高二生物RNA和蛋白质的合成教案

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  辅导教案
导学诱思
    思考：生命现象丰富多彩，是什么物质直接体现生命现象？又是由什么物质来决定这些生命现象的体现？
    提示：蛋白质是一切生命现象的承担者。蛋白质的合成是由遗传物质控制的。
    一、DNA的功能
    1.携带遗传信息和表达遗传信息。
    2.能够复制保持遗传信息的稳定性。
    3.根据贮存的遗传信息决定蛋白质的结构。
    二、遗传信息的转录
    1.转录
    转录是在细胞核内进行的，是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。
    2.过程
    第一步：DNA双链解开，碱基暴露出来。
    第二步：游离的核糖核苷酸随机地与DNA链上的碱基碰撞，当核糖核苷酸与DNA的碱基互补时，两者以氢键结合。
    第三步：新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的RNA上。
    第四步：合成的RNA从DNA上释放，而后DNA双链恢复。合成的RNA经加工成为mRNA。
    3.条件
    模板（DNA的一条链），原料（四种核糖核苷酸），ATP，酶（解旋酶、RNA聚合酶等）。
    4.RNA的种类和功能
    （1）mRNA：行使传达DNA上遗传信息的功能。
    （2）tRNA：翻译的工具，把氨基酸运送到核糖体上，使之按照mRNA的信息指令连接起来，形成蛋白质。
    （3）rRNA：参与核糖体的形成。
    三、遗传信息的翻译
1.翻译：游离在细胞质中的氨基酸，在核糖体上以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程叫翻译。
    2.实质是将mRNA中的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列。
    四、中心法则的提出及其发展
    （1）克里克提出“中心法则”，其要点是：遗传信息由DNA传递到RNA，然后由RNA决定蛋白质的特异性。蛋白质是生物体性状的体现者。
    （2）中心法则的发展
    科学家在RNA肿瘤病毒里发现RNA能够复制；在致癌的RNA病毒中发现，能以RNA为模板合成DNA。所以中心法则可表示为：
 
    包括遗传信息从DNA流向DNA（DNA的自我复制）、从DNA流向RNA进而流向蛋白质（转录和翻译）、从RNA流向RNA（RNA的复制）和从RNA流向DNA（逆转录）。
    名师解惑
    探究1：复制、转录、翻译的区别
 复制 转录 翻译
时间 细胞分裂间期 生物生长发育过程中 
场所 细胞核[.Com] 细胞核 核糖体
原料 A、T、C、G四种脱氧核苷酸 A、U、C、G四种核糖核苷酸 约20种氨基酸
产物 两个子代DNA分子 一个信使RNA分子 合成多肽链，再形成蛋白质
产物去向 传递到子细胞 离开细胞核进入细胞质 组成细胞结构蛋白和功能蛋白
    探究2：染色体、DNA、基因、遗传信息、遗传密码、性状之间的关系
    （1）染色体由DNA和蛋白质组成，由于在叶绿体、线粒体、原核生物和病毒中的DNA并不位于染色体上，所以说染色体是DNA的主要载体。
    （2）基因是DNA上有遗传效应的片段，是控制生物性状的结构和功能单位，每个DNA上有成百上千个基因，基因位于DNA上，也位于染色体上，并在染色体上呈线性排列，并随染色体移动而移动。
    （3）遗传信息是基因中的脱氧核苷酸的排列顺序，并不是DNA分子上所有的脱氧核苷酸排列顺序叫遗传信息（基因间区不含遗传信息）。基因所在的DNA片段的两条链，只有一条链携带遗传信息（信息链），DNA双链中的一条链对某个基因来说是信息链，而对另一个基因来说可能是非信息链。
    （4）遗传密码是转录过程中形成的mRNA单链上的碱基排列顺序，遗传学上把mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基叫密码子（也叫三联体密码），密码子是连续的，中间无其他碱基隔开，无论是病毒，还是原核生物和真核生物都通用密码子。
    （5）性状是指生物的形态或生理特征，是遗传和环境相互作用的结果，主要由蛋白质来体现，生物的一切遗传性状受基因控制。
    探究3：基因中的碱基、RNA中的碱基和蛋白质中氨基酸的数量关系
    （1）转录时，组成基因的两条链只有一条具有转录功能，称反义链或模板链，另一条链则不能转录。因此，转录形成的RNA分子中碱基数目是基因中碱基数目的1/2。在转录时，基因模板链中的A＋T（或G＋C）与RNA分子中的U＋A（或C＋G）相等。
    （2）翻译过程中，信使RNA中每3个连续的碱基决定一个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中的氨基酸数目是信使RNA碱基数目的1/3。
    总之，在转录和翻译过程中，基因中的碱基数（指双链）、RNA分子中的碱基数、蛋白质分子中的氨基酸数之比为6∶3∶1。参考下面图解：
 
    探究4：遗传信息的转录、翻译
    （1）转录
    ①DNA解旋：不是整个DNA双螺旋完全解开，而是以基因为单位的某段DNA双链解开。
    ②模板：DNA双链中的一条，另一条不作为模板。
    ③完成转录的其他条件：RNA聚合酶、游离的核糖核苷酸和ATP。
    ④转录成的mRNA与相应的DNA双链的关系：

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