6.2DNA复制和蛋白质合成

泸科课标版高中第二册第六章遗传信息的传递和表达第2节DNA复制和蛋白质合成第一课时一、课标分析2003年《普通高中生物课程标准》中对“DNA复制”的要求是“概述DNA分子的复制”，在2017年《普通高中生物学课程标准》中则提出的是“概述DNA分子通过半保留方式复制”专门强调了复制方式，那么对于本节内容，学生对半保留复制方式的掌握则尤为重要。

那么首先应该让学生认同半保留复制方式，对DNA的复制方式进行探究。

在认同半保留复制方式的基础上，再来认识它是怎样进行复制的，则更利于学生建构知识。

二、教材分析“DNA复制和蛋白质合成”本节内容包括对DNA分子复制、遗传信息的转录和翻译、中心法则及其发展等内容，本节课作为该节内容的第一课时，主要学习DNA复制内容。

“DNA 复制”，是遗传的分子基础部分的重点内容之一，是继续学习遗传信息表达和遗传信息在生物学大分子间的流动（中心法则），以及遗传信息传递规律的必要基础。

学好这一课时，有利于学生对有丝分裂、减数分裂、遗传规律等知识得理解和巩固，对于学生深刻认识遗传的本质是非常重要的。

“DNA复制”又是后面变异部分的基础，学好这一课时，有利于学生对基因突变、基因重组、生物进化等内容的理解和掌握。

DNA半保留复制的实验证据虽是在“阅读与思考”栏目，但作为体验生物学实验思想和进行科学研究方法教育的良好载体，在教学中也不容忽略。

三、教学目标1．知识目标（1）记住DNA复制的概念。

（2）简述DNA复制的过程，并分析、归纳出DNA复制过程的特点。

（3）探讨DNA复制在遗传上的意义。

2．能力目标通过探究DNA复制的方式，引导学生分析、比较、推理、归纳，培养科学的思维。

3．情感目标通过分组探究活动，培养学生的协作意识和科学态度。

四、教学重难点1.教学重点DNA复制的条件、过程和特点。

2.教学难点DNA复制方式的探究，DNA复制的过程。

五、教学方法结合教材的特点和学生实际，本课时主要采用探究式、启发式教学法。

DNA复制和蛋白质合成的过程DNA复制和蛋白质合成是生物体内两个重要的分子合成过程，它们在维持生命活动和遗传信息传递中起着关键作用。

本文将分别介绍DNA复制和蛋白质合成的过程。

一、DNA复制的过程DNA复制是指在细胞分裂过程中，DNA分子通过复制产生两个完全相同的复制体的过程。

1.1 起始点识别与分离DNA复制的起始点通常由多个起始蛋白质识别并结合，形成起始复合物。

起始复合物的结合导致DNA双链在该区域发生局部解旋，形成复制泡（replication bubble），并使DNA双链分离成两条单链。

1.2 主要复制酶合成新链在复制泡的两条单链DNA上，主要复制酶DNA聚合酶α将相应碱基与模板DNA互补配对，并通过糖苷键连接新合成的核苷酸。

DNA聚合酶α负责合成RNA嵌合体（RNA primer），为DNA链延伸提供起始引物。

1.3 DNA链延伸与连接DNA链延伸过程中，DNA聚合酶δ和ε结合到DNA聚合酶α合成的RNA嵌合体上，开始合成新的DNA链。

同时，在DNA链的3'末端，DNA聚合酶α继续合成新的RNA嵌合体，并在链延伸过程中逐渐被DNA聚合酶δ和ε替代。

1.4 合成链的修复DNA聚合酶在合成过程中可能会发生错误，但细胞具有一系列修复机制可以修复这些错误。

最常见的修复机制是核苷酸切除修复和错配修复。

1.5 DNA复制的终止当DNA聚合酶复制至DNA链的末端时，由于核苷酸缺失，无法进一步合成。

此时，DNA连接酶将两个DNA片段连接在一起，形成连续的DNA双链。

二、蛋白质合成的过程蛋白质合成是指在细胞中，根据DNA上编码的基因信息，通过转录和转译过程合成蛋白质的过程。

2.1 转录转录是指在细胞核中，DNA分子作为模板，由RNA聚合酶将DNA上的信息转录成RNA分子（mRNA）。

转录包括起始、延伸和终止三个阶段。

在转录起始阶段，RNA聚合酶通过识别启动子区域，并与DNA双链分离形成转录泡。

蛋白质与dna互作的4种方法蛋白质与DNA互作是细胞内基本的生物学过程之一，涉及多种分子机制和调节因素，并在细胞的生存、发育和功能方面发挥着至关重要的作用。

下面介绍4种常见的蛋白质与DNA互作的方法。

1. DNA结合蛋白质DNA结合蛋白质是特殊的蛋白质，它们能够通过与DNA的特定序列结合来实现一系列的生物学功能。

这种DNA结合蛋白质具有可变的DNA结合域，这些域可以根据它们所处的生物环境而发生变化，从而使它们能够识别和结合具有特定序列的DNA。

这种蛋白质与DNA 的相互作用可以发生在许多细胞生物学过程中，如DNA复制、DNA修复、DNA重组、基因表达和细胞分化等。

2. 转录因子转录因子是一类介于蛋白质和DNA之间的分子，它们能够识别和结合DNA的调节区域，并调节基因表达的过程。

这些蛋白质可与DNA序列中的高度保守的核苷酸序列结合，形成一个蛋白质-DNA复合体，从而影响基因的转录。

转录因子的结合可以促进或抑制基因的转录、调节基因表达，并且可以通过多种信号通路来影响转录的语言。

3. DNA修复酶DNA修复酶是一种与DNA复制、修复和重组相关的特殊蛋白质。

当DNA发生损伤或错误时，它们可以与DNA的断裂或缺失端点结合，修复DNA中的错误部分，从而恢复正常的基因表达和蛋白质功能。

这种蛋白质与DNA的相互作用具有高度的特异性和灵活性，这使它们能够对DNA上不同类型的故障进行处理。

4. 核糖核酸酶核糖核酸酶是一种在DNA复制、RNA合成和蛋白质合成中发挥关键作用的蛋白质。

这些蛋白质能够在DNA或RNA上识别特定的核酸序列，结合并剪切核酸的特定区域，从而影响基因表达和蛋白质合成过程。

核酸酶在细胞内的作用相当重要，能够影响RNA和蛋白质的构成与功能，从而对基因的表达和细胞的功能产生直接影响。

第6章第2节DNA复制和蛋白质合成课题：DNA复制和蛋白质合成教材分析：本节重点介绍遗传物质的功能，包括DNA分子的复制功能，以及通过基因控制蛋白质合成及其生物性状的功能。

初中教材中主体一“人体”中相关教学内容是“人体性状的遗传和变异”其中有“染色体和基因”的教学内容，教学要求是能说出染色体与基因的关系。

学生对染色体和基因在遗传中的作用有初步了解，前一节教学内容在探究人类研究遗传物质的发展历程的基础上学习了DNA的构成和结构，本节就DNA的功能展开探索，并归纳为中心法则这一遗传信息传递的规律。

学生有机化学的基础极弱，因此本节课的教学重点落在采用图像和动画等直观方法和多用比喻等方式降低学生对所学知识的理解难度。

用列表法归纳和总结DNA的功能，帮助学生整理知识点。

要求学生采用举例、说出相关概念等方式说出对中心法则的理解，以问题引导学生思考DNA与蛋白质的分工与联系，以这个方式帮助学生将相关内容整合成一定知识体系。

教学目标：知识与技能：能简述DNA复制及遗传信息传递和表达的过程。

能说出遗传信息、遗传密码和密码子和DNA分子于RNA分子的关系及相互关系。

能用中心法则解释基因与性状的关系。

过程与方法：在了解DNA分子的结构和碱基配对原则的基础上，感受生物体遗传信息传递的准确性。

了解密码子的功能，注意DNA核苷酸排列顺序与蛋白质氨基酸顺序的关系。

情感态度与价值观：在学习遗传信息的传递和表达过程中，体验核酸和蛋白质在生命活动中的分工和联系，以及基因对蛋白质合成的控制功能。

重点与难点：重点：DNA复制遗传信息的转录和翻译（蛋白质合成）中心法则难点：DNA复制遗传信息的转录遗传信息的翻译课时安排：3课时第1课时：DNA复制第2课时：遗传信息的转录和翻译第3课时：中心法则及其发展教学用具：自制PPT板书：第2节DNA复制和蛋白质合成一、DNA复制1、定义2、过程：边解旋边复制，半保留复制3、意义：保持生物遗传特性相对稳定的基础二、遗传信息的转录1、遗传信息、基因和性状2、转录的定义3、转录的过程4、转录的意义：将DNA分子的遗传信息转移到RNA分子中。

了解细胞的生命活动过程DNA复制与蛋白质合成DNA复制与蛋白质合成是细胞生命活动过程中重要的两个环节。

DNA复制是细胞在细胞分裂前的重要步骤，它使得新细胞能够拥有与母细胞相同的遗传物质；蛋白质合成是细胞生物体内的基本过程，它决定了细胞结构和功能的形成与发展。

本文将分别从DNA复制和蛋白质合成两个方面来阐述细胞的生命活动过程，以便进一步了解细胞的基本功能。

一、DNA复制DNA复制是细胞分裂前的一项重要任务，它确保了新细胞能够遗传到与母细胞相同的基因信息。

DNA复制过程遵循着一定的步骤和机制，具体如下：1. DNA双链解旋：DNA双链在复制过程中首先会经历解旋的步骤，该过程涉及到一系列蛋白质的参与，其中解旋酶和组蛋白等起到了重要的作用。

解旋后的DNA形成了复制起始点，这是DNA复制的起始位置。

2. DNA合成：在复制起始点上，DNA合成酶、引物和单链结合蛋白等参与到细胞合成DNA的过程中。

DNA合成是一个复杂而高效的过程，它确保了双链DNA能够被准确地复制并保持完整。

3. DNA连接：DNA复制过程中的双链片段在完成合成后，需要被连接成一个完整的DNA分子。

DNA连接酶能够通过催化酶的活性将DNA片段进行连接，从而完成整个DNA复制的过程。

通过DNA复制，细胞能够获得一个完整的遗传物质，确保了后代细胞能够拥有与母细胞相同的基因组成。

DNA复制不仅在细胞分裂过程中起到了基础性的作用，也对细胞的功能和稳定性起到了关键的调控作用。

二、蛋白质合成蛋白质合成是细胞内的基本生化过程，它决定了细胞的功能和特性。

蛋白质合成主要分为两个步骤：转录和翻译。

1. 转录：转录是指DNA转录成RNA的过程。

转录的过程中，DNA的双链会先解旋，然后由RNA聚合酶沿着模板链合成RNA分子，形成了一个与DNA互补的RNA链。

转录是一个复杂的过程，它涉及到一系列的调控机制，确保RNA的准确合成。

2. 翻译：翻译是指RNA翻译成蛋白质的过程。

《DNA 复制和蛋白质合成》作业设计方案一、作业目标1、帮助学生深入理解 DNA 复制的过程、机制和特点，包括半保留复制、复制的起点和方向、参与复制的酶和蛋白质等。

2、使学生掌握蛋白质合成的过程，包括转录、翻译、密码子的概念和特点，以及 tRNA、mRNA 和核糖体在蛋白质合成中的作用。

3、培养学生运用所学知识解决实际问题的能力，如分析基因突变对蛋白质合成的影响。

4、提高学生的实验设计和数据分析能力，通过设计实验探究 DNA 复制和蛋白质合成的条件和影响因素。

5、培养学生的科学思维和创新能力，鼓励学生提出关于 DNA 复制和蛋白质合成的新的假设和研究方向。

二、作业内容（一）基础知识巩固1、绘制 DNA 复制的过程图，标注出复制的起点、方向、参与的酶和蛋白质，并简述其作用。

2、简述蛋白质合成中转录和翻译的过程，包括模板、原料、产物和发生的场所。

3、解释密码子的概念和特点，列举几个常见的密码子，并说明它们对应的氨基酸。

（二）案例分析1、给出一个基因突变的案例，分析该突变如何影响 DNA 复制和蛋白质合成，预测可能产生的后果。

2、介绍一种与 DNA 复制或蛋白质合成相关的疾病，分析其发病机制和治疗方法。

（三）实验设计1、设计一个实验，探究温度对 DNA 复制速率的影响，包括实验材料、实验步骤、预期结果和结论。

2、设计一个实验，验证某种药物对蛋白质合成的抑制作用，要求说明实验原理、实验方法和实验结果的分析。

（四）拓展阅读与讨论1、提供一篇关于最新 DNA 复制或蛋白质合成研究进展的科普文章，让学生阅读后进行讨论，分享自己的理解和感悟。

2、引导学生思考 DNA 复制和蛋白质合成在生物技术中的应用，如基因工程、蛋白质工程等，并举例说明。

三、作业形式1、书面作业：包括绘图、简述、案例分析和实验设计等，要求学生书面完成，提交纸质作业。

2、小组讨论：将学生分成小组，针对拓展阅读和讨论的内容进行小组讨论，每个小组推选一名代表进行总结发言。

dna和蛋白质的关系
关系如下：
1、DNA指导蛋白质的合成：中心法则。

2、DNA的活动离不开蛋白质：DNA的复制、转录等都需要蛋白质酶的参与。

3、DNA与蛋白质共同构成染色质。

拓展资料：
蛋白质：
蛋白质是组成人体一切细胞、组织的重要成分。

机体所有重要的组成部分都需要有蛋白质的参与。

一般说，蛋白质约占人体全部质量的18%，最重要的还是其与生命现象有关。

蛋白质（protein）是生命的物质基础，是有机大分子，是构成细胞的基本有机物，是生命活动的主要承担者。

没有蛋白质就没有生命。

氨基酸是蛋白质的基本组成单位。

它是与生命及与各种形式的生命活动紧密联系在一起的物质。

机体中的每一个细胞和所有重要组成部分都有蛋白质参与。

蛋白质占人体重量的16%—20%，即一个60kg重的成年人其体内约有蛋白质9.6—12kg。

人体内蛋白质的种类很多，性质、功能各异，但都是由20多种氨基酸（Aminoacid）按不同比例组合而成的，并在体内不断进行代谢与更新。

dna（脱氧核）糖核酸：
是分子结构复杂的有机化合物。

作为染色体的一个成分而存在于细胞核内。

功能为储藏遗传信息。

DNA分子巨大，由核苷酸组成。

核苷酸的含氮碱基为腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶及胸腺嘧啶；戊糖为脱氧核糖。

DNA复制和蛋白质合成DNA复制和蛋白质合成是生物体内两个重要的生物学过程。

DNA 复制指的是细胞在分裂过程中复制DNA分子，使得每个新的细胞都能够获得完整的基因组。

蛋白质合成则是指细胞内通过转录和翻译作用合成蛋白质的过程。

这两个过程的顺利进行是维持生命活动正常进行的基础。

DNA复制是一种半保留复制的过程，具体包括三个主要步骤：解旋、合成和连接。

首先，DNA双螺旋结构被复制酶解旋，在DNA解旋酶的作用下，双链DNA被分离成两条单链DNA模板。

接下来，在新分离出的DNA模板上，DNA聚合酶依照酮基配对规则，以AT和GC原则为基础，合成新的互补链。

DNA聚合酶会沿着DNA链的模板方向，从5'端到3'端进行合成，并且在DNA链的两端加入DNA首次合成酶以帮助保持链的稳定。

最后，DNA连接酶完成两条合成出来的DNA链连接，形成完整的DNA分子。

蛋白质合成是基于DNA的模板信息合成蛋白质的过程，主要包括转录和翻译两个过程。

首先是转录，DNA双螺旋结构被解旋，RNA聚合酶在DNA模板链上依照一定的酮基配对规则，以A、U、G、C为基础，合成与DNA模板链上的编码信息互补的RNA链。

RNA链的合成方向与DNA模板链上的编码方向相反，即从3'端到5'端合成。

合成完RNA链后，RNA链被释放出来，而DNA双链会重新回复其原有的双螺旋结构。

接着是翻译，翻译过程发生在细胞质中的核糖体上。

RNA链被带到核糖体上，通过三个碱基一组的密码子与tRNA上的对应氨基酸结合，从而形成一条多肽链。

这个过程需要蛋白质合成酶的辅助，确保正确的氨基酸被带到核糖体上。

当整个多肽链合成完毕后，核糖体脱离RNA链，多肽链被释放到细胞质中，进一步折叠形成成熟的蛋白质。

DNA复制和蛋白质合成是细胞代谢过程中非常重要的两个环节。

DNA复制保证了细胞在分裂时能够传递完整的遗传信息，从而保证新细胞具有与母细胞相同的基因组。

DNA的复制与蛋白质合成DNA的复制与蛋白质合成是细胞内两个重要的生物学过程，它们为维持生物体的正常功能提供了基础。

DNA的复制是指细胞在分裂过程中将自身的遗传信息复制并传递给下一代细胞的过程。

蛋白质合成则是指根据DNA上的遗传信息，通过转录和翻译过程合成蛋白质的过程。

一、DNA的复制DNA的复制是细胞分裂过程中的关键步骤，它确保了每个新细胞都能得到与母细胞相同的遗传信息。

DNA的复制过程可以简单地分为三个步骤：解旋、复制和连接。

首先，DNA的双螺旋结构被酶解旋，在此过程中，DNA链的两个互补链被分离。

解旋完成后，每个单链上的核苷酸会与游离的核苷酸相互配对，即腺嘌呤（A）与胸腺嘧啶（T）配对，鸟嘌呤（G）与胞嘧啶（C）配对。

这一配对规则是维持DNA遗传信息准确传递的基础。

其次，DNA链上的酶会在已解旋的两个单链上进行复制，使得每个链都得到一个新的互补链。

这个过程中，DNA聚合酶会按照DNA模板链上的信息合成新的DNA链，确保每个新的DNA分子都与母细胞中的DNA完全一致。

最后，新复制的DNA链会通过连接酶在两个末端连接起来，形成完整的DNA分子。

这个过程被称为连接或黏连。

二、蛋白质合成DNA的复制仅仅是将遗传信息传递给下一代细胞的基础，而蛋白质合成则是将这些遗传信息转化为功能蛋白质的过程。

蛋白质合成可以分为转录和翻译两个步骤。

首先是转录过程，转录是指DNA上的遗传信息被转录成为一段称为RNA（核糖核酸）的分子。

在转录过程中，DNA双螺旋结构被酶解开，RNA聚合酶按照DNA模板链上的信息合成RNA链，该过程与DNA的复制类似。

与DNA不同的是，在RNA链上，酸嘌呤（A）与尿嘧啶（U）配对，而不是胸腺嘧啶（T）。

然后是翻译过程，翻译是指RNA上的遗传信息被翻译成为蛋白质的过程。

翻译发生在细胞中的核糖体内，核糖体会将特定的氨基酸按照RNA上的遗传密码一一连接起来，形成一个完整的多肽链，从而合成特定的蛋白质。