必修二 遗传与进化 第4章 基因的表达

第1节 基因指导蛋白质的合成

一、教学目标的确定

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。

二、教学重难点

教学重点

（1）遗传信息的转录和翻译过程。

（2）中心法则的具体内容。

教学难点

遗传信息的转录和翻译过程。

三、教学设计思路

课件首先展示利用重组酵母菌细胞生产人类胰岛素的案例，提出问题，创设教学情境。通过展示DNA和RNA的结构示意图，讲解RNA适合传递遗传信息的特点以及RNA的种类。然后采用问题串的形式，一步步讲解转录的过程。在讲解遗传信息的翻译的开始，明白碱基、氨基酸以及密码子之间的关系。通过学生活动构建翻译过程，讲解翻译的各个过程。

四、教学步骤

1.新课导入

教师：利用课件展示糖尿病的全球发病情况，提出对胰岛素的巨大需求，利用重组酵母菌生产人类胰岛素的生产方法，思考基因与蛋白质的关系。

学生思考后并回答问题。

教师：基因指导蛋白质的合成，这就是这节课要学习的内容。

2.新课讲授

一、遗传信息的转录

问题一：基因（DNA）在细胞核中，而蛋白质的合成是在细胞质的核糖体上进行的，在细胞核的基因如何控制在细胞质中的蛋白质的合成呢？

教师：展示DNA和RNA在化学组成上的区别以及二者的结构示意图，引导学生比较DNA和RNA的结构，分析、归纳RNA适用于做DNA的信使的条件。

（1）RNA也是由核苷酸连接而成，也能携带遗传信息。

（2）RNA一般为单链，比DMA短，能通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。

教师介绍RNA的在细胞中有三种：mRNA（信使RNA），tRNA（转运RNA），rRNA（核糖体RNA）。讲解各自的功能。

问题二：那么DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的？

用类比推理的方法，类比DNA的复制，思考DNA——RNA这一过程发生的条件。

学生活动：以人类胰岛素A肽链基因的部分碱基序列转录出一条mRNA。

问题三：DNA将遗传信息传给mRNA后，后者将通过核孔进入细胞质内， mRNA又是如何指导蛋白质合成的呢？转录得到的RNA仍是碱基序列，而不是蛋白质。那么，RNA上的碱基序列如何能变成蛋白质中氨基酸呢？

教师引导学生思考mRNA的4种碱基如何决定20种氨基酸？

教师：如果1个碱基决定1个氨基酸，那么，4种碱基只能决定4种氨基酸，这显然是不够的。如果2个碱基决定1个氨基酸，4种碱基能决定16种氨基酸，还是不够。如果3个碱基决定1个氨基酸，4种碱基能决定64种氨基酸，这种方式能够满足组成蛋白质的21种氨基酸的需要。

问题四：那么是谁把细胞质中游离的氨基酸运到蛋白质的“装配机器”一一核糖体上的？从而引出tRNA。展示tRNA的结构示意图，特别注意反密码子与密码子的关系。

教师活动：利用黑板上模型演绎核糖体上mRNA、tRNA的活动。

学生活动：按照课本的过程示意图，并结合注意事项，构建蛋白质合成的过程。

最后请同学在黑板上展示过程，生成翻译的概念。