生物人教版高中必修二（2019年新編）4-1 基因指導蛋白質(zhì)的合成（第2課時）教案

第4章基因的表達第1節(jié)基因指導蛋白質(zhì)的合成【教學目標】1、簡述RNA的種類、結(jié)構(gòu)和功能。（生命觀念）2、簡述基因進行轉(zhuǎn)錄、翻譯的過程，并進行比較分析。（科學思維）3、簡述中心法則，理解不同遺傳信息傳遞方式的異同。（生命觀念、科學思維）【教學重難點】1、基因進行轉(zhuǎn)錄、翻譯的過程2、中心法則【教學過程】三、遺傳信息的翻譯1、翻譯的概念游離在細胞質(zhì)中的各種氨基酸，就以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)，這一過程稱為翻譯。2、堿基和氨基酸的對應關(guān)系(1)DNA和RNA都只含有4種堿基，組成生物體的蛋白質(zhì)的氨基酸有20種，mRNA上的4種堿基怎樣決定蛋白質(zhì)中的21種氨基酸呢？請分析：①若1個堿基決定一種氨基酸，則4種堿基只能決定4(41)種氨基酸；②若2個堿基決定一種氨基酸，則4種堿基只能決定16(42)種氨基酸；③若3個堿基決定一種氨基酸，則4種堿基能決定64(43)種氨基酸；因此，mRNA上決定一個氨基酸的堿基至少是3個。(2)密碼子①概念：mRNA上決定一個氨基酸的3個相鄰的堿基稱為一個密碼子，密碼子共有64種。②種類：起始密碼子：AUG編碼甲硫氨酸。在原核生物中，GUG也可以做起始密碼子，此時它編碼甲硫氨酸。終止密碼子：UAA、UAG、UGA，終止密碼子一般不編碼氨基酸。特殊情況下，UGA可以編碼硒代半胱氨酸。③密碼子的簡并性，絕大多數(shù)氨基酸都有幾個密碼子，這一現(xiàn)象稱作密碼子的簡并。增加了容錯能力，當某個堿基發(fā)生改變后，密碼子決定的氨基酸不一定改變。④幾乎所有的生物公用一套遺傳密碼，體現(xiàn)了生物界的統(tǒng)一性。(3)tRNA①結(jié)構(gòu)：三葉草形結(jié)構(gòu)，一端是攜帶氨基酸的部位，另一端有3個堿基能和mRNA上的密碼子互補配對，叫反密碼子。②功能：攜帶氨基酸進入核糖體。1種tRNA能攜帶1種氨基酸，1種氨基酸可由1種或多種tRNA攜帶。3、遺傳信息的翻譯過程第1步mRNA進入細胞質(zhì)，與核糖體結(jié)合。攜帶甲硫氨酸的tRNA，通過與堿基AUG互補配對，進入位點1。第2步攜帶某個氨基酸的tRNA以同樣的方式進入位點2。第3步甲硫氨酸與這個氨基酸形成肽鍵，從而轉(zhuǎn)移到位點2的tRNA上。第4步核糖體沿mRNA移動，讀取下一個密碼子。原位點1的tRNA離開核糖體，原位點2的tRNA進入位點1，一個新的攜帶氨基酸的tRNA進入位點2，繼續(xù)肽鏈的合成。就這樣，隨著核糖體的移動，tRNA以上述方式將攜帶的氨基酸輸送過來，以合成肽鏈。直到核糖體遇到mRNA的終止密碼子，合成才告終止。肽鏈合成后，就從核糖體與mRNA的復合物上脫離，通常經(jīng)過一系列步驟，盤曲折疊成具有特定空間結(jié)構(gòu)和功能的蛋白質(zhì)分子，然后開始承擔細胞生命活動的各項職責。4、一個mRNA分子上結(jié)合多個核糖體，同時合成多條肽鏈在細胞質(zhì)中，翻譯是一個快速高效的過程。通常，一個mRNA分子上可以相繼結(jié)合多個核糖體，同時進行多條肽鏈的合成，因此，少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白質(zhì)。四、中心法則中心法則(centraldogma)：遺傳信息可以從DNA流向DNA，即DNA的復制；也可以從DNA流向RNA，進而流向蛋白質(zhì)，即遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯。隨著研究的不斷深入，科學家對中心法則作出了補充：少數(shù)生物(如一些RNA病毒)的遺傳信息可以從RNA流向RNA以及從RNA流向DNA。