第三章 遗传的分子基础 第4节 遗传信息的表达—RNA和蛋白质的合成 教学 环节 教师活动 学生活动 设计意图  一、创设情境引入课题 同学们，在日常生活当中，我们们常常能看到子女与父母在性状上长得很相似的现象，这是为什么呢？ 对，这是因为他们具有相同的遗传物质。 那么，为什么遗传物质相同，他们的性状就相似呢？这说明DNA与生物性状有什么关系呢？ 对，这说明了DNA中的遗传信息能控制子代性状的表达。从而使其在性状上与亲代相似。 很好，那么DNA到底是如何控制生物性状的表达的呢？ 学生回忆回答 学生回答。 引导学生复习巩固DNA的复制。为学习新知做好准备.  二、引导探究新知 1，DNA的功能。 2，RNA 那么，科学家经过多年研究发现，生物体性状的表达是通过蛋白质的结构和功能来体现的。因此，我们就可以知道，DNA是通过控制蛋白质的合成来控制生物性状的。 由此，可以总结出DNA它具有的两个功能，第一个是通过半保留复制来保持遗传信息的稳定性，另一个是DNA中的遗传信息控制蛋白质的合成，决定蛋白质的结构，从而控制生物的性状。 DNA中的遗传信息（控制）→ 蛋白质合成（决定）→生物性状 好，请同学们思考一下， 带有遗传信息的DNA主要储存于细胞的什么部位？ 对，是在细胞核中，那蛋白质呢？它是在什么部位合成的？ 很好，蛋白质的合成是在细胞质的核糖体上进行的。那么， 在细胞核中的遗传信息会不会直接跑到细胞质中指导蛋白质的合成？ 对，那么，从这里我们可以这样推测出什么结论？请同学们讨论回答。 对，我们可以推测在遗传信息和蛋白质之间，必定有一种中间物质充当他们之间信使，让蛋白质根据信使从DNA传递过来的信息来合成啊，那么，这个信使是什么呢？ 对，是RNA。好，那么我们一起来复习一下RNA的有关知识，请同学们填写下面这张表。将DNA和RNA进行比较。 比较项目 DNA RNA  基本单位 脱氧核苷酸 核糖核苷酸  五碳糖 脱氧核糖 核糖  碱基 A T C G A U C G  结构 双链结构 多为单链结构  磷酸 磷酸 磷酸  主要存在部位 细胞核 细胞质  很好。看来大家充分复习过了。那么，我们知道， DNA的碱基A\T\C\G是按照碱基互补配对原则排列的。A和T，C和G配对，那么RNA呢,RNA中没有T，只有U，如果要配对的话，他该和谁配对？ 很好，U会和T配对。因此，RNA也要遵循碱基互补配对原则。这一点对我们以后的学习很重要。大家要记住。 好，我们说，RNA在遗传信息的表达中起了信使的作用，我们就把这种RNA称为信使RNA,它的功能是行使传达DNA上的遗传信息，那么，除了信使RNA呢，还有两种RNA，分别是转运RNA和核糖体RNA。转运RNA——tRNA担负的是运输的任务。它能把氨基酸运送到核糖体，让它按照mRNA指令连接起来，形成蛋白质。而核糖体RNA——rRNA则是核糖体的一种重要成分。具体的我们后面再说。  回答问题 讨论回答。 学生回忆旧知填写表格。 学生思考回答  通过提问,使学生巩固旧知的同时，快速参与到课堂活动中[高考资源网] 提高学生讨论问题，分析问题能力。 通过复习巩固旧知为新知的建构做铺垫 锻炼学生逻辑思维能力。  3，转录翻译 好。接下来我们就来具体学习蛋白质的合成过程。通常，我们把蛋白质的合成划分为两个过程。转录和翻译。 转录，就是指遗传信息又DNA传递到RNA上的过程。首先，这是一条DNA双链，两条链是呈螺旋形的，那么为了让同学们看清楚转录的过程，我们就把它平行化了。好，A和T配对，C和G配对。而DNA双链外围有很多核糖核苷酸分子。这时候，RNA聚合酶过来了，它与DNA分子的某一启动部位相结合，大喊：要开始转录啦。于是，DNA片段的双螺旋解开了，然后游离的核糖核苷酸以其中的一条链为模板，按照碱基配对原则，相互连起来形成了RNA，那么这个A是和 对，和T配对，下一个A也是，同理，就是T C A A T A G,那么，大家注意，在配对的同时，RNA聚合酶也跟着在移动，等到RNA完成时，就脱落下来，此时，mRNA就合成了，母链 DNA上所携带的遗传信息就准确无误的反映到RNA的结构上了。我们再来完整地看一遍动画演示。 在细胞核中的mRNA形成后，DNA双链恢复双螺旋结构，mRNA单链便通过核孔，进入了细胞质，然后与核糖体结合。蛋白质的合成就开始了，我们把这个过程称为翻译。 那么，mRNA是怎么决定蛋白质的合成呢？我们来看，这条就是我刚才合成的mRNA，那么，我们把mRNA上相邻的三个核苷酸称为一个密码子，，也就是一个遗传密码。一个密码子能决定一种氨基酸。这是转运RNA, 它的形状呈三叶草型，末端有三个核苷酸，这三个核苷酸能决定这个转运RNA携带的氨基酸的种类。那么这些转运RNA原来是游离的，那么在mRNA与核糖体结合后，这里我们可以看到，核糖体是呈悬滴状的，由大小两个亚基组成。那么，核糖体读出mRNA上的遗传密码，让与遗传密码互补配对的转运RNA将相应的氨基酸运过来，看，与密码子UUA配对的是不是AAU啊，因此，携带核苷酸AAU的转运RNA就将亮氨酸运送过来了。那么，这里UUA是密码子，AAU呢，我们就叫做反密码子，因为它是与密码子UUA互补配对的。好，氨基酸转运过来后tRNA就离开去转运下一个亮氨酸了。然后核糖体移到下一个密码子GAU，因此异亮氨酸被转运过来，然后转运过来的氨基酸呢缩合形成肽链，同理，下一个是天门冬酰氨，好，就这样一直到核糖体到达mRNA上某个带有终止信息的密码子我们叫终止密码子时，肽链合成宣告完成。核糖体就脱离了mRNA。当然，为了提高工作效率，一个mRNA上往往有多个核糖体在同时工作。翻译过程结束。我们在来看一下整个连贯的过程。 好，接下来。请同学们根据转录和翻译过程来完成下面这张表格。 ?[Ks5u.com] 复制 转录 翻译  场所 ? ? ?  模板 ? ? ?  原料 ? ? ?  碱基互补 ? ? ?  酶     产物 ? ? ?    学生听老师讲解。 学生认真听老师讲 学生认真观看 学生总结复制转录翻译过程并填  锻炼学生视图能力，抽象思维能力。 提高学生抽象思维能力。 巩固学生新知，对转录有更直观的认识。 提高学生分析，对比，归纳能力。巩固学生新知  4，中心法则 很好，现在我们可以知道。遗传信息的传递方向是怎样的啊？ （教师根据学生回答引导得出）对，DNA先翻译将遗传信息传递给RNA，然后RNA进行翻译控制蛋白质的合成，从而控制生物体的性状的表达。所以我们说，蛋白质是生物体性状的体现者。那么同时呢，DNA还可以进行自我复制。好，这就是遗传信息的传递。那么著名的生物学家克里克呢，和我们得出了相同的结论，我们把这个结论称为中心法则。 但是，这个法则并不完善，克里克之后的科学家发现，又一种RNA病毒，叫劳式肉瘤病毒，这种RNA呢，在逆转录酶的催化作用下，可以反向合成单链的DNA。这样，中心法则就得到了修改，称为现在这样。  学生回答  巩固新知  5，遗传密码 很好， 那么前面我们知道，三个核苷酸决定一个氨基酸，人体一共有四种核糖核苷酸，那么，同学计算一下，一共有多少中组合？ 对，有43=64种组合，但是，我们人体内只有几种氨基酸？ 20种，那这是什么原因呢？为什么64中密码子控制的氨基酸只有20种？这说明了什么问题？ 好。科学家呢测出了每一种遗传密码所决定的氨基酸。我们来看一下。在这张图中，你可以发现什么？ 对，我们可以发现，UUA,UUC决定的氨基酸都是苯丙氨酸，UUA,UUG，CUU,CUA,CUG,CUC决定的都是亮氨酸，可见，一种氨基酸可以有多个遗传密码。当然，在所有的密码子当中，还有几种特殊的密码子，那就是终止密码子和起始密码子。终止密码子是翻译中止的信号，是不编码氨基酸的。而起始密码子AUG,GUG则是翻译过程的第一个氨基酸的密码。是编码氨基酸的。同学们要把这几个特殊的密码记住。 [Ks5u.com] 回答问题。 读图分析  提高学生读图，分析信息，归纳信息的能力。  6，基因 好。那么我们知道，遗传信息是贮存在DNA中的，但是并不是DNA的所有片段都有遗传物质。只有个别的DNA片段才具有遗传效应，那么，我们把这个带有完整遗传信息的DNA片段叫做基因。我们来看一下基因的概念。 基因，是具有遗传效应的DNA片断，是决定生物性状的基本单位。在染色体上呈直线排列。好，我们看一下，这是果蝇的染色体，这里是决定黄身的基因，这里是白眼，可见，基因是一段核苷酸序列，在DNA中呈直线排列。那么，要注意的是，我们知道，DNA是双链结构。那么是不是两条链上都有基因啊？ 对，只有一条链带有遗传信息。好，基因遗传信息的基本单位，因此，遗传信息的表达过程，即基因形成RNA以及mRNA被翻译为蛋白质的过程也叫做基因的表达。 好同学们思考一下，当某DNA碱基发生改变，是否一定会导致生物性状发生改变？ 我们知道。要生物形状发生改变，就是要合成的蛋白质结构发生改变。那么，有没有碱基改变了，合成的蛋白质却不变的情况呢？ 很好。有两种情况是吧。1、该碱基位于DNA无效片段上；2、该碱基改变后形成的密码子与原来的密码子决定同一种氨基酸。  回答问题。  巩固新知，运用新知。  三、小结  好，我们的新课上到这里，让我们一起总结一下。 教师提问，学生回答，教师总结归纳。 总结新知  巩固新知。
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