《基因的表达》第二课时教案分析
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可编辑修改精选全文完整版第4章基因的表达教学设计第1节基因知道蛋白质的合成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。
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、中心法则第2节基因表达与性状的关系教学目标的确定课程标准的要求是:概述细胞分化的本质是基因选择性表达的结果,生物的性状主要通过蛋白质的表现,根据上述要求和建议,本节课教学目标确定如下:1.举例说明基因与性状的关系2.了解基因选择性表达与细胞分化的关系3.解释表观遗传教学实际思路以本节的“问题探讨”中“水毛茛”来引出本节课的内容,小组合作,探讨基因是如何控制生物体的性状的?通过资料分析,让学生小组合作共同探讨,让学生拥有合作探究的意识,教师在学生讨论中不断补充,帮助学生对问题的理解,最后,老师对学生的回答进行点评,并进行最后的总结板书设计第4章第2节基因表达与性状的关系一、基因表达产物与性状的关系二、基因的选择性表达与细胞分化三、表观遗传。
教学设计⏹知识回顾:(课前完成)1、基因的定义:指具有DNA片段。
基因位于上。
2、遗传信息:指DNA上的排列顺序。
3、DNA上的遗传信息如何传给子代DNA分子的?4、DNA主要分布在中,蛋白质的合成场所。
5、与DNA分子相比RNA分子特有的碱基。
6、生物体的性状是通过这种大分子物质表现出来的。
⏹新课导入:通过转基因生物的视频,激发学生的学习兴趣,让学生明确基因与性状的关系,引出本节课的内容。
温故知新:通过回顾基因的概念,明确基因是通过控制蛋白质的合成来控制生物的性状的。
引出基因表达的概念。
蛋白质的合成场所细胞质,DNA主要分布在细胞核,DNA如何控制蛋白质合成的呢?引出基因表达的第一阶段转录。
⏹学习过程:一、转录自主学习:阅读课本p71页,第二、三段,结合图3-2-7,与下发的资料独立完成下列问题:(3分钟)1、转录的概念?2、基因转录的场所,模板、酶、原料分别是什么?3、基因转录过程中遵循的原则是什?4、转录的产物是什么?5、RNA是单链还是双链?RNA含有几种碱基?RNA 的基本组成单位?6、在转录过程中碱基存在几种配对方式?通过阅读课本,与下发的资料,对教材进行整合,(人教版的转录过程,)可以更清晰明确转录过程中用到的酶原料,及碱基之间配对的方式,找出对应的答案,使学生对转录有个大体的了解。
教师通过引导与讲解理解转录的实质。
通过转录生成的RNA在细胞质如何指导蛋白质的合成的呢?引出要学习的第二部分内容翻译。
二、翻译自主学习:(3分钟)阅读课本72页的文字,结合73页的图3-2-2密码子表,独立完成下列问题:1、翻译的定义?翻译的场所?模板?运输工具?原料?产物?2、什么是密码子?密码子的位置?密码子的作用?3、密码子表中共多少种密码子?起始密码子几种?终止密码子几种?所有密码子都对应氨基酸吗?对应氨基酸的密码子几种?自然界的氨基酸几种?通过阅读课本,自主完成对应的问题,让学生对翻译的基本内容有个大体的认识,明确密码子的概念,观察密码子表,对密码子有个大体的认识。
第六章第一节(人教版必修)三基因的表达(两课时)教学内容:基因的表达执教者:教学目标:知识目标:1.了解染色体,DNA和基因三者之间的关系以及基因的本质;2. 理解并掌握基因控制蛋白质合成的过程和原理;3.了解基因控制性状的原理。
能力目标:1.理解结构和功能相适应的生物学原理;2.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;3.通过蛋白质合成过程的学习,培养学生的创新意识和实践能力。
教学重点:1,染色体,DNA和基因三者之间的关系和基因的本质;2.基因控制蛋白质合成的过程和原理。
教学用具:挂图教学方法:讲述,启发和学生自主讨论探索结合。
【第一课时】【第二课时】板书设计【第一课时】基因的表达(一)一.基因1.基因的本质:基因是具有遗传效应的DNA片段。
2.基因与DNA,染色体的关系成百上千有效片段蛋白质脱氧核苷酸基因 DNA 染色体二. 基因控制蛋白质的合成1.RNA和DNA的对比2.转录—第一个阶段场所:细胞核定义:转录是指以DNA的一条链为模板,按照碱基互补配对原则,合成RNA的过程。
过程:在转录时,DNA双链解开,使得双链的碱基得以暴露,通过碱基互补配对以及RNA聚合酶的作用,形成携带着遗传信息的mRNA。
【第二课时】基因的表达(二)一翻译—第二个阶段1,密码子:3个密码子决定一个氨基端2. 过程:场所:核糖体模板:mRNA原料:氨基酸条件:ATP 酶 tRNA产物:蛋白质遗传信息流动:mRNA-----蛋白质二翻译,转录,DNA 复制的对比。
第4章 基因的表达第2节 基因表达与性状的关系教案(一)教学目标1.举例说明基因通过控制酶的合成和蛋白质的结构控制生物体的性状。
2.说明细胞分化是基因选择性表达的结果。
3.概述生物体的表观遗传现象。
(二)教学重点和难点1.教学重点(1)基因表达与性状的关系。
(2)细胞分化的本质是基因的选择性表达。
(3)表观遗传现象。
2.教学难点表观遗传现象。
(三)教学过程一、创设情境,回顾已有知识,解决新问题。
展示“问题探讨”中的问题,提示学生联系有丝分裂的知识,组织讨论。
二、阐明基因表达产物与性状的关系提出问题:基因控制生物体的性状,基因又指导蛋白质的合成,那么基因、蛋白质与性状之间是什么关系呢?提供事实:皱粒豌豆的形成机制是淀粉分支酶异常;人的白化症状形成的原因是缺少酪氨酸酶。
①豌豆的圆粒与皱粒圆粒豌豆:淀粉含量高→成熟时吸水胀大;皱粒豌豆:编码淀粉分支酶的基因被插入的DNA 序列打乱→淀粉分支酶异常,活性大大降低→淀粉合成受阻,含量降低→成熟时失水皱缩。
②人白化病的形成:控制酪氨酸酶的基因异常→不能合成酪氨酸酶→酪氨酸不能转变为黑色素→表现出白化症状。
总结在豌豆的圆粒与皱粒、白化病两个实例中,基因、蛋白质与性状三者之间的关系。
1.间接途径(1)途径:基因―→控制酶的合成―→控制细胞代谢―→控制生物体的性状。
提供事实:囊性纤维化的症状及其形成的原因:囊性纤维化:编码CFTR 蛋白(一种转运蛋白)的基因缺失了3个碱基→CFTR 蛋白在第508位缺少苯丙氨酸→CFTR 蛋白结构与功能异常→支气管中黏液增多,管腔受阻,细菌在肺部大量繁殖,最终使肺功能严重受损。
回顾镰状细胞贫血的症状及其形成的原因。
组织小组讨论:这两种疾病形成的原因有什么共同点?分析、概括:共同点是基因结构改变导致所指导合成的蛋白质的结构异常,直接影响生物体的性状。
并用流程图表述:2.直接途径(1)途径:基因―→控制蛋白质的结构―→控制生物体的性状。
高中生物基因的表达教案(第二课时)旧人教必修2(2)遗传信息的翻译①翻译的场所在细胞核中由DNA转录成mRNA之后,mRNA就通过核孔到达细胞质中,与核糖体结合起来,在核糖体上直接指导蛋白质的合成。
核糖体就是细胞内利用氨基酸合成蛋白质的场所。
②翻译的概念是指以mRNA为模板,合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
③密码子mRNA上每三个相邻的碱基决定一个氨基酸,这三个相邻的碱基称为密码子。
组成蛋自质的氨基酸是20种,而组成mRNA的碱基只有四种。
那么,这四种碱基是如何决定20种氨基酸的呢?如果一个碱基决定一个氨基酸,则四种碱基只能决定四种氨基酸;如果两个碱基决定一个氨基酸,最多也只能决定16种氨基酸;如果由三个碱基决定一个氨基酸,这样的碱基排列可以达到64种,这对于决定20种氨基酸来说已经绰绰有余了。
按照这样的设想,科学家们在20世纪60年代初开始了对遗传密码的研究工作。
几年后,终于弄清了是哪三个碱基决定哪种氨基酸的。
例如UUU可以决定苯丙氨酸,CCC可以决定脯氨酸,ACG可以决定苏氨酸等。
遗传学上把mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基,叫做一个“密码子”(共有61种密码子)。
1967年科学家们破译了全部遗传密码子,并且编制出了我们现在看到的这张密码子表。
(课本P14,20种氨基酸的密码子表)请同学们仔细看这幅密码子表,其中的密码子具有怎样的特点呢?从密码子表中可以发现:一种氨基酸可以只有一个密码子,如色氨酸只有UGG一个密码子;也可以有数个密码子,如精氨酸有6个密码子——CGU、CGC、CGA、CGG、AGA、AGG。
这说明一种氨基酸可以由几种不同的密码子决定。
此外,还有两个密码子AUG和GUG除了分别决定甲硫氨酸和撷氨酸外,还是翻译的起始信号,遗传学上将其称之为起始密码子。
另外,也有三个密码子UAA、UAG、UGA,它们并不决定任何氨基酸,但在蛋自质合成过程中,却是肽链增长的终止信号,所以又把这三个密码子叫做终止密码子。
三基因的表达一、教学目标知识方面1.染色体、DNA和基因三者之间的关系,以及基因的本质(B:识记)。
2.基因控制蛋白质合成的过程和原理(B:识记)。
3.基因控制性状的原理(B:识记)。
情感态度与价值观方面1. 通过学习基因表达过程,培养学生生命是物质的唯物主义世界观。
2.通过对中心法则的学习,培养学生的创新精神,使学生认识到科学是不断发展进步的,需要我们做出努力,培养学生不盲从,不断探索的精神。
能力方面1. 通过学习基因概念培养学生抽象思维能力和空间想象能力。
2.通过基因控制蛋白质的合成学习培养学生分析综合能力。
二、教学重点(1) 染色体、DNA和基因三者之间的关系和基因的本质。
(2) 基因控制蛋白质合成的过程和原理。
三、教学难点基因控制蛋白质合成的过程和原理。
四、教材分析本节内容是对生命活动的物质基础的再认识,是在学习了遗传物质的结构的基础上,对其功能的阐述,同时为今后学习遗传的基本规律和生物的变异打下了基础,更为学习选修教材内容中的基因的结构和基因工程在知识上和能力上作了铺垫。
五、教学方法(1)学生阅读、讨论结合教师举例、诱导、图示,师生共同归纳的方式进行教学。
(2)用多媒体课件和生物视频显示真核细胞基因表达的转录和翻译过程。
六、教学过程导学:复习提问:从分子角度分析为什么亲代和子代在性状上相似?学生会答出DNA分子的复制使亲子代具有相同的遗传物质。
讲述:上节我们学习了DNA的结构和复制,我们知道遗传物质通过自我复制从亲代传递到子代,从而使子代获得了与亲代遗传物质相同的遗传物质。
而蛋白质是生物性状的体现者,所以遗传物质是通过控制蛋白质的合成,使亲子代生物表现了相同的性状。
下面,我们讲解遗传物质是如何控制蛋白质的合成的?讲述:现代遗传学的研究认为,每个DNA分子上有很多基因,这些基因分别控制着不同的性状,基因是决定生物性状的基本单位。
下面,我们首先介绍一下基因。
师生共同学习:给出教材中图6-8 果蝇某一条染色体上的几个基因,引导学生从(1)基因的位置(2)基因的大小(3)基因的排列(4)基因与DNA和染色体三者之间的关系(5)基因的功能进行观察总结:1、基因是DNA 上有遗传效应的片段。
基因的表达教学设计第二节基因的翻译》的教学设计XXX张立一课标分析课程标准。
中有关的具体内容要求:概述遗传信息的转录和翻译。
使用的知识性目标行为动词是“概述”,属于理解水平,要求学生通过研究,能够对基因的表达过程、基因与性状的关系进行解释、推断。
二教材分析一)教材的地位与作用所使用的教材是中图版必修二。
讲述的内容是第三单元第二章第二节“基因的表达”。
本节是从本质上阐述生命现象的理论,是分子遗传学的核心。
本节教材是本册教材的重点之一,有承上启下的作用。
二)教材前后联系基因的表达”这部分内容,(1)从物质上看,讨论的是生命特有的两种大分子物质——蛋白质和核酸在生命现象中的关系。
研究过程需要生物学第一模块《分子与细胞》的知识作为基础,其中密切相关的内容有第二单元“细胞的自我保障”中关于蛋白质的结构和合成,核酸的结构和功能等。
(2)从结构上看,基因表达的过程是在细胞基本结构的不同区域中完成的,因此,还需要第一模块第一单元“有机体中的细胞”中细胞的结构和功能等内容作为基础。
(3)从功能上看,细胞代谢过程都是性状的体现,都是基因表达的结果,从这一点上说,本节内容有有助于对生命最基本特征的理解,这涉及第一模块第三单元“细胞的新陈代谢”中,关于酶在代谢中的作用及第四单元“细胞的生命周期”中有关细胞增殖、分化等内容。
别的,本节教材与生物学第三模块《稳态和情况》的进修也有密切的接洽。
因为生命很多独有的调节活动都是基因——酶——性状或基因——蛋白质——性状的具体体现。
就本册而言本节有利于从本质上理解染色体变异与生物性状的关系;同时也有利于对第二单元基因的分离规律和自由组合规律的本质作进一步理解。
三讲授建议基因的表达中的翻译过程比较抽象,学生接受起来比较困难。
我认为可以11、利用活动教具,将翻译过程直观化,突破重难点。
目前,网上也有很多相关课件。
但我认为课件的师生互动方面不如人意。
如果利用活动教具,效果会十分好。
1)、教师演示教具的使用教师介绍教具各局部所代表的物质或结构,然后,让学生依照mRNA上的遗传密码,利用教材上的密码子表,查出所代表的氨基酸名称。
高中生物必修2 第4章基因的表达教案基因表达与性状的关系【教学目标】1.知道细胞质的基因2.基因表达产物与性状的关系3.了解细胞质基因能引起的一些疾病4.了解基因的选择性表达与细胞分化的关系5.了解表观遗传的概念和实例【教学重难点】1.教学重点:(1)基因表达产物与性状的关系(2)基因的选择性表达与细胞分化的关系(3)表观遗传2.教学难点:基因表达产物与性状的关系、表观遗传【教学方法】讲授与学生讨论相结合、问题引导法、归纳【课时安排】1课时【教学过程】回忆:DNA复制、转录、翻译三者之间的关系,它们的概念分别是:(1)DNA复制:DNA的复制过程,它是以DNA的两条链为模板,形成两个相同的子代DNA分子的过程。
(2)转录:细胞核中的转录过程,它是以DNA的一条链为模板,按照碱基互补配对的原则,合成RNA的过程。
(3)翻译:细胞质核糖体的翻译过程,以RNA为模板,利用游离的氨基酸,合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
既然基因通过转录和翻译,最终控制了蛋白质的合成,而蛋白质是生物体生命活动的承担者和体现者。
那么,基因又是怎样来控制生物体的性状的呢?让我们带着这个问题来研究关于基因、蛋白质和性状的关系。
(一)基因表达产物与性状的关系基因与蛋白质有何关系?基因指导__蛋白质_的合成。
基因与性状有何关系?基因控制生物体的_性状_。
蛋白质与生命性状特征有何关系?蛋白质是生命活动的_体现_者和_承担_者例一:豌豆的圆粒与皱粒如何从基因控制性状的角度解释这一对相对性状的形成?原来,圆粒豌豆的DNA中有一个控制编码淀粉分支酶的基因,淀粉分支酶可以控制淀粉的合成,淀粉的吸水性比较强,豌豆会因为淀粉吸水而膨胀,表现出圆粒的特征。
而皱粒豌豆的DNA比圆粒豌豆的DNA多了一段外来的DNA序列,打乱了编码淀粉分支酶的基因。
最终淀粉分支酶不能形成,导致细胞内淀粉含量也大大降低,所以豌豆就表现出皱缩。
例二:白化病人的白化病是因为控制酪氨酸酶的基因异常引起的。
《基因的表达》第二课时教案分析《基因的表达》第二课时教案分析一、教学设计思路“基因表达”是人教版《生物》第二册第六章第一节“遗传的物质基础”中相对比较抽象难理解的内容。
其中转录和翻译的过程是在细胞内进行的,不能给学生进行实物演示,如处理不好则枯燥无味,学生既没有兴趣也不易做到真正的理解。
在教学中,我运用了多种教学方法和手段,如观看图片,运用课件模拟基因表达的过程。
通过实验探究的方式让学生自己进行讨论、分析实验并和活动有机结合,充分调动学生主动学习的积极性,突破了教学难点,使轻松掌握本节的各知识要点。
根据教学内容的知识点容量,我把这节分两课时,第一课时介绍基因的概念及与DNA和染色体的关系;阐明复制和表达遗传信息是基因的基本功能;介绍RNA的种类,比较DNA和RNA等。
第二课时实验探究式的分析“基因表达”的具体过程。
二、教学目标 1.通过实验探究的形式使学生了解基因对蛋白质合成的控制作用。
2.通过介绍密码子的破译过程培养学生分析问题的能力。
三、重点、难点分析这一课的重点与难点都是基因如何控制蛋白质的合成过程。
要处理好重、难点,事先把有关的知识、概念介绍清楚――做好铺垫。
通过已有的成功实验来分析整个基因表达的过程,让学生探究式的分析实验把比较抽象的问题更形象化,通过多媒体制作动画模拟基因表达的过程,让学生更好的清楚细胞内的一些微观过程。
四、教学过程设计1.导课:观看动画:双胞胎姐妹的录像。
学生们看完动画后兴趣高涨,趁此机会我就说:“我们生活中经常看到一些长得很像的双胞胎很难区分,大家知道这是怎么回事吗?”生物的性状是由遗传物质决定的。
我们可以判断一下,这对双胞胎长得这么像,他们的遗传物质会不会相同?”(学生回答:会相同。
)不错,因为他们的遗传物质是相同的,所以他们也就长得很像了。
我们是通过他们外在特征的相似来判断他们的遗传物质是相同的,比如说这对双胞胎他们的遗传物质相同也就使他们的性状相同,蛋白质是生命活动的承担者,而性状是由蛋白质来体现的,说明遗传物质要控制性状,就必须控制蛋白质的合成。
高中生物基因的表达教案三旧人教必修2教学目的1、染色体、 DNA和基因三者之间的关系以及基因的本质(B:识记)2、基因控制蛋白质合成的过程和原理(B:识记)3、基因控制性状的原理(B:识记)教学重点1、染色体、DNA和基因三者之间的关系和基因的本质2、基因控制蛋白质合成的过程和原理教学难点基因控制蛋白质合成的过程和原理教学用具果蝇某一条染色体上的几个基因图、DNA转录RNA的图解、20种氨基酸的密码子表、蛋白质合成示意图、中心法则图解、白化症患儿图教学方法讲授法、讨论法课时安排2课时教学过程第一课时蛋白质是生命活动的体现者,生物体的性状是通过蛋白质的结构和功能体现出来的。
儿女像父母,从现象上看,是性状的相似,而性状的相似说明了儿女与父母之间在蛋白质结构上的相似或相同;从本质上看,是由于父母把自己的DNA分子复制了一份传给子女的缘故。
那么,遗传物质DNA分子中的碱基排列顺序是怎样反映到生物体性状上的呢?遗传物质DNA与蛋白质有什么样的关系呢?DNA分子是怎样控制生物体的生长、发育的呢?据科学家推算,人体内约含有10万种以上的蛋白质,而人体每个细胞中只含有46个DNA 分子。
那么46个DNA分子是如何控制合成10万种以上的蛋白质的?这主要是因为一个DNA 分子可以控制多种蛋白质的合成。
现代遗传学的研究认为,每个DNA分子上有很多基因,这些基因分别控制着不同的性状。
基因是决定生物性状的基本单位。
那么,什么是基因呢?(一)基因的概念1、定义基因是决定生物性状的遗传物质的结构和功能的基本单位,其本质是具有遗传效应的DNA分子片段(蕴含特定遗传信息,并能够表达和产生特定产物[蛋白质或RNA]的DNA分子的脱氧核苷酸序列)早在19世纪60年代,遗传学家们就提出了生物的性状是由遗传因子控制的观点。
但是,当时所说的遗传因子仅仅是一种逻辑推理的概念。
随着科研水平的不断提高,科学家认识到控制生物性状的遗传单位是一种物质且具有一定的结构,基因就是这种遗传的独立单位。
《基因的表达》第二课时教案分析
一、教学设计思路
“基因表达”是人教版《生物》第二册第六章节“遗传的物质基础”中相对比较抽象难理解的内容。
其中转录和翻译的过程是在细胞内进行的,不能给学生进行实物演示,如处理不好则枯燥无味,学生既没有兴趣也不易做到真正的理解。
在教学中,我运用了多种教学方法和手段,如观看图片,运用模拟基因表达的过程。
通过实验探究的方式让学生自己进行讨论、分析实验并和活动有机结合,充分调动学生主动学习的积极性,突破了教学难点,使轻松掌握本节的各知识要点。
根据教学内容的知识点容量,我把这节分两课时,课时介绍基因的概念及与DNA和染色体的关系;阐明复制和表达遗传信息是基因的基本功能;介绍RNA的种类,比较DNA和RNA等。
第二课时实验探究式的分析“基因表达”的具体过程。
二、教学目标
.通过实验探究的形式使学生了解基因对蛋白质合成的控制作用。
.通过介绍密码子的破译过程培养学生分析问题的能力。
三、重点、难点分析
这一课的重点与难点都是基因如何控制蛋白质的合成过程。
要处理好重、难点,事先把有关的知识、概念介绍清楚——做好铺垫。
通过已有的成功实验来分析整个基因表达的过程,让学生探究式的分析实验把比较抽象的问题更形象化,通过多媒体制作动画模拟基因表达的过程,让学生更好的清楚细胞内的一些微观过程。
四、教学过程设计
.导课:
观看动画:双胞胎姐妹的录像。
学生们看完动画后兴趣高涨,趁此机会我就说:“我们生活中经常看到一些长得很像的双胞胎很难区分,大家知道这是怎么回事吗?”生物的性状是由遗传物质决定的。
我们可以判断一下,这对双胞胎长得这么像,他们的遗传物质会不会相同?”不错,因为他们的遗传物质是相同的,所以他们也就长得很像了。
我们是通过他们外在特征的相似来判断他们的遗传物质是相同的,比如说这对双胞胎他们的遗传物质相同也就使他们的性状相同,蛋白质是生命活动的承担者,而性状是由蛋白质来体现的,说明遗传物质要控制性状,就必须控制蛋白质的合成。
而绝大数生物体的遗传信息都存在于脱氧核糖核酸分子分子中,比如说我们人体细胞核中有46个DNA分子,但是我们人体细胞内的蛋白质种类远不止
46种,这就说明每一个DNA分子可以控制合成多种蛋白质。
我们把DNA分子上一段能够控制特定蛋白质合成的片段叫做基因,基因把遗传信息通过一定的方式反映到蛋白质分子结构上,这就是基因的表达.
这就是我们这节课的主要内容。
我们知道DNA主要位于细胞核的中,而蛋白质的合成场所在哪里?蛋白质的合成是在细胞质的核糖体上完成,那么DNA是如何控制蛋白质的合成呢?
探究一:基因在细胞核中,它要控制细胞质中蛋白质的合成,是由谁来帮助完成呢?
实验:对洋葱根尖进行培养
步:加入RNA酶分解细胞中的RNA,
现象:蛋白质合成就停止;
第二步:再加进了从酵母中提取出来的RNA,
现象:可重新合成一定数量的蛋白质。
结论:蛋白质的合成与RNA有关。
探究二:基因与RNA有什么联系呢?
实验:
A组:把变形虫培养在同位素标记的尿嘧啶核糖核苷酸培养液中,
现象:标记的U集中出现在细胞核中;
B组:变形虫培养在未标记的尿嘧啶核糖核苷酸培养液
中,
实验:在适当的时候,用前面两组变形虫进行核移植实验。
将A组变形虫的细胞核移植到B组变形虫的细胞质中进行培养观察。
现象:大部分标记的U相继从细胞核中移入细胞质中。
结论:RNA是在细胞核中合成的,然后再从细胞核中转移到细胞质中。
通过实验说明,基因要把遗传信息在蛋白质上表达出来,并不会亲自到细胞质中指导蛋白质的合成,就必须派一个“特使”去细胞质指导蛋白质的合成,而它必须准确无误把基因的遗传信息携带出来。
肩负这个重任的就是RNA,我们就把这种RNA称之为信使RNA。
基因把遗传信息“录制”给信使RNA的过程,就是基因表达的个阶段:转录。
转录过程:
细胞核中以DNA的一条链为模板按碱基互补配对原则合成RNA的过程就是转录。
场所:细胞核
模板:只能以DNA的一条链为模板。
原则:碱基互补配对原则:A-U、T-A、G-c、c-G
原料:核糖核苷酸
动动手:完成基因表达转录的过程。
已知DNA的碱基对顺序写出对应的RNA。
链1:ATGATAGGGAAA……
链2:TAcTATcccTTT……
链1:ATGGccGGcAGc……
链2:TAccGGccGTcG……
让学生通过模型来完成转录的过程。
信使RNA在细胞核中合成之后,要到达细胞质去指导蛋白质的合成,这就是基因表达的第二个阶段:翻译。
翻译过程:
以信使RNA为模板,合成有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程就是翻译。
我们来了解一下翻译的具体过程。
DNA分子把遗传信息传递到RNA,而RNA是大分子化合物,它要从核孔出来与细胞质中的核糖体结合,才能把基因的遗传信息反映到蛋白质上。
信使RNA上只有四种碱基:A、U、G、c,而合成蛋白质的氨基酸约有二十种,这就像英语中的26个字母一样组成很多不同的单词,再由这些单词来构成不同意思的句子。
信使RNA上的这四种碱基是怎样蛋白质的二十种氨基酸呢?
探究四:信使RNA上几个碱基决定一个氨基酸呢?
实验:科学家通过实验获得一条控制蛋白质合成的信使RNA,它的碱基顺序是:
…cUcUcUcUcUcU…,
结果:科学家从实验中得知构成这种蛋白质的氨基酸只
有两种并且是交替排列。
分析存在的可能性:1、如果由一个碱基来决定,结果这种蛋白质有两种氨基酸交替排列;2、如果由两个碱基来决定一个氨基酸,结果这种蛋白质只有一种氨基酸构成;3、如果由三个碱基来决定一个氨基酸,结果这种蛋白质由两种氨基酸构成,也是交替排列;4、如果由四个碱基来决定一个氨基酸,结果这种蛋白质只有一种氨基酸构成。
从分析的结果来看,信使RNA上的一个碱基和三个碱基都可以决定一个氨基酸都可以,事实是不是这样呢?如果由一个碱基来决定一个氨基酸,而信使RNA上的碱基只有四种,只能决定四种氨基酸,这显然是不够的。
由此可以知道信使RNA上的三个碱基决定一个氨基酸.科学家通过不断的实验和分析,发现确实是由三个碱基来决定一个氨基酸。
我们也可以像科学家一样来分析一下是不是由三个碱基来决定一个氨基酸。
学生讨论:二个碱基只能决定16种氨基酸,而构成蛋白质的氨基酸有20种,这显然都不够,而三个碱基可以决定64种氨基酸,这又有些多,但也只好是三个碱基决定了,遗传学上把信使RNA上决定一个氨基酸的三个相邻碱基叫做一个“密码子”。
那么就有64种密码子来决定20种氨基酸,这样的话就有多种密码子决定相同氨基酸的现象。
可以让学生自己阅读书上的密码子表。
看完密码子表后我们发现在这64种密码子中有三种是起始密码子,三种是终止密码子,它们有什么用呢?就像我们玩游戏没有一个规则就玩不下去,所以信使RNA在指导蛋白质合成也应遵循一个规则:从起始密码子才开始翻译,如果识别到终止密码子就停止翻译。
首先从起始密码子开始翻译,但氨基酸的搬运是由谁来完成呢?这就需要氨基酸的搬运工具tRNA来帮助完成。
tRNA 又必须严格的按照信使RNA上的遗传密码来搬运氨基酸,tRNA一端携带特定氨基酸的部位,另一端有三个碱基,它可以按照碱基互补配对的原则去识别信使RNA上的密码子,把转运来的氨基酸放到相应的位置。
而正好核糖体和信使RNA结合的位置是可以容纳两个氨基酸的位置,当两个氨基酸脱水缩合完成之后,个位置的tRNA就会离开,核糖体向前推进一步,这样tRNA又可以搬运下一个氨基酸。
但当核糖体移到终止密码子时翻译就停止,合成具有一定氨基酸顺序的多肽链。
之后让学生自己来完成翻译的过程。
就用前面动动手中转录已经合成的两条信使RNA,让学生再通过模型来完成翻译的过程。
小结:
通过的动画演示转录和翻译的全过程,让学生能够更直观的了解基因表达的过程,把抽象的问题形象化。
小资料:证明RNA与蛋白质关系的两个实验:
55年有人曾用洋葱根尖和变形虫进行实验,如果加入RNA酶分解细胞中的RNA,蛋白质合成就停止,而如果再加进了从酵母中提取出来的RNA,则又可重新合成一定数量的蛋白质,实验结果表明蛋白质合成显然跟RNA有关.1955年拉斯特等人用变形虫进行换核实验,证明RNA是在细胞核中合成的,然后再从细胞核中转移到细胞质中。
实验过程如下:A组变形虫用同位素标记的尿嘧啶核苷酸培养液来培养,发现标记的RNA分子首先在细胞核中合成;B组变形虫培养在未标记的尿嘧啶核苷酸培养液中,变形虫的细胞核和细胞质中均未发现有标记的RNA。
在适当的时候,用这两组变形虫进行核移植实验。
将A组变形虫的细胞核移植到B组变形虫的细胞质中,将B组变形虫的细胞核移植到A组变形虫的细胞质中,分别进行培养观察。
发现大部分标记的RNA相继从细胞核中移入细胞质中。
这样看来,把DNA 中遗传信息从细胞核中转移到细胞质中控制蛋白质合成的物质,很可能就是RNA。
五、板书设计
基因的表达
转录翻译
DNARNA蛋白质一、基因表达的过程
转录:
场所:细胞核
模板:只能以DNA的一条链为模板
原则:碱基互补配对原则:A-U、T-A、G-c、c-G 原料:核糖核苷酸
翻译:
场所:细胞质
模板:信使RNA为模板
原则:碱基互补配对原则:A-U、T-A、G-c、c-G 原料:氨基酸。