DNA复制和蛋白质合成

1、精品文档整理2021 年 9 月 21 号第 2 节 DNA 复制和蛋白质合成一、教学目标 一知识方面：1通过 DNA 复制、转录和翻译过程的教学逗号培养学生对碱基互补配对原那么的应用能力；2培养学生应用密码子表推导基因的脱氧核苷酸序列和蛋白质的氨基酸序列的相互关系。 二态度观念方 面：通过 DNA 分子复制实验的分析逗号使学生体验科学研究的研究方法逗号进行科学态度 和科学方法的教育。三能力方面：通过对有关遗传学实验的介绍和分析逗号培养学生分析问题的思维能力二、教学重点1 DNA 的半保存复制与遗传的稳定性边解旋边复制 逗号母链和子链 阅读 2转录的场所、 模板和产物 细胞核内、 DNA 的一

2、条链、 mRNA 3 . 翻译的场所、模板和产物 核糖体上、 mRNA 、蛋白质 4密码子的破译5. 中心法那么表达遗传信息的传递规律6. 基因突变引起遗传信息的错误传递和性状改碱基改变、插入或缺逗号基因突变的有利和有害三、教学难点DNA复制、转录和翻译四、教学安排3课时五、教学方法读读、讲讲、议议六、教学过程1. DNA的复制教学过程教学内容及行为引入DNA分子作为遗传物质逗号不仅能够储存大量的遗传信息逗号而且应该能够传递遗传信息逗号这种遗传信息的传递首先要进行的是DNA的复制逗号DNA分子是如何进行复制的呢？这一问题逗号是通过科学头验兀成的。1956年美国生物化学家康贝格首次在试管中人工合

3、成了DNA。他将从大肠杆菌中提取出的 DNA聚合酶参加到具有四种丰富的脱氧核苷酸、适量 的Mg+、 少量DNA和ATP的合成体系中逗号经保温孵育后逗号测定其中 DNA的含量。发现其 中DNA的含量增加了逗号并且这些DNA的A+T :C+G 的比值不是随意的逗号而与所参加的单链DNA相冋。换句话说逗号新合成的DNA的特异性不决定于人工合成体系中四种脱氧核甘酸原来的比例逗号也不决定于DNA聚合酶来自哪种生物逗号而完全决定于作为引物的DNA分子。所以逗号后代DNA分子是以引物的 DNA分子为模板进行复 制的。这一实验证明了 DNA双 螺旋结构模型的正确性逗号也揭示了DNA复制的过程。DNA的复制过程

4、那么逗号DNA复制到底是怎样的 个过程呢？我们 起来研究 下。DNA分子的自我复制是一个边解旋边复制的过程逗号是指以某一段DNA 分子为模板逗号合成相同 DNA 分子的过程。DNA 场所主要在细胞核叶绿体和线粒体内也各含有自己的 DNA 逗 号时间是在细胞的分裂间期。大家想想逗号在细胞核内的双链 DNA 分子在开始复制的时候可能是什 么状态？是单链还是双链？学生：可能是单链。 从螺旋型的双链结构转变为单链结构逗号必须先怎样变化？ 学生：解开螺旋。这就是 DNA 复制的第一个过程。 DNA 的复制过程为三个步骤：1. 解旋：组成 DNA 分子的两条多核苷酸链在酶的作用下逐步相互分 开； 其中逗号

5、别离后的两条多核苷酸链都称为母链。2. 子链的合成：在酶的作用下逗号每条母链上的碱基分别与细胞内游离 的脱氧核苷酸按碱基互补原那么互补配对逗号即 A 与 T 配对逗号 G 与 C 配对。这些游离的脱氧核苷酸聚合成子链。3 . 聚合：每条子链与对应的母链结合逗号构成一个新的 DNA 分子。这样逗号一个 DNA 分子就形成了两个完全相同的 DNA 分子。思考：在 DNA 的复制过程中需要哪些条件？学生：DNA复制需要4项根本条件：模板。开始解旋的DNA分子的两条单 链各为模板；原料。是游离在细胞核核液内的脱氧核苷酸；能量。DNA复制是一个合成反响逗号通过水解 ATP而获得能量；酶。复制过程中不仅需

6、要解旋酶、聚合酶逗号而且是一个有关的酶系统参与。学生巩小结固 下面逗号请同学完成一段 DNA 分子的复制过程图逗号概括一下DNA 复制的特点DNA的复制在正常情况下是不会发生过失的。因为复制时以DNA分子解旋后的一条单链作为模板母链精确复制的逗号子链是严格按照碱基互补配对原那么形成的。但在复制解旋时暴露的含氮碱基会因某种因素发生变化而干扰了 DNA的正常复制逗号使遗传信息发生改变。用DNA的同位素示踪实验进一步巩固在研究DNA复制机制的过程中逗号除了康贝格的实验逗号在1958年梅塞尔森和斯塔尔设计了DNA复制的同位素示踪实验。先将大肠杆菌培养在含15N同位素的培养基上生长。使大肠杆菌DNA分子

7、中的N都成为15N。把含15N的大肠杆菌收集起来逗号洗去菌体外面的15N逗号并把它们转移到14N的培养基上生长逗号繁殖四次。从实验组的五代大肠杆菌中分别提取DNA逗号在每分钟四万至五万转的速度下进行密度梯度离心二至三天后逗号不同重量的DNA分布在离心管中的位置不同因为14N比15N少一个质子逗号所 以14N比15N的原子量轻。结果发现实验组的DNA分子在离心管中分布的 情况如下：大肠杆菌在离心管中的位置DNA分子亲代下层含15N逗号第一代中层含15N14N各一半。第二代1中层：1上层逗号中层为15n14n、上层为14.N。思考：第二代和第四代在离心管中的分布情况？第三代1中层：3上层逗号中层为

8、15N14N、上层为14N逗号第四代1中层：7上层逗号中层为15N14N、上层为14N。问：在正常条件下经过 n次复制逗号那么含有15m , 1A 工拓假设、15N的DNA分子数有？ 学生：2个。讨论“阅读与思考中的思考题。本课小结DNA半保存复制的过程、特点及其意乂。2. DNA的转录3 ?蛋白质合成翻译教学过程教学内容及行为引入在上节课中我们研究了DNA是通过何种复制方式来保证遗传信息的准确传递？学生：半保存复制。那么遗传信息是怎样表达的呢？也就是说DNA如何指导蛋白质的合成逗号从而控制新陈代谢过程和性状呢？我们知道蛋白质合成的场所核糖体在细胞质中逗号而控制其合成的基因在细胞核中。在两者之

9、间需要有一个使者逗号这个使者就是 RNA。DNA分子中所蕴藏的遗传信息如何正确地传递到RNA分子中呢？首先我们来回忆上学期有关RNA的知识。想想它由什么组成？与DNA有什么区别？RNA学生：RNA通常呈单链结构逗号分子中有核糖、磷酸和4种含氮碱基A、G、C、U 尿嘧啶逗号共冋组成核甘酸。Powerpoint展示与蛋白质合成有关的 RNA有三类逗号 mRNA 信使RNA 逗号顾名思义 逗号这种RNA起的是信使传递信息的作用。tRNA 转移RNA 逗号rRNA核糖体RNA OPi7图5-13 。播放动画加深理解合成蛋白质时逗号按照 mRNA上的碱基序列逗号各个 tRNA依次带着特定的氨基酸进入核糖

10、体逗号根据碱基互补原那么逗号把运载来的氨基酸安放在相应的位置上。随着 核糖体在mRNA上的移动逗号一个tRNA刚离开核糖体逗号另个tRNA又携带着氨基酸进入逗号当读到mRNA上的终止密码子时逗号翻译过程结束。这样逗号以 mRNA为模板逗号把氨基酸一个个连接起来逗号合成 为具有一定氨基酸序列的蛋白质。边播放动画逗号边讲解此过程小结合成蛋白质的过程逗号注意关键之处。4?中心法那么及其开展教学过程教学内谷与仃为基因所蕴含的遗传信息通过复制从亲代传递给后代逗号并以一定方式转录、翻译反映到蛋白质分子的结构上逗号就能使生物后代表现出与亲代相似的性状。也就是说基因是通过控制蛋白质的合成逗号实现对性状的控制的。这就是生物学中所说的中心法那么。中心法那么是指遗传信息从 DNA传递给RNA逗号在从RNA传递给蛋白 质的转录 和翻译的过程逗号以及遗传信息从DNA传递给DNA的复制过程