第四章ꢀ第1节ꢀꢀꢀꢀ
基因指导蛋白质的合成
第1课时ꢀꢀ基因的转录1953年ꢀꢀꢀ沃森ꢀꢀꢀ克里克
1956年
实验证明DNA的复制
1958年ꢀꢀ克里克提出中心法则遗传信息的传递方向和过
具有遗传效应的DNA片基ꢀ因
性ꢀ状蛋白质
生命活动的主要承担者基因的表达
通过ꢀ的合成来控制性状
【思考】
DNA能够出细胞核？DNA核糖体能够入细胞核？
DNA是遗传物质，
被限制在细胞核内
DNA要在稳定的环境中高效工作核糖体一、转录的实验证据
1955年ꢀ布拉舍ꢀ用RNA酶分解变形虫细胞中的RNA，
蛋白质合成停止说明：蛋白质合成与RNA有关
死亡
1955年ꢀ拉斯特ꢀ用已标记尿嘧啶核苷酸的培养液变形虫细胞，
检测发现该标记先出现在细胞核，随后出现在细胞质
说明：RNA先出现在细胞核，后出现在细胞质二、信使RNA（mRNA）
【思考】为什么ꢀRNAꢀ适于作ꢀDNAꢀ的信使呢？
比DNA短，能够通过核孔，易降解RNA是单链
RNA能与DNA进行碱基互补配对
DNA
遗传信息（碱基序列）RNA
信息（碱基序列）双链
脱氧核苷酸链数
基本单位
碱基单链
核糖核苷酸
A、G、C、T
脱氧核糖A、G、C、U
核糖五碳糖
无机酸磷酸磷酸
DNA
mRNA
核糖体三、DNA的转录过程
复制转录DNADNADNAmRNA
细胞核
模板解旋解旋
DNA双链DNA一条链
配对
连接配对
连接
释放游离的脱氧核糖核苷酸游离的核糖核苷酸原料
解旋酶酶RNA聚合酶
ATPDNA聚合酶
形成子代DNA能量ATP
氢键
CT
磷酸二酯键【模型建构】
尝试用以下模型演示转录的过程
AA
氢键磷酸二酯键脱氧核苷酸核糖核苷酸
[思考]ꢀꢀ为什么遗传信息传递时第一步均是解旋？
解除高度螺旋化暴露遗传信息（碱基的排列顺序）
[思考]ꢀ观察下图，DNA是局部解旋还是整个分子完全解旋？
局部解旋
lꢀ解旋1基因A基因B基因C2
以基因为单位进行转录
基因选择性表达不可以[思考]ꢀDNA分子的两条链可以都做模板吗？
1基因A基因B基因C2
[思考]ꢀ转录成的RNA碱基序列与DNA模板链序列有何关系？
(新教材）统编人教版高中生物必修2第四章第1节《基因指导蛋白质的合成》优质说课稿
今天我说课的内容是统编人教版高中生物必修二第四章第1节《基因指导蛋白质的合成》。遗传物质实验证据的获得和DNA双螺旋结构模型的建立，揭示了基因的化学本质，生物学的研究从此以空前的步伐前进。但是，基因又是如何起作用的呢?将苏云金杆菌抗虫蛋白基因( Bt抗虫蛋白基因)转入普通棉花，培育出的棉花植株会产生Bt抗虫蛋白。转入的是基因，得到的却是蛋白质!为什么会这样?原来，基因可以控制蛋白质的合成，这个过程就是基因的表达。为什么一种生物的基因能在另一种生物中表达呢?基因的表达过程是怎样的?各种生物的基因表达过程有什么共同点呢?本章将揭秘基因的作用；并引导学生再次参与探究实践活动。本章内容包括两节:第1节《基因指导蛋白质的合成》、第2节《基因表达与性状的关系》。本节课在前一章探秘的基础上，阐明基因是如何指导蛋白质的合成，阐释基因的表达，承载着实现本章教学目标的任务。为了更好地实现教学目标，下面我将从课程标准、教材分析、教学目标和学科素养、教学重难点、学情分析、教学方法、教学准备、教学过程等环节进行说课。
一、说课程标准。
普通高中生物课程标准（2017版2020年修订）“内容要求”:“3.1.4
概述 DNA分子上的遗传信息通过 RNA指导蛋白质的合成，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表现”。
二、教材分析。
本节教材内容主要包括遗传信息的转录、遗传信息的翻译和中心法则三部分内容构成。基因如何指导蛋白质的合成?我们知道，基因是有遗传效应的DNA片段。DNA主要存在于细胞核中，而蛋白质是在细胞质中合成的。那么，DNA携带的遗传信息是怎样传递到细胞质中的呢?当遗传信息到达细胞质后，细胞又是怎样解读的呢?本节课先提出一连串问题，接下来教材详细讲述了遗传信息的转录过程，并设计了“思考•讨论”活动；然后详细阐释了遗传信息的翻译；最后阐释生命是物质、能量和信息的统一体。本节内容紧密联系生命活动的两大物质来探索遗传的发生机理，既承接了“DNA的复制”“基因是有遗传效应的DNA片段”的教学内容，又为后面的教学“生物的变异”和“基因工程”埋下伏笔。本节教材图文并茂，设了多种活动，目的是引导学生的探究性学习，提高学生的学科核心素养。
第1页 共14页
第1节 基因指导蛋白质的合成
[学习导航] 1.阅读教材图文，辨析三种RNA的结构和功能。2.结合教材图4－4、4－6，概述转录、翻译的过程和特点。3.理解密码子的概念并熟练查阅密码子表，分析碱基和氨基酸之间的对应关系。
[重难点击] 转录、翻译的过程及特点。
【课堂导入】
美国科幻电影《侏罗纪公园》中，科学家们利用一只困在琥珀中的、曾吸食过恐龙血的蚊子体内的恐龙DNA制造出了大量的恐龙，并建立了一个恐龙的“侏罗纪公园”。
我们知道，生物体的性状是由蛋白质体现的，基因能够控制生物体的性状，所以，我们推测基因应该是通过控制蛋白质的合成来控制生物体的性状的。基因是怎样指导蛋白质的合成的呢？这一节我们一起来学习基因指导蛋白质的合成。
解决学生疑难点
一、遗传信息的转录
1.DNA与RNA的比较
种类 DNA RNA
第2页 共14页 基本单位 脱氧核糖核苷酸(4种) 核糖核苷酸(4种)
五碳糖 脱氧核糖 核糖
特有碱基 T
U
共有碱基 A、G、C
空间结构 规则的双螺旋结构 多呈单链结构
真核生物中的分布 主要在细胞核中，少量在线粒体、叶绿体中 主要在细胞质基质、线粒体、叶绿体、核糖体中，少量在细胞核中
2.遗传信息的转录
(1)概念：是指在细胞核中，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。
(2)过程
第1步：DNA双链解开，DNA双链的碱基得以暴露。
第2步：游离的核糖核苷酸随机地与DNA链上的碱基碰撞，当核糖核苷酸与DNA的碱基互补时，两者以氢键结合。
第3步：在RNA聚合酶的作用下，新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上。
第4步：合成的mRNA从DNA链上释放，DNA双链恢复。
合作探究
1.现有一核酸片段，欲确定是DNA还是RNA，你能从哪些方面进行判断？
答案 (1)根据五碳糖不同判断；(2)根据含氮碱基不同判断。
2.如图表示某真核生物细胞内DNA的转录过程，请据图分析回答下列问题：
第4章 基因的表达
第1节 基因指导蛋白质的合成
一、RNA的结构与种类
1．RNA的结构（与DNA的比较）
2．RNA的种类及其作用
注：RNA是DNA转录的产物。
(1) (2)
(3)
二、遗传信息的转录
1．概念
2.过程
DNA 的结构 ①磷酸
②碱基：A、T、G、C
③脱氧核糖
规则的双螺旋结构
五碳糖不同 碱基不同 3．如图为一段DNA分子，如果以β链为模板进行转录；
DNA α链……A T G A T A G G G A A A C……
β链……T A C T A T C C C T T T G……
mRNA ……A U G A U A G G G A A A C……
该mRNA与β链的碱基序列互补配对。
4.该mRNA与α链的碱基序列有哪些异同？
提示：二者的碱基序列基本相同，不同的是α链中碱基T的位置，在mRNA中是碱基U。
[师说重难]
1.比较DNA的复制和转录
2．转录有关问题分析
(1)转录不是转录整个DNA，而是转录其中的基因。不同种类的细胞，由于基因的选择性表达，mRNA的种类和数量不同，但tRNA和rRNA的种类没有差异。
(2)细胞核中转录形成的RNA通过核孔进入细胞质，穿过0层膜，需要能量。
(3)完成正常使命的mRNA易迅速降解，保证生命活动的有序进行。
(4)质基因(线粒体和叶绿体中的基因)控制蛋白质合成过程时也进行转录。
(5)mRNA与DNA模板链碱基互补，但与非模板链碱基序列基本相同，只是用U代替T。
(6)转录时，边解旋边转录，单链转录。 三、遗传信息的翻译
1．密码子
(1)概念：mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基。
(2) 种类共64种 起始密码子：AUG甲硫氨酸、GUG 缬氨酸、甲硫氨酸终止密码子：UAA、UAG、UGA其他密码子
2．tRNA：RNA链经过折叠，看上去像三叶草的叶形，其一端是携带氨基酸的部位，另一端有3个相邻的碱基可以与mRNA上的密码子互补配对，叫作反密码子。
