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1、教学过程:导入:师:(出示恐龙的图片)如果现在可以看到恐龙,相信大家都会热血沸腾吧!大家还记得经典科幻电影侏罗纪公园吗?(生:记得。注:也有些同学表示没看过)今天我们来重温下侏罗纪公园的经典片段,看看电影中的恐龙是怎么复活的。(播放电影片段2分钟)师:电影中讲到复活的恐龙是从蚊子中的血液中提取了恐龙的DNA培育繁殖而来,在现有的科技条件下,真的可以做到吗?生:不能。师:大家都很坚决的否定了啊,那能不能用自己学过的知识来分析恐龙是否可以复活呢?分析:恐龙能复活也就是恐龙的性状表现出来了,性状是由什么决定的呢?(生:基因)而基因的本质是?(生:基因是具有遗传效应的DNA片段备注:答)所以只有让基因
2、表达出来,就有可能成为现实。而基因的表达则是通过基因指导蛋白质的合成来实现的。基因又是如何指导蛋白质的合成的?这就是本节课要探讨的问题,了解了也就能知道恐龙到底能不能复活。(板书:课题 第4章 基因的表达 第一节 基因指导蛋白质的合成)(出示第4章章图)师:我们已经知道,DNA主要分布在细胞核,而蛋白质的合成在细胞质。那DNA携带的遗传信息是怎么传递给蛋白质的呢?(从图中学生可以看到DNA和蛋白质被核膜隔开)这就需要一种中间物质充当信使RNA。问:为什么RNA适于作DNA的信使呢?(学生开始看书,讨论)PPT出示DNA和RNA的基本单位的图:脱氧核苷酸和核糖核苷酸大家会发现二者的分子结构是类似
3、的,都是由(核苷酸)组成,包括一分子(磷酸)、一分子(五碳糖)、一分子(碱基)。DNA的遗传信息的遗传信息储存在碱基序列中,而RNA的核苷酸中也有碱基,也可以储存遗传信息。所以有人把RNA称为DNA的副本。(RNA适合作信使的特点1:当然,RNA和DNA也有差别,我们简单回顾一下。(李嘉泰:五碳糖不同,RNA的是核糖,DNA的是脱氧核糖。碱基不完全相同,DNA的4种碱基是ATGC,RNA的4种碱基是AUGC)出示相应的图片(五碳糖和碱基)。)结构上还有一个区别:DNA通常是双链,而RNA是(单链),而且RNA比DNA短,所以可以通过核孔进入细胞质。(RNA适合作信使的特点2: RNA有三种类型
4、(出示3种RNA图),其中充当信使的RNA叫mRNA,另外2种称为rRNA(核糖体RNA,顾名思义是组成核糖体的成分)tRNA(转运RNA,先卖个关子,在后面还会重点介绍的)。问:认识了RNA,那么DNA的遗传信息是怎么传递给RNA的?也就是说RNA是怎么合成的?经研究发现,RNA是在细胞核中,以DNA的一条链为模板合成的。这一过程称为转录。1、转录转录的具体过程时怎样呢?请大家结合教材的插图认真分析,尝试总结几个步骤。并思考转录和DNA复制有什么共同之处。(PPT出示转录合成的过程图)PPT出示另一张图:左侧为转录过程图,右边为各过程的细节(需学生填空)(学生看书)时间到,哪位同学能简单概括
5、转录的几个过程?B同学:一共4步,解旋-配对-连接-释放。师:概括的很精准,能否尝试将右侧部分补充?补充部分:解旋:酶 ,结果。配对:原则,模板,原料。连接:酶,结果。释放:mRNA从上释放,DNA恢复结构。(学生很流畅的报出了答案,连接时需要RNA聚合酶,学生说是聚合酶,加以纠正)师:很流畅。看来你看书很仔细。在分析转录的过程中,和DNA复制相比较,有哪些异同点呢?C同学:都要解旋、配对、连接。解旋要解旋酶。但连接时DNA复制是DNA聚合酶,转录时是RNA聚合酶。师:归纳的很好。需要注意的是尽管复制和转录都是按照碱基互补配对的原则,二者都是一样的对应关系吗?请大家一起和老师完成板书。(板书:
6、 DNA A C G T A C 非模板链 T G C A T G 模板链 mRNA A C G U A C 转录时以DNA的一条链为模板时,合成的mRNA的碱基序列是A C G U A C, 很明显:T-A G-C,C-G ,A-U.这一点大家要格外注意。师:再来分析转录形成的mRNA的碱基序列和模板链有什么关系?(互补)和非模板链呢?(几乎一样,只不过U换成了T)播放FLASH。加深理解转录的动态过程。过度:合成的mRNA从核孔中出来,进入到细胞质,游离在细胞质中的各种氨基酸,以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质。这一过程成为翻译。2、翻译我们已经知道,核酸中的碱基序列就是遗传信
7、息,(结合板书)所以翻译的实质就是将信使RNA的碱基序列翻译成为蛋白质的氨基酸序列。怎么理解翻译呢?想一想你们上英语课,英语老师给你们一个英文句子,要你翻译成中文,只要你知道这个英文和汉字的对应关系就没问题。比如:I love you。I-我,love-爱,you-你们。(学生笑了)今天讲的这个翻译也是类似的。我们已经知道,mRNA中的碱基是4种,AUGC,而组成生物体蛋白质的氨基酸是(20种,不少学生忘了)。碱基相当于英文,氨基酸相当于汉字。问:4种碱基是怎么决定蛋白质的20种氨基酸呢?我们可以做一个 简单的数学推算:如果1个碱基决定一个氨基酸,那么能编码多少个氨基酸?(A- U- G- C
8、- 4种=41)点评:1个碱基决定1个氨基酸,明显不够。 如果2个碱基决定一个氨基酸,那么能编码多少个氨基酸?(AU AG AC UG UC GC UA.16种=42)点评:2个碱基决定1个氨基酸,还是不足。 如果3个碱基决定一个氨基酸,那么能编码多少个氨基酸?(AUC ACC AAA UUU CCC GGG.64种=43)点评:3个碱基决定1个氨基酸,足足有余。师:从刚才的推算可知至少是3个碱基才能决定1个氨基酸,科学家最终破解了遗传密码,证实了mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸(出示PPT),每3个这样的碱基称作1个密码子(图示:密码子的概念和mRNA上的3个密码子),一共是64种密码
9、子。(出示密码子表)这张图就是20种氨基酸的密码子表。如何阅读呢?比如第一氨基酸为:苯丙氨酸,对应的密码子是UUU。问:请认真查阅这张密码子表,你发现氨基酸和密码子之间的对应关系有何特点呢?生:有的氨基酸有好几个密码子。小结1:1个氨基酸有多个密码子的现象称为密码的简并。问:哪种氨基酸只对应一个密码子呢?生:色氨酸和甲硫氨酸。问:你发现特殊的密码子了吗?生:有3个终止密码子(UAA UAG UGA)和2个起始密码子(AUG GUG)。小结2:终子密码子不编码氨基酸,其作用是翻译的终止信号,遇到终止子便停止蛋白质的合成。因此编码氨基酸的密码子实际只有61个。而起始密码码子,顾名思义,为翻译的起始
10、信号,分别编码甲硫氨酸和缬氨酸。问:几乎所有的生物都共用上述密码子表,你能想到什么?生:生物具有统一性/生物具有共同的来源/生物具有共同的祖先。小结3:的确这也充分说明了生物具有共同的起源,这说明密码子具有通用性。师:现在你会翻译了吗?尝试翻译:GAA CCG生:(查阅密码子表)谷氨酸 脯(念FU,不少人念错)氨酸过渡:很棒!看来大家都懂翻译了,再来看看翻译的具体过程吧。(用教具演示)解说:mRNA(教具)进入细胞质(一块白板)之后,就会和核糖体(教具)结合,形成生产蛋白质的“生产线”。细胞质中游离着各种氨基酸(用小圆块表示),这是合成蛋白质的“原料”,有了生产线和原料,这个蛋白质工厂还得要有
11、“工人”将这些氨基酸运送到生产线上去。谁是“搬运工”呢?生:转运RNA。介绍转运RNA:(出示tRNA的图)tRNA也是单链,但是结构很特别,像三叶草的叶形(见另一张图),其一端是携带氨基酸的部位(对应图),另一端有3个碱基,这3个碱基和mRNA上密码子互补配对,因而叫做反密码子。tRNA有很多种,每一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸,那你能推算有多少种tRNA.生:61种/64种问:请说出为什么是61种tRNA呢?生:因为tRNA的反密码子和mRNA的密码子是互补配对的,而且是tRNA携带氨基酸的,所以tRNA的数量就取决于能编码氨基酸的密码子数。播放FLASH,演示翻译的过程:解说:核糖
12、体和mRNA的结合部位形成2个tRNA的结合位点;核糖体可沿着mRNA移动;2个氨基酸脱水缩合后形成二肽;直到读取到终止密码,合成结束。小结:翻译是快速、高效的过程(出示图),从图中可以看到,1个mRNA上可以结合多个核糖体,同时合成多肽链(每条多肽链的氨基酸组成都相同),多肽合成后会从复合物上脱离,经过一系列步骤,盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子,从而开始承担细胞各项生命活动。课堂小结:通过今天的学习,大家了解了基因 指导蛋白质的合成包括2个重要的步骤:转录和翻译。其中转录是在(细胞核中),以(DNA的一条链)为模板合成RNA的过程。翻译是在(细胞质)中,以mRNA为模板合成蛋白质的过程。(完善板书)基因的表达需要多种酶、核糖体、线粒体、三种RNA等的参与,过程复杂。因此,在现有技术条件下,要利用DNA使恐龙复活几乎不可能。今天,大家都有哪些收获呢?