第4章第1讲(基因指导蛋白质的合成)

第 4 章基因的表达第 1 节基因指导蛋白质的合成学习目标定位1 ．简述 DNA 与 RNA 的主要区别。

2 ．说明密码子、反密码子、遗传信息之间的关系。

3 ．概述遗传信息的转录与翻译的过程。

4 ．运用数学方法，分析碱基与氨基酸的关系。

探究主题1 遗传信息的转录 1 . RNA 的组成及种类（1）基本单位： （2）组成成分：（3）结构：一般是 链，长度比DNA ；能通过 从细胞核转移到细胞质中。

（4）种类： 、 和 三种。

2、遗传信息的转录 （1）概念 主要场所 模板原料 4种游离的 产物（2）过程【合作探究】1．结合第3章第2节DNA 分子的结构的学习，比较DNA 和 RNA 的区别。

比较项目 DNA RNA 全程 分布化学组成基本组成单位 碱基嘌呤 嘧啶五碳糖 无机酸 空间结构 分类2、根据核酸的组成成分和结构，试总结判断DNA和RNA的方法。

3、根据DNA的转录过程，结合图解，分析讨论下列问题：DNA转录图解如图（以β链为模板）（1）α链、β链、γ链的碱基数与DNA分子碱基数有何关系？（2）α链、β链、γ链上的各碱基之间有何数量关系？（3）γ链上（Aγ+Uγ）、（Gγ+Cγ）与DNA分子上的对应的碱基数有何联系？探究主题2 遗传信息的翻译【自主学习】1、概念场所模板原料产物具有的肽链2、密码子与反密码子密码子反密码子位置种类种种实质决定一个氨基酸的与发生碱基互补配对的3个相邻的碱基3 ．过程（1）mRNA与结合。

（2）tRNA与mRNA ，将氨基酸置于特定位置。

（3）脱水缩合形成（写出结构简式），氨基酸连接形成肤链。

（4）肤链盘曲折叠，形成成熟的【合作探究】1 . DNA 在细胞核内，合成蛋白质的核糖体在细胞质中，试分析DNA 是直接跨过核膜进人细胞质的吗？2 ．试比较遗传信息的传递和表达。

遗传信息的传递遗传信息的表达过程复制转录翻译场所原料条件模板特点产物信息传递方向3、结合下面图解，思考：（1）基因中的碱基数、mRNA 分子中的碱基数、蛋白质分子中的氨基酸数之间有何数量关系？（2）分析产生以上数量关系的原因。

第四章基因的表达第1节基因指导蛋白质的合成一、遗传信息的转录1、定义：在细胞核中，以DNA双链中的一条为模板合成RNA的过程。

2、场所：主要在细胞核3、原料：核糖核苷酸4、模板：DNA分子的一条链5、产物：①信使RNA（mRNA），将基因中的遗传信息传递到蛋白质上，是链状的；RNA ②转运RNA（tRNA），61种，三叶草结构，每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸；（单链）③核糖体RNA（rRNA），是核糖体中的RNA。

6、酶：RNA聚合酶7、过程（场所、模板、条件、原料、产物、去向等）二、遗传信息的翻译1、定义：在细胞质的核糖体上，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、场所：细胞质（核糖体）3、原料：氨基酸4、运输工具：转运RNA（tRNA）5、模板：信使RNA（mRNA）6、产物：多肽（或蛋白质）7、实质：将mRNA中的碱基序列翻译成蛋白质的氨基酸序列。

8、密码子：mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻碱基。

（64种，其中决定氨基酸的有61种，终止密码有3 种）（1）简并性：一种氨基酸可以有多个密码子，在一定程度上能防止由于碱基的改变而导致的遗传信息的改变（2）通用性：几乎所有生物共用一套密码9、反密码子（61种）：与mRNA分子中密码子互补配对的tRNA上的3个碱基四、1、一条mRNA可以相继结合多个核糖体，同时合成多条多肽，每一条多肽的氨基酸排序相同。

2、原核细胞的转录和翻译同时进行，场所相同；真核细胞先转录，后翻译，场所不同。

3、一种氨基酸有一种或多种密码子，由一种或多种tRNA转运。

4、遗传信息、密码子(遗传密码)、反密码子的区分。

第1节基因指导蛋白质的合成知识梳理基因是如何起作用的？人们认识到性状的形成离不开蛋白质（特别是酶）的作用，于是推测基因是通过来控制性状，并将这一过程称为。

一遗传信息的转录1、RNA：有、、三种。

2、转录二DNA分子双螺旋结构的主要特点（1）DNA分子是由条链组成的，这两条链按方式盘旋成双螺旋结构。

（2）DNA分子中的和交替连接，排列在，构成基本骨架；排列在内侧。

（3）两条链上的通过连接成，并且碱基配对有一定的规律：A（腺嘌呤）一定与（）配对；G（鸟嘌呤）一定与（）配对。

碱基之间的这种一一对应的关系，叫。

( 以上内容为本节重点，注意结合教材P49页DNA分子的结构模式图理解记忆。

)巩固练习：教材P51《练习》课外作业：制作DNA双螺旋结构模型第3节DNA的复制知识梳理一DNA分子复制的过程1、概念：是指以亲代DNA分子为合成子代DNA的过程。

2、过程：（1）解旋：DNA分子首先利用细胞提供的能量，在酶的作用下，碱基对之间的键断裂，两条螺旋的双链解开。

（2）合成子链：以解开的每一条母链为，在酶的作用下，利用细胞中游离的4种为原料，按照原则，各自合成与母链的一段子链。

随着模板链解旋过程的进行，新合成的子链也在不断延伸。

（3）形成子代DNA：每一条新链与盘旋成双螺旋结构。

这样，复制结束后，一个DNA分子就形成了两个的DNA分子。

3、准确复制的保证：（1）DNA分子独特的结构为复制提供了精确的。

（2）通过保证了复制能够准确地进行。

4、特点：①由于新合成的子代DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链，因此，这种复制方式叫。

②DNA分子的复制是一个的过程。

5、条件：①模板——②原料——③能量——④酶——6、时间：细胞有丝分裂期和减数第一次分裂前的期，随着的复制而完成。

7、意义：DNA分子通过复制，将遗传信息从亲代传给了子代，从而保持了。

二DNA半保留复制的实验证据（选学）实验材料：大肠杆菌实验技术：同位素标记技术实验流程：亲代DNA分子为15N/15N—DNA。

教学设计本节课是必修二第四章《基因的表达》的第一节《基因指导蛋白质的合成》，是基于第三章“基因在哪里”和“基因是什么”的问题上来研究“基因是如何起作用的”即基因的表达问题。

关于本节课我是围绕着学习目标以及高中生物学科的核心素养要求进行设计的。

主要以问题串的形式“为什么RNA适于做DNA的信使呢？”“DNA怎样将遗传信息传给RNA的？”“RNA与核糖体结合形成生产线之后，工人怎样将氨基酸运到生产线上的呢？”等一系列问题逐步推进，问题始于细胞核中的DNA如何指导细胞质内蛋白质合成，将问题从细胞水平深入到分子水平；最后肽链合成了，还要在细胞中发挥作用，又回归到细胞水平。

我拍摄了校园里的部分花朵展示给学生以“花姿百态的直接原因和根本原因”导入新课，贴近学生的实际生活，自然的与生物学知识联系起来。

然后以四膜虫的资料自然而然的引导学生找到DNA和蛋白质之间的媒介：mRNA。

认识RNA和其作为信使的必要结构，引导学生形成RNA的结构决定功能的观念。

由mRNA引出RNA的种类，然后顺着RNA在基因表达过程中的扮演的角色顺其自然的开启表达过程。

学生在学习了DNA的复制基础上，对于转录过程的学习相对就容易了，我主要是让学生根据课本上的插图和文字自主学习此部分内容，培养学生的读图能力，提高分析、类比归纳的能力，然后跟踪练习加以巩固。

密码子的学习，主要是运用数学方法与学生一起推理，培养学生的理性思维。

翻译过程主要是运用我们自己手工制作的模具，让学生亲自动手操作模拟翻译的过程，体验探究过程的美妙，培养学生的科学探究素养。

最后以一个视频将DNA的复制、转录、翻译三个过程完整的结合在一起展示给学生，形成一个整体观。

在本节课的最后给学生留有一个科学探究的问题“密码子的简并性对生物体的生存发展有什么意义”让学生思考，从而在生物学知识的基础上形成生命观念，让学生体会基因表达过程的简约美和逻辑美。

学情分析本节课是必修二第四章《基因的表达》的第一节《基因指导蛋白质的合成》，是基于第三章“基因在哪里”和“基因是什么”的问题上来研究“基因是如何起作用的”即基因的表达问题。

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。