 复制和转录这两种过程的叙述,错误的是[ ] A.两种过程都可在细胞核中发生 B.两种过程都有酶参与反应 C.两种过程都以脱氧核糖核苷酸为原料 D.两种过程都以DNA 为模板6、下图表示真核生物体内DNA 传递遗传信息的某过程,下列有关叙述正确的是（ ） A.该过程需要解旋酶和DNA 聚合酶的参与B.发生该过程的主要场所是细胞质中的核糖体C.③是以①链为模板形成的,原料是核糖核苷酸D.②中的C 所形成的基本单位与③中的C 所形成的基本单位是同种物质7、下图为真核生物细胞核内转录过程的示意图,下列说法正确的是( )A.①链的碱基A 与②链的碱基T 互补配对B.②是以4种核糖核苷酸为原料合成的C.如果③表示酶分子,则它的名称是DNA 聚合酶D.转录完成后,②需通过三层生物膜才能与核糖体结合8、下图为人体细胞核内转录过程,相关说法正确的是（ ） A.②与③在组成上相同的化学基团只有磷酸基,不同的基团只是五碳糖B.①为启动上述过程必需的有机物,其名称RNA 聚合酶,①移动的方向从右向左C.上述过程还可发生在根尖细胞的线粒体中D.转录完成后,④需通过两层生物膜才能与核糖体结合9、某DNA 分子的一条链中碱基C 占该链碱基的比例为36%,则在以其为模板转录而成的mRNA 中碱基G 所占比例为（ ）A.18%B.36%C.50%D.64%10、一段信使RNA 上有30个碱基,其中A 和G 有12个,转录出该信使RNA 的一段DNA 中的C 和T 的个数是[ ]A.45个B.30个C.18个D.12个 11、同一物种的两类细胞各产生一种分泌蛋白,组成这两种蛋白质的各种氨基酸含量相同,但排列顺序不同。