【高中生物】人教版高中生物必修2示范教案：4-1-基因指导蛋白质的合成-第2课时.doc

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1、第2课时教学过程课前准备教师：1.制作PowerPoint演示文稿和翻译过程的Flash动画。2.检查学生翻译剪贴画材料准备的情况。学生：以八个人为学习小组，用各色彩纸按教材图46剪出一个核糖体、几种氨基酸和5个三叶形的tRNA，并准备双面胶和50 cm50 cm的白纸一张。情境创设教师：从上一节课的学习，我们认识到mRNA合成之后，通过核孔到达细胞质的核糖体上，直接指导蛋白质的合成。遗传学上把以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程叫做翻译。但是我们知道，蛋白质是由20种氨基酸组成的，氨基酸上有碱基与mRNA的碱基互补配对吗？学生：没有。教师：是什么把mRNA和氨基酸联系起来

2、的呢？它们有什么对应关系呢？这好比我们把英文翻译成中文时查阅英汉词典，正是借助于英文词与汉字的对应关系，我们才能将一篇英文翻译成汉语。而信使RNA上的碱基只有四种（A、G、C、U），那么，这四种碱基是怎样决定蛋白质上的20种氨基酸的呢？下面请同学们用数学的方法来推测。师生互动（二）遗传信息的翻译教师：组成生物体蛋白质的氨基酸有20种，RNA有四种核苷酸，四种碱基AGCU，如何决定20种氨基酸？请各学习小组把推理过程写出来。学生的逻辑推理：（用银幕展示）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14种，42=16，不行。三个碱基决定一个氨基酸只能决定64种

3、，43=64，足够有余。教师：同学们推理得真好！其实同学们所做的也就是破解遗传密码过程的一步。1961年英国的克里克和同事用实验证明一个氨基酸是由信使RNA的三个碱基决定即三联体密码子。也就是说mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸，每3个这样的碱基又称作1个密码子。1.对应的氨基酸序列为：甲硫氨酸谷氨酸丙氨酸半胱氨酸脯氨酸丝氨酸赖氨酸脯氨酸。2.地球上几乎所有的生物都共用一套密码子，这一事实说明地球上的所有生物都有着或远或近的亲缘关系，或者生物都具有相同的遗传语言，或者生命在本质上是统一的。3.从密码的简并性我们能认识到：如果密码子中的一个碱基发生变化，可能影响到蛋白质氨基酸的种类，也有可能

4、蛋白质氨基酸的种类不发生变化（如GAUGAC都决定天冬氨酸），这就保证了生物遗传的相对稳定性，又使生物出现变异，从而促进生物的发展进化。美国年轻的生物化学家尼伦伯格和同学用人工合成方式，首先阐明了遗传密码的第一个字UUU，即决定苯丙氨酸的密码子。1967年科学家已将20种氨基酸的密码全部破译。银幕出示密码表并结合思考和讨论三（课本P65）。各个学习小组展开讨论，教师总结讨论结果。银幕展示如下：教师：讨论到这里，请同学们想一想氨基酸是在什么场所合成的？学生：核糖体。教师：mRNA进入细胞质后，就与蛋白质的“装配机器”核糖体结合起来，形成合成蛋白质的“生产线”。有了“生产线”，还要有“工人”，才能

5、生产产品。那么，游离在细胞质的氨基酸是怎样运送到合成蛋白质的“生产线”上的呢？也是说这个“工人”是谁呢？学生：tRNA。教师：用PowerPoint演示教材图45 tRNA的结构示意图。教师：细胞质中的氨基酸要进入核糖体是靠搬运工tRNA搬运来完成的，一种tRNA只能转运一种特定的氨基酸。转运RNA的另一端有三个碱基，能与信使RNA碱基相配对。例如：信使RNA上的三个碱基AUG就是一个三联体密码子，转运RNA中转运甲硫氨酸的转运RNA一端的三个碱基是UAC，只有它才能按碱基互补配对原则配对。因此，信使RNA中的AUG，叫做一个“密码子”，转运RNA的UAC叫做“反密码子”，转运氨基酸的RNA一

6、端的三个碱基是CGA就不能去和信使RNA中的AUG配对。总之，核糖体中的信使RNA有许多“密码子”，每个“密码子”与转运特定氨基酸的RNA能够碱基配对，才能对号入座。也就是说一种转运RNA在哪个位置上对号入座是靠转运RNA的反密码子去识别，而位置则是信使RNA按遗传信息预先定了的。（以上内容教师用翻译过程的Flash动画展示，边展示边讲解，讲解完让学生按教材图46蛋白质合成示意图利用课前准备的材料完成翻译的过程）学生：利用上节课转录成的mRNA模型作为翻译的模板和课前准备的材料按教材图46动手操作蛋白质的合成过程。学生主动完成对翻译过程的学习。各个学习小组展示翻译过程剪贴图的剪贴成果。教师：设

7、计下列问题检查学生自主学习掌握的情况。银幕展示如下：（划线的部分由学生填写）1.按图46所示的正在合成的肽链的氨基酸序列是：甲硫氨酸组氨酸色氨酸精氨酸半胱氨酸半胱氨酸脯氨酸。2.翻译的起始码是：AUG，GUG。终止码是：UAA，UAG，UGA。3.决定氨基酸的密码子有61种。4.翻译的位点：一个核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA的结合位点。一种tRNA携带相应的氨基酸进入相应的位点。5.肽链由各相邻的氨基酸通过肽键连接形成。6.翻译的概念：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的过程，称为遗传信息的翻译。教师精讲同学们的模拟操作完成得非常出色，从同学

8、们的成果展示和问题的回答可以看到同学们对这部分内容掌握得不错，同学们的操作用了不少时间，实际上，在细胞质中，翻译是一个快速的过程。在37 时，细菌细胞内合肽链的速度约为每秒连接15个氨基酸。通常，一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成（展示教材的图），因此，少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质。肽链合成后，就从核糖体与mRNA复合物脱离，经过一系列步骤，被运送到各自的“岗位”，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子，开始承担细胞生命活动的各项职责。我们再回到探讨恐龙能否复活的问题上来，答案是再清楚不过了：即使恐龙的DNA确实包含了全部的遗传信息，复制仅

9、为纯技术问题的话，我们也仍然无能为力。因为它并不描述一只恐龙，而是像开了一张处方（即计算机的软件），必须在另一头母恐龙体（即计算机的硬件）内去实行，也就是为了获得子恐龙，仍然需要母恐龙。评价反馈用PowerPoint演示下列题目，学生抢答，统计正误，进行评价反馈。1.DNA复制、转录、翻译分别形成A.DNA、RNA、蛋白质B.RNA、DNA、多肽C.RNA、DNA、核糖体D.RNA、DNA、蛋白质1.解析：DNA复制的产物是DNA，转录的产物是mRNA，翻译的产物是蛋白质，因此选A。答案：A2.一个DNA分子含有碱基60个，那么经“翻译”后合成的一条多肽链中最多含有肽键A.10个B.9个C.3

10、0个D.29个解析：基因指导蛋白质的合成中，DNA上的碱基、mRNA上的碱基和氨基酸的数量关系为631，所以翻译成的多肽链有氨基酸10个，即有9个肽键，因此选B。答案：B3.遗传密码位于A.蛋白质分子上B.DNA分子上C.RNA分子上D.信使RNA分子上解析：遗传学上把mRNA上相邻的三个碱基称作一个密码子，因此选D。答案：D4.若某肽链的第一个氨基酸的密码子为AUG，那么控制这个氨基酸的DNA模板链上相应的三个碱基的顺序应为A.UACB.AUGC.ATGD.TAC解析：根据碱基互补配对的原则可知控制这个氨基酸的DNA模板链上的三个碱基的顺序应为：TAC。答案：D5.一条多肽链中有氨基酸1 0

11、00个，则作为合成该多肽的模板信使RNA和用来转录信使RNA的DNA分子分别至少要有碱基多少个A.3 000个和3 000个B.1 000个和2 000个C.3 000个和6 000个D.2 000个和4 000个解析：利用基因指导蛋白质的合成中，DNA上的碱基、mRNA上的碱基和氨基酸的数量关系为631，计算可得C是正确的。答案：C6.一个转运RNA的3个碱基为CGA，此RNA运载的氨基酸是A.酪氨酸（UAC）B.谷氨酸（GAG）C.精氨酸（CGA）D.丙氨酸（GCU）解析：利用碱基互补配对的原则和密码子表可知此RNA运载的氨基酸为丙氨酸（GCU）。答案：D课堂小结为了让同学们能更好地理解本

12、节的内容，利用下表来概括本节的主要内容，基因指导蛋白质的合成的转录和翻译，如下：阶 段项 目转 录翻 译定 义在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程场 所细胞核细胞质的核糖体模 板DNA的一条链信使RNA信息传递的方向DNAmRNAmRNA蛋白质原 料含A、U、C、G的4种核苷酸合成蛋白质的20种氨基酸产 物信使RNA有一定氨基酸排列顺序的蛋白质实 质是遗传信息的转录是遗传信息的表达布置作业1.练习（课本P67）。2.自我检测（课本P77）一、概念检测。课后拓展1.用概念图的形式画出遗传信息和基因的表达过程的实质性联系。 2

13、.图411为人体内蛋白质合成的一个过程。据图分析并回答问题：图411（1）图中所合成多肽链的原料来自_和_。（2）图中所示属于基因控制蛋白质合成过程中的_步骤，该步骤发生在细胞的_部分。（3）图中（）是_。按从左到右次序写出（）_内mRNA区段所对应的DNA碱基的排列顺序：_。（4）该过程不可能发生在A.神经细胞B.肝细胞C.成熟的红细胞D.脂肪细胞解析：本题所指的蛋白质合成过程即基因指导蛋白质的合成，可分为转录和翻译两个阶段。从给出的图形上看，有带有碱基U的单链结构，此为RNA；与球形结构相结合，并有带三个碱基的RNA在携带物质运输，因此，判断此过程为翻译阶段。（1）蛋白质分子的结构单位是氨

14、基酸，由氨基酸缩合形成多肽链。由蛋白质在体内代谢过程可知，氨基酸可由食物经小肠吸收而得到，也可以是自身蛋白质分解而得的氨基酸再次加入到合成组织蛋白的过程中来，或经氨基转换作用自身合成。（2）翻译过程发生在细胞质中，图中所示的箭头形结构代表氨基酸，则代表运输氨基酸的转运RNA（tRNA），从核中出来的长链状信使RNA与（）核糖体结合，与转运RNA进行碱基互补配对。因信使RNA在核中是以DNA的一条链为模板转录出来的，因而，信使RNA中的碱基排列顺序与所对应的DNA碱基排列顺序是互补关系。（3）基因控制蛋白质合成发生在正常细胞的细胞核与细胞质中，转录为翻译提供了信息上的准备。本题所给的四类细胞中，

15、唯成熟的红细胞无细胞核，因而不能完成此过程。答案：（1）食物 人体自身的分解 （2）翻译 细胞质（或核糖体） （3）tRNA（或转运RNA） 核糖体 TGATTCGAA （4）C板书设计（二）基因指导蛋白质的合成习题详解一、练习（课本P67）（一）基础题1.解析：利用碱基互补配对原则AT、CG、GC、TA、AU、UA。答案：TGCCTAGAA UGCCUAGAA 3 3 半胱氨酸、亮氨酸和谷氨酸2.解析：检查学生对密码子的认识。答案：C（二）拓展题1.解析：检查学生查遗传密码表的能力。答案：查密码子表可知以下九种密码子所决定的氨基酸（如下表）：密码子氨基酸UUA亮氨酸AUA异亮氨酸GUA缬氨酸

16、CCA脯氨酸CAA谷氨酰胺CGA精氨酸CUU亮氨酸CUC亮氨酸CUG亮氨酸从表中可以看出，共有5种变化引起了氨基酸的变化。通过这个实例可知一种氨基酸可由多个密码子决定，61种决定氨基酸的密码子共决定20种氨基酸，这种密码子的简并保证了基因某一个碱基改变以后，控制合成的蛋白质中的氨基酸有可能没有发生变化，蛋白质的结构性质也不会发生变化，这就保证了生物遗传性状的相对稳定性，对于保持物种的稳定和发展具有重要意义。这个实例说明密码子的简并性在一定程度上能防止由于碱基的改变而导致的遗传信息的改变。2.提示：因为几个密码子可能编码同一种氨基酸，有些碱基序列并不编码氨基酸，如终止码等，所以只能根据碱基序列写

17、出确定的氨基酸序列，而不能根据氨基酸序列写出确定的碱基序列。遗传信息的传递就是在这一过程中损失的。二、思考和讨论二（课本P64）1.最多能编码16种氨基酸。2.一个氨基酸的编码至少需要3个碱基，共有43=64种不同的碱基组合，才足以组合出构成蛋白质的20种氨基酸。三、思考和讨论三（课本P65）1.对应的氨基酸序列为：甲硫氨酸谷氨酸丙氨酸半胱氨酸脯氨酸丝氨酸赖氨酸脯氨酸。2.这一事实说明地球上的所有生物都有着或远或近的亲缘关系，或者生物都具有相同的遗传语言，或者生命在本质上是统一的。3.此题具有一定的开放性，旨在促进学生积极思考，不必对答案作统一要求。可以从密码简并性的角度来解释，如果密码子中的

18、一个碱基发生变化，可能影响到蛋白质氨基酸的种类，也有可能蛋白质氨基酸的种类不发生变化（如GAUGAC都决定天冬氨酸），这就保证了生物遗传的相对稳定性，又使生物出现变异，从而促进生物的发展进化。四、思考和讨论四（课本P67）1.提示：此题旨在检查学生对蛋白质合成过程的理解。可以参照教材中图46的表示方法来绘制。2.提示：根据mRNA的碱基序列和密码子表就可以写出肽链的氨基酸序列。即甲硫氨酸谷氨酸丙氨酸半胱氨酸脯氨酸丝氨酸赖氨酸脯氨酸。高中生物答题技巧有哪些高中生物答题技巧：选择题做题的速度不宜过快对于没有把握的题要随时标记，以便复查。（1）读题，标出关键词：如“正确或错误”“可或可能”“一定”“

19、主要”等。（2）读完所有的选项：一是防止遗漏，一是进一步验证所选答案。（3）不确定的先随意选一个，做需要做标记：一防涂卡出现错误，二是有时间后可以快速找到不确定的试题重新检查。（4）做完所有选择题，就转涂好答题卡。这一点特别重要，因为理综选择21个共126分，若最后涂卡，可能会因为心急造成的紧张导致涂卡出现严重的错误。高中生物答题技巧：图表题1、借助示意图这一截体，能让学生更深刻的理解某些生物学原理，同时可以有效地考查学生识图、分析和综合等方面的能力。因此解答此类题目时要注意:(1)首先要读懂题干文字，要充分利用题干文字给予的提示和说明;(2)要仔细审读图示中的各个细节部分包括图示标题、计量单

20、位、指示线及标注名称、箭头或连线、题注说明等;(3)严密分析设问，有针对性的从图示中寻找有关信息，并应用生物学基本概念和基本原理回答问题。2、表格是标书生物学内容的常用方式，它具有信息密集、比较性和条理性强的特点。在解答此类是提示要注意一下技巧：(1)弄清楚表格材料的描述对象或范围，包括看清题干的文字说明，看清表格名称，看清表格的第一行和第一列，看清有关说明等;(2)筛选信息，就是根据解决问题的需要，有选择的注意表格中的相关内容;(3)信息的处理和转换，即对表格中的数据进行整理，包括求总和、平均值、最大值、最小值、处理频率的高或低的数值等，有时可对表格中数据进行信息转换，如作图等，以便使结果更

21、加清晰。高中生物答题技巧：简答类大题(1)文字信息迁移题：解题时要认真阅读材料，针对材料提出的设问认真推敲，把握有效信息，找出真实内涵，揭示材料与设问之间的关系。答题时要紧扣题意，观点准确，要点全面。(2)曲线信息迁移题：解题时要通过阅读和分析图像，正确识标、明点和析线，理解图像中所表达的生物学内涵，将提取的有效信息转换为可利用的信息，最终迁移到新情境中去回答问题。(3)图示信息迁移题：一要认真阅读，弄清图示的内涵和外延;二要挖掘图示中的隐含条件，找出解题所需条件;三要运用已有生物学知识进行辨析，以获得准确答案。(4)表格信息迁移题：首先要看表格的名称、数据和备注等内容，明确解题所需的知识要点

22、;再通过对表格中列举的数据进行全方位的比较，找到解决问题的突破口;最后分析原因，找到解决问题的方法。解答此类试题的关键在于分析表格中已存在的文字信息，然后根据所示信息，利用设问中的关键语句，搜索相应的信息，提取问题的答案。高中生物答题技巧有哪些高中生物答题技巧：选择题做题的速度不宜过快对于没有把握的题要随时标记，以便复查。（1）读题，标出关键词：如“正确或错误”“可或可能”“一定”“主要”等。（2）读完所有的选项：一是防止遗漏，一是进一步验证所选答案。（3）不确定的先随意选一个，做需要做标记：一防涂卡出现错误，二是有时间后可以快速找到不确定的试题重新检查。（4）做完所有选择题，就转涂好答题卡。

23、这一点特别重要，因为理综选择21个共126分，若最后涂卡，可能会因为心急造成的紧张导致涂卡出现严重的错误。高中生物答题技巧：图表题1、借助示意图这一截体，能让学生更深刻的理解某些生物学原理，同时可以有效地考查学生识图、分析和综合等方面的能力。因此解答此类题目时要注意:(1)首先要读懂题干文字，要充分利用题干文字给予的提示和说明;(2)要仔细审读图示中的各个细节部分包括图示标题、计量单位、指示线及标注名称、箭头或连线、题注说明等;(3)严密分析设问，有针对性的从图示中寻找有关信息，并应用生物学基本概念和基本原理回答问题。2、表格是标书生物学内容的常用方式，它具有信息密集、比较性和条理性强的特点。

24、在解答此类是提示要注意一下技巧：(1)弄清楚表格材料的描述对象或范围，包括看清题干的文字说明，看清表格名称，看清表格的第一行和第一列，看清有关说明等;(2)筛选信息，就是根据解决问题的需要，有选择的注意表格中的相关内容;(3)信息的处理和转换，即对表格中的数据进行整理，包括求总和、平均值、最大值、最小值、处理频率的高或低的数值等，有时可对表格中数据进行信息转换，如作图等，以便使结果更加清晰。高中生物答题技巧：简答类大题(1)文字信息迁移题：解题时要认真阅读材料，针对材料提出的设问认真推敲，把握有效信息，找出真实内涵，揭示材料与设问之间的关系。答题时要紧扣题意，观点准确，要点全面。(2)曲线信息

25、迁移题：解题时要通过阅读和分析图像，正确识标、明点和析线，理解图像中所表达的生物学内涵，将提取的有效信息转换为可利用的信息，最终迁移到新情境中去回答问题。(3)图示信息迁移题：一要认真阅读，弄清图示的内涵和外延;二要挖掘图示中的隐含条件，找出解题所需条件;三要运用已有生物学知识进行辨析，以获得准确答案。(4)表格信息迁移题：首先要看表格的名称、数据和备注等内容，明确解题所需的知识要点;再通过对表格中列举的数据进行全方位的比较，找到解决问题的突破口;最后分析原因，找到解决问题的方法。解答此类试题的关键在于分析表格中已存在的文字信息，然后根据所示信息，利用设问中的关键语句，搜索相应的信息，提取问题的答案。