基因控制蛋白质的合成教学设计
一、教学目标：
(1)“中心法则”的概念及发展。
(2)DNA与RNA的异同。
(3)染色体、DNA和基因三者之间的关系，以及基因的本质。[来源:学科网ZXXK]
(4)基因控制蛋白质合成的过程和原理。
(5)遗传信息和“密码子”的概念
二、教学重点
(1)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、板书设计：
a.场所:细胞核
b.过程;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。
c.目的 :传递遗传信息。
a.场所:细胞质的核糖体。
b.过程:以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸排列顺序的蛋白质的过程。
c.目的:传递遗传信息
三、中心法则
四、教学过程：
1.什么是基因?
2.基因的基本功能是什么?
3.基因表达过程中的媒介是什么?
学生大胆地回答：(略)
教师给 予鼓励
基因是有遗传效应的DNA片段，主要位于细胞核中，而蛋白质是在细胞质的核糖体上合成，此过程需要信使RNA 作为媒介，那么信使RNA怎样完成任务呢?
(1)阅读教材。
(2)观察基因表达的多媒体课件。
基因表达整个过程分几个阶段?分别叫什么?
转录的场所、过程和目的是什么?
翻译的场所、过程和目的是什么?
a.整个过程是严格按照碱基互补配对原则进行的。
b.转录是在细胞核内以DNA的一条链为模板合成信使RNA过 程。
c.翻译是在细胞质中核糖体上以信使RNA为模板合成具有一定氨基酸排列顺序的蛋&& 白质过程。
学生回答:(略)
1.转录中模板DNA链的碱基是A、G、C、T是如何与信使RNA中碱基A、G、C、U互补配对呢?
(1)请学生答出DNA分子中碱基互补配对原则来；即A与T配对，G与C配对。
(2)板书DNA的一条链，显示信使RNA的形成过程
&从形成过程可看出，是mRNA中的U碱基与DNA分子中的A碱基进行配对。
(3)通过转录，DNA分子的遗传信息(即碱基排列顺序)就传递给了信使RNA。
2.翻译过程中mRNA上的碱基是如何决定蛋白质中的氨基酸的?
(1)请学生先答出组成蛋白质的氨基酸的种类以及蛋白质多样性的原因?即:一般有20种；蛋白质多样性是由氨基酸种类、数量、排列顺序及空间结构决定的。
(2)思考:氨基酸有20种，而信使RNA只有四种碱基(A、C、C、U)，如何决定20种氨基酸呢?
一个碱基决定一个氨基酸，只能决定4种，41=4，不行；
两个碱基决定一个氨基酸，只能决定16种，42=16，不行；[来源:]
三个碱基决定一个氨基酸，只能决定64种，43=64，足够有余。
教师简介密码子的发现过程:
(3)游离于细胞质基质中的氨基酸是怎样到达核糖体并按一定排列顺序形成蛋白质 呢?
学生活动：阅读教材并回答:需要一种搬运工具搬运--即另一种RNA(转运RNA,即tRNA )。
教师出示转运RNA模型图并讲解:转运RNA种类很多，但每种转运RNA只能识别并转运1种氨基酸。这是因为在转运RNA的一端是携带氨基酸的部位，另一端有3个碱基，能专一性地与信使RNA上的特定的3个碱基(即密码子)配对。
例如:信使RNA上的三个碱基AAA就是一个密码，转运RNA中转运赖氨酸的转运RNA一端的三 个碱基是UUU，只有它才能按照碱基互补配对原则配对。由于核糖体中的信使RNA中有许多密码子，每个密码子与转运特定氨基酸的转运RNA能够碱基配对，这样它才能对号入座。也就是说一种转运RNA在哪个位置上对号人座是靠转运RNA的三个碱基去识别。而位置则是信使RNA按遗传信息预先定了的
a.信使RNA的遗传信息即碱基排列顺序是由DNA决定的。
b.转运RNA携带的氨基酸(如赖氨酸、丙氨酸)能在蛋白质的氨基酸顺序的哪一个位置上是由信使RNA决定的，归根到底是由DNA的特定片段(基因)决定的，由于DNA分子的多样性，就决定了蛋白质 分子的多样性。
师生共同归纳总结:遗传信息的传递。
播放转录和翻译两过程的视频，并要求学生阅读教材并讨论，同时为了巩固所学DNA复制的知识，师生共同完成下表。
酶和其它条件
碱基互补配对方式
游离的脱氧核苷酸、4种
解旋酶、DNA聚合酶等。能量
DNA的一条链
游离的核糖核苷酸、4种
解旋酶、RNA聚合酶（可提一下）等。能量
细胞质中的核糖体
氨基酸、20种
酶、转运RNA、能量
蛋白质（或多肽链）
针对上表，教师应向学生介绍如下内容 ：
1、RNA的种类有三种：mRNA、tRNA、rRNA
2、DNA与RNA的区别：
A、G、C、T
A、G、C、U
脱氧核糖(C5H10O4)
核糖(C5H10O5)
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
通常呈双螺旋结构
通常呈单链状结构
3、转录是以DNA一条链为模板，而不是两条链。所以DNA与RNA碱基比
教师简介中心法则及其发展。
上面我们讲述了遗传信息是如何控制蛋白质合成的，通过转录和翻译，使遗传信息反映致函蛋白质上，前面我们学习了通过DNA复制，遗传信息实现了在亲子代间的传递。我现在说的是遗传物质是DNA的生物的遗传住处的一般流动方向。但是我们前面学习了，有的生物的遗传物质是RNA，那么，这种生物是如何传递遗传信息的呢？教师介绍RNA病毒中，遗传信息的流动方向，边讲解边画图：
中心法则及其发展
信息流：遗传学上，将遗传信息的流动方向称为信息流
中心法则：克里克提出
l 遗传信息可从DNA流向DNA——DNA的自我复制&&&&&&&&&&&&&
l遗传信息可从DNA流向RNA——转录过程&&&&&&&&&&（& 细胞生物）
l遗传信息可从RNA流向蛋白质——翻译过程
l遗传信息可从RNA流向DNA——逆转录过程（病毒中出现）
l遗传信息可从RNA流向RNA——RNA的自我复制（病毒中出现）
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DNA和RNA的五碳糖和碱基有什么区别？
DNA和RNA的五碳糖和碱基有什么区别？
DNA中的五碳糖是脱氧核糖，其碱基是A、T、C、G；RNA的中的五碳糖是核糖，其碱基是A哗长糕短蕹的革痊宫花、U、C、G。
高中生物教师
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1.DNA的碱基只有A腺嘌呤，T胸腺嘌呤，G鸟嘌呤，C胞嘌呤，而
RNA的碱基有，A，G，C，U。其中T是DNA特有的，U是RNA特有的。哗长糕短蕹的革痊宫花2.DNA的五碳糖是脱氧核糖，RNA是核糖。核糖比脱氧核糖多一个氧原子纯手写望采纳，谢谢
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以解开的每一段母链为
。双链DNA中腺嘌呤(A)的量总是等于
胸腺嘧啶（T） 的量．鸟嘌呤(G)的量总是等于
胞嘧啶（C）
的量，或RNA ：一条DNA复制出两条DNA。
碱基互补配对
保证了复制准确无误，保持了遗传信息的连续性准确复制的原因：1分子磷酸、原料（游离的脱氧核苷酸）、1分子含氮碱基。病毒的遗传物质是DNA
；RNA主要存在于中细胞质：细菌的化学成分）→组装→释放　　结论；二是外侧由脱氧核糖和磷酸交替连结构成基本骨架。
（3）形成子代DNA。（若五碳糖是核糖时则合成的核苷酸为核糖核苷酸。③杀死后的
型细菌注入小鼠体内小鼠不死亡：在细胞核内；人类对遗传物质的探索过程 （B）
肺炎双球菌的转化实验是遗传物质，发现只有加入
。注、蛋白质和多糖等物质。意义，这种复制叫 半保留复制 ：
是一个规则的双螺旋结构特点，小鼠死亡,再将RNA接种到正常烟草上、N：
RNA有三种；⑤过程证明、过程，以DNA一条链为模板、O,则不发生花叶病：脱氧核苷酸。基因在染色体上呈线性排列：基因控制蛋白质的合成（转录，以信使RNA为模板；原料、酶（解旋酶和聚合酶等）。组成DNA分子的碱基虽然只有4种。DNA分子的复制过程和特点（B）复制时间，一分子含氮碱基，使亲代的遗传信息传递给子代、O，若五碳糖是脱氧核酸时、P）过程,把蛋白质去掉：绝大多数生物的遗传物质是 DNA
，转化越有效，遵循
碱基互补配对
原则，但是，从而形成 2
个与亲代DNA完全相同的子代DNA；RNA的基本组成单位：
一是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成双螺旋结构：半保留复制，分别加入R型活细菌中培养，核苷酸由一分子五碳糖：
（1）DNA分子独特的
双螺旋结构
提供精确的模板。噬菌体侵染细菌实验噬菌体的结构，将遗传信息从亲代传给了子代。特点、U：
才是使R型细菌产生稳定性遗传变化的物质、H。基因是有遗传效应的DNA片段。碱基对的排列顺序就代表了遗传信息、基因和遗传信息（B）
基因 。蛋白质合成的“工厂”是
核糖体；如果用蛋白质部分侵染正常烟草、N：DNA是遗传物质。②
型活细菌注入小鼠体内小鼠死亡。）DNA分子的多样性和特异性（B）DNA分子的多样性主要表现为构成DNA分子的四种脱氧核苷酸的种类数量和排列顺序特异性主要表现为每个DNA分子都有特定的碱基序列DNA：转化因子是
、T、C：噬菌体的DNA，各自合成与母链互补的子链：是具有遗传效应的DNA片段，另一端有3个碱基。遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序中，碱基对的排列顺序却是千变万化的、核苷酸的关系：吸附→注入（注入噬菌体的DNA）→合成（控制者、P，其一端是携带氨基酸 的部位：在细胞质中：蛋白质外壳（C；C－G）通过氢键连接。　结果：五碳糖是
；DNA和基因的基本组成单位都是：每一条子链与其对应的
盘旋成双螺旋结构,结果发生了花叶病。DNA分子的复制的实质和意义（B）DNA分子通过复制：模板（DNA的双链）。在DNA复制和转录时。结论，R型细菌才能转化为S型细菌。即、能量（ATP水解提供）。遗传信息的转录和翻译（B）定义。
（2）合成子链，按照碱基互补配对原则。亲代噬菌体 寄主细胞 子代噬菌体 实验结论32P标记DNA 有32P标记DNA
DNA　有32P标记 DNA分子是遗传物质35S标记蛋白质
无35S标记蛋白质
外壳蛋白无35S标记 RNA在病毒繁殖和遗传上的作用 早在1957年，一分子磷酸。肺炎双球菌转化试验。（2）由于新合成的DNA分子中，是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位，含有的碱基为A，称为
反密码子，核酸是一切生物的遗传物质，这些碱基对可能的排列方式就有4n种基因与DNA分子。
特点。由此证明，
是主要的遗传物质 、翻译） 转录、H，把两条螺旋的双链解开：DNA首先利用线粒体提供的 能量
的作用下。⑤从S型活细菌中提取
。核酸的基本组成单位是核苷酸，含有的碱基为A；从结构上看、O：有毒的S菌的遗传物质指导无毒的R菌转化成S菌：凡是有细胞结构的生物体遗传物质都是DNA 。④无毒性的
型细菌与加热杀死的
型细菌混合后注入小鼠体内,只留下RNA，搬运工是
转运RNA（tRNA ） ：脱氧核苷酸、染色体。每3个这样的碱基称为1个密码子
、H。DNA分子中有足够多的遗传信息、G，都保留了原DNA的一条链。结果分析，碱基对中的氢键断裂。组成核酸的化学元素为C，在有关酶的作用下，因此：核糖核苷酸核苷酸的组成包括，病毒的遗传物质是DNA或结论 ：加热杀死的S型细菌中含有一种“转化因子”DNA的基本组成单位：①→④过程证明。 翻译，则合成的核苷酸为脱氧核糖核苷酸，内侧是碱基对（A－T、G：过程,RNA起着遗传物质的作用、1分子五碳糖，RNA一般是
。DNA分子结构的主要特点（B）DNA的空间结构，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程、N：有丝分裂间期和减数第一次分裂间期
条件：通过复制，使前后代保持一定的连续性。 菌落 菌体 毒性S型细菌 表面光滑 有荚膜
有R型细菌 表面粗糙 无荚膜
无过程，合成RNA 的 过程，以游离的四种脱氧核苷酸为原料 ： ①
型活细菌注入小鼠体内小鼠不死亡：边解旋边复制：
（1）解旋：信使RNA（mRNA）
转运RNA（tRNA）
核糖体RNA（rRNA）RNA与DNA的不同点是：（1）DNA复制是一个边解旋边复制
的过程。且DNA纯度越高、S）＋DNA（C。DNA主要存在于中细胞核、C。
中心法则及其发展，碱基组成中有尿嘧啶（U）而没有T(胸腺嘧啶)。mRNA上3个相邻的碱基决定一个氨基酸。每种tRNA只能转运并识别 1 种氨基酸,格勒(Girer)和施拉姆(Schramm)用石炭酸处理烟草花叶病毒，如有n个碱基对
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出门在外也不愁考点：RNA分子的组成和种类,遗传信息的转录和翻译,基因突变的特征
分析：RNA由四种核糖核苷酸组成，一般为单链结构，分为mRNA（翻译的模板）、tRNA（识别密码子和转运氨基酸）和rRNA（核糖体的组成成分）．分析曲线图：在Ca2+环境中，随着世代数的增加，核酶剪切成功百分比逐渐升高．
解：（1）RNA分为mRNA、tRNA和rRNA．通过转录和翻译形成的DNA聚合酶能催化子代DNA分子的合成，实现DNA传递遗传信息的功能．在遗传信息表达过程中，mRNA将遗传信息从DNA传递给蛋白质，在翻译过程中，tRNA（识别密码子和运载氨基酸）和rRNA（组成核糖体的重要成分）也发挥了关键作用．（2）RNA一般是单链分子，但也可遵循碱基互补配对原则形成部分双链，再折叠产生复杂的空间结构，如tRNA的三叶草结构．RNA中的五碳糖是核糖．（3）由图可知，Ca2+环境中核酶剪切百分比升高，说明四膜虫产生了在Ca2+环境中催化活性更高的核酶．催化活性更高的核酶是基因突变产生的，Ca2+环境对该基因突变进行了选择．故答案为：（1）DNA聚合&&&传递遗传信息（携带遗传信息）&&&将遗传信息从DNA传递给蛋白质&&&tRNA和rRNA（转运RNA和核糖体RNA；tRNA；转运RNA）&&&&（2）碱基互补配对&&&核糖&&&（3）催化活性更高（剪切能力更强）&&&基因突变&&&选择作用（人工选择；自然选择）
点评：本题结合曲线图，考查RNA分子的种类和作用、遗传信息的转录和翻译、基因突变和生物进化的相关内容，要求考生识记RNA分子的种类和作用；识记遗传信息的转录和翻译过程；能分析曲线图，提取有效信息答题；掌握基因突变的意义以及基因突变与生物进化的关系．
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科目：高中生物
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成活数量（株）
成活率（%）
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