【教學(xué)目標(biāo)】
1、簡述RNA的種類、結(jié)構(gòu)和功能。（生命觀念）
2、簡述基因進(jìn)行轉(zhuǎn)錄、翻譯的過程，并進(jìn)行比較分析。（科學(xué)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(xué)思維）
【教學(xué)重難點(diǎn)】
1、基因進(jìn)行轉(zhuǎn)錄、翻譯的過程
2、中心法則
【教學(xué)過程】
遺傳物質(zhì)實(shí)驗(yàn)證據(jù)的獲得DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的建立，揭示了基因的化學(xué)本質(zhì)，生物學(xué)的研究從此以空前的步伐前進(jìn)。但是，基因又是如何起作用的呢?
資料1
美國科幻電影《侏羅紀(jì)公園》曾轟動(dòng)一時(shí)。影片圍繞著虛構(gòu)的“侏羅紀(jì)公園”，展現(xiàn)了豐富而新奇的科學(xué)幻想：各種各樣的恐龍飛奔跳躍、相互爭斗，而這些復(fù)活的恐龍
是科學(xué)家利用提取的恐龍DNA還原而來的。
從原理上分析，利用已滅絕生物的DNA，真的能夠使它們復(fù)活嗎？
理論上可行，但基于的表達(dá)的調(diào)控非常復(fù)雜，操作過程空難重重，目前的技術(shù)手段難以實(shí)現(xiàn)。
資料2
將蘇云金桿菌抗蟲蛋白基因（Bt抗蟲蛋白基因）轉(zhuǎn)入普通棉花，培育出的棉花植株會(huì)產(chǎn)生Bt抗蟲蛋白。轉(zhuǎn)入的是基因，得到的卻是蛋白質(zhì)?；蚩梢钥刂频鞍踪|(zhì)的合成，這個(gè)過程就是基因的表達(dá)。
為什么一種生物的基因能在另一種生物中表達(dá)呢?基因的表達(dá)過程是怎樣的?各種生物的基因表達(dá)過程有什么共同點(diǎn)呢?
基因如何指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成?我們知道，基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。DNA主要存在于細(xì)胞核中，而蛋白質(zhì)是在細(xì)胞質(zhì)中合成的。那么，DNA攜帶的遺傳信息是怎樣傳遞到細(xì)胞質(zhì)中的呢?當(dāng)遺傳信息到達(dá)細(xì)胞質(zhì)后，細(xì)胞又是怎樣解讀的呢?
一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄
DNA通過指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成來控制生物體的性狀，DNA主要存在于細(xì)胞核中 ，蛋白質(zhì)是在細(xì)胞質(zhì)中合成。兩者之間是通過RNA聯(lián)系起來的。
1、RNA和DNA的區(qū)別
【思考】
（1）構(gòu)成人體核酸的堿基共有5種，核苷酸共有8種；構(gòu)成病毒的堿基共有4種，核苷酸共有4種。
（2）DNA中的脫氧核苷酸的排列順序是遺傳信息，RNA中是否也有遺傳信息？
答案 凡是具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物，其遺傳信息就儲存在DNA分子中，組成這些生物細(xì)胞的RNA沒有儲存遺傳信息的功能。組成細(xì)胞的RNA（如信使RNA），可以說它攜帶遺傳信息，但不能說它儲存遺傳信息。只有在HIV、SARS病毒等部分病毒中，它們體內(nèi)不含在DNA，其遺傳信息儲存在RNA中。
2、總結(jié)為什么RNA適于作DNA的信使呢？
RNA適合作為DNA的信使：RNA的分子與DNA的很相似使得RNA具備準(zhǔn)確傳遞遺傳信息的可能，RNA一般是單鏈，能通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，去指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成。
這種作為DNA信使的RNA叫信使RNA，也叫mRNA。
3、RNA的種類
在細(xì)胞中有三種RNA，即mRNA、rRNA、tRNA。
（1）信使RNA（mRNA）：單鏈結(jié)構(gòu)，由DNA轉(zhuǎn)錄而來，帶有從DNA鏈上轉(zhuǎn)錄下來的遺傳信息，攜帶著特定堿基序列的信息，在蛋白質(zhì)合成中起著模板作用。其上3個(gè)相鄰的堿基決定一個(gè)氨基酸，每3個(gè)這樣的堿基稱作一個(gè)密碼子。
（2）轉(zhuǎn)運(yùn)RNA（tRNA）：三葉草結(jié)構(gòu)，一端特定的三個(gè)堿基叫反密碼子，另一端連接特定的氨基酸，在合成蛋白質(zhì)的過程中運(yùn)輸氨基酸，所以叫做轉(zhuǎn)運(yùn)RNA。
（3）核糖體RNA（rRNA）：單鏈結(jié)構(gòu)是核糖體的重要組成部分。
二 遺傳信息的轉(zhuǎn)錄
1、概念：RNA是在細(xì)胞核中，通過RNA聚合酶以DNA的一條鏈為模板合成的，這一過程叫做轉(zhuǎn)錄。
2、過程：
（1）第1步：當(dāng)細(xì)胞開始合成某種蛋白質(zhì)時(shí)，RNA聚合酶與編碼這個(gè)蛋白質(zhì)的一段DNA結(jié)合，時(shí)DNA雙鏈解開，雙鏈的堿基得以暴露。
（2）第2步：游離的核糖核苷酸與DNA模板鏈上的堿基互補(bǔ)配對。在RNA聚合酶的作用下，依次連接，然后形成一個(gè)mRNA分子。
（3）第3步（釋放）：新結(jié)合的核糖核苷酸連接到正在合成的mRNA分子上。
（4）第4布：合成的mRNA從DNA鏈上釋放。而后，DNA雙螺旋恢復(fù)。
3、轉(zhuǎn)錄的方向：模板鏈3’→5’ mRNA合成5’→3’
4、場所：主要在細(xì)胞核中，在線粒體、葉綠體中也能發(fā)生。
5、產(chǎn)物： RNA。
6、轉(zhuǎn)錄時(shí)的堿基配對原則：
7、條件
（1）模板：DNA的一條鏈。
（2）原料：游離的核糖核苷酸。
（3）能量：ATP。
（4）酶：RNA聚合酶。
【歸納總結(jié)】
DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的比較
比較項(xiàng)目
DNA
RNA
全稱
脫氧核糖核酸
核糖核酸
分布
主要存在于細(xì)胞核中
主要存在于細(xì)胞質(zhì)中
基本組成單位
脫氧核糖核苷酸
核糖核苷酸
堿基
A、T、C、G
A、U、C、G
五碳糖
脫氧核糖
核糖
空間結(jié)構(gòu)
規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)
通常呈單鏈結(jié)構(gòu)
聯(lián)系
RNA是以DNA的一條鏈為模板轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的，即RNA的遺傳信息來自DNA
復(fù)制
轉(zhuǎn)錄
時(shí)間
細(xì)胞有絲分裂的間期和減數(shù)第一次分裂前的間期
生長發(fā)育過程中
場所
主要在細(xì)胞核，少部分在線粒體和葉綠體
原料
四種脫氧核苷酸
四種核糖核苷酸
模板
DNA的兩條鏈
DNA中的一條鏈
條件
解旋酶、DNA聚合酶和ATP
RNA聚合酶和ATP
特點(diǎn)
邊解旋邊復(fù)制，半保留復(fù)制
邊解旋邊轉(zhuǎn)錄，DNA雙鏈全保留
產(chǎn)物
兩個(gè)雙鏈DNA分子
一條單鏈mRNA
意義
復(fù)制遺傳信息，使遺傳信息從親代傳給子代
傳遞遺傳信息，為翻譯作準(zhǔn)備

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高中生物人教版 (2019)必修2《遺傳與進(jìn)化》電子課本

第1節(jié) 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成

版本： 人教版 (2019)

年級： 必修2《遺傳與進(jìn)化》

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