陜西地區(qū)高中生物復(fù)習(xí)資料 4.1《基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成》教案 新人教版必修2.doc

第4章 基因的表達(dá)第1節(jié) 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成一、教學(xué)目標(biāo)1.知識(shí)方面：概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯。2.能力方面：運(yùn)用數(shù)學(xué)方法，分析堿基與氨基酸的對(duì)應(yīng)關(guān)系。二、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)：遺傳信息轉(zhuǎn)錄和翻譯的過(guò)程。2.教學(xué)難點(diǎn)：遺傳信息的翻譯過(guò)程。三、教學(xué)方法：討論法、演示法、講述法四、教學(xué)課時(shí)：2五、教學(xué)過(guò)程教學(xué)內(nèi)容教師組織和引導(dǎo)學(xué)生活動(dòng)教學(xué)意圖問(wèn)題探討章引言引導(dǎo)組織閱讀p61問(wèn)當(dāng)我們認(rèn)識(shí)到基因的本質(zhì)后，能不能利用這一認(rèn)識(shí)，分析現(xiàn)實(shí)生活中一些具體的問(wèn)題呢？例如，在現(xiàn)實(shí)生活中，我們能不能像電影侏羅紀(jì)公園中描述的那樣，利用恐龍的dna，使恐龍復(fù)活呢？如果能利用恐龍的dna使恐龍復(fù)活，你認(rèn)為主要要解決什么問(wèn)題？提示此節(jié)問(wèn)題探討意在引導(dǎo)學(xué)生思考dna在生物體內(nèi)有哪些作用，又是如何發(fā)揮作用的。一種生物的整套dna分子中貯存著該種生物生長(zhǎng)、發(fā)育等生命活動(dòng)所需的全部遺傳信息，也可以說(shuō)是構(gòu)建生物體的藍(lán)圖。但是，從dna到具有各種性狀的生物體，需要通過(guò)極其復(fù)雜的基因表達(dá)及其調(diào)控過(guò)程才能實(shí)現(xiàn)，因此，在可預(yù)見(jiàn)的將來(lái)，利用dna分子來(lái)使滅絕的生物復(fù)活仍是難以做到的?？磥?lái)要解決這個(gè)問(wèn)題，我們還需要研究“基因的表達(dá)”。引導(dǎo)學(xué)生看第4章的章圖。請(qǐng)學(xué)生閱讀章圖中的文字和圖解，詢問(wèn)學(xué)生看懂了什么，又產(chǎn)生了哪些問(wèn)題。閱讀思考討論回答閱讀思考討論回答需要使恐龍dna上的基因表達(dá)出來(lái)，表現(xiàn)恐龍的特性。問(wèn)基因是如何指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的？激起興趣引入新課懂得基因表達(dá)的含義一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄問(wèn)1.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)的合成是在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行的。那么，dna攜帶的遺傳信息是怎樣傳遞到細(xì)胞質(zhì)中去的呢？分析推理1：推測(cè)有一種物質(zhì)能夠作為傳達(dá)dna信息的信使，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)此物質(zhì)就是rna。問(wèn)問(wèn)為什么rna適于作dna的信使呢？rna與dna的比較項(xiàng)目dnarna基本單位脫氧核苷酸核氧核苷酸五碳糖脫氧核糖核糖堿基a、g、c、ta、g、c、u無(wú)機(jī)酸磷酸磷酸類型常為一種類型信使rna（mrna）轉(zhuǎn)移rna（trna）核糖體rna（rrna）分布主要在細(xì)胞核，少量在細(xì)胞質(zhì)主要在細(xì)胞質(zhì)，少量在細(xì)胞核（如核仁）結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu)一般是單鏈 （且比dna短，能通過(guò)核孔）閱讀思考閱讀思考列表比較引起思考rna與dna的比較想像空間提示dna相當(dāng)于總司令。在戰(zhàn)爭(zhēng)中，如果總司令總是深入前沿陣地直接指揮，就會(huì)影響他指揮全局。dna被核膜限制在細(xì)胞核內(nèi)，使轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程分隔在細(xì)胞的不同區(qū)域進(jìn)行，有利于這兩項(xiàng)重要生命活動(dòng)的高效、準(zhǔn)確。思考討論回答拓展思維dna的遺傳信息是怎樣傳給mrna的？dna雙螺旋解開(kāi)，dna雙鏈的堿基得以暴露，其中一條鏈提供準(zhǔn)確模板；游離的核苷酸隨機(jī)地與dna鏈的堿基碰撞，當(dāng)核苷酸的堿基與dna的堿基互補(bǔ)時(shí)，兩者以氫鍵結(jié)合。新結(jié)合的核苷酸連接到正在合成的mrna分子上；合成的mrna從dna鏈上釋放，而后，dna雙鏈恢復(fù)。思考回答聽(tīng)講授新課思考與討論一提示1.可以從所需條件、過(guò)程中的具體步驟和過(guò)程中所表現(xiàn)出的規(guī)律等角度來(lái)分析。例如，轉(zhuǎn)錄與復(fù)制都需要模板、都遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)規(guī)律，等等。堿基互補(bǔ)配對(duì)規(guī)律能夠保證遺傳信息傳遞的準(zhǔn)確性。2.轉(zhuǎn)錄成的rna的堿基序列，與作為模板的dna單鏈的堿基序列之間的堿基是互補(bǔ)配對(duì)關(guān)系，與dna雙鏈間堿基互補(bǔ)配對(duì)不同的是，rna鏈中與dna鏈的a配對(duì)的是u，不是t；與dna另一條鏈的堿基序列基本相同，只是dna鏈上t的位置，rna鏈上是u。思考討論回答培養(yǎng)思考討論回答問(wèn)題的能力dna兩大功能的執(zhí)行情況比較（表二）dna的功能復(fù)制遺傳信息表達(dá)遺傳信息轉(zhuǎn)錄翻譯（待學(xué)）概念以親代dna為模板合成子代dna的過(guò)程以dna中的一條鏈為模板，合成mrna的過(guò)程游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸，以mrna為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過(guò)程時(shí)間減數(shù)第一次分裂間期或有絲分裂間期在生長(zhǎng)發(fā)育的連續(xù)過(guò)程中在生長(zhǎng)發(fā)育的連續(xù)過(guò)程中場(chǎng)所在細(xì)胞核（主要），線粒體，葉綠體在細(xì)胞質(zhì)的核糖體上條件模板以dna的兩條鏈為模板以dna的一條鏈為模板以mrna為模板原料四種游離的脫氧核苷酸四種游離的核糖核苷酸20種氨基酸酶dna解旋酶，dna聚合酶等dna解旋酶，rna聚合酶等（各種合成酶等）能量需要atp堿基配對(duì)原則at，ta，gc，cgau，ua，gc，cgau，ua，gc，cg過(guò)程dna雙螺旋解開(kāi)，每條鏈提供準(zhǔn)確模板；按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，各自合成子鏈；子、母鏈結(jié)合盤繞形成兩個(gè)新dna分子dna雙螺旋解開(kāi)，其中一條鏈提供準(zhǔn)確模板；按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，形成mrna；合成的mrna從dna鏈上釋放，而后，dna雙鏈恢復(fù)。mrna進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，與核糖體結(jié)合，mrna作為模板；按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則與mrna上每三個(gè)堿基配對(duì)的trna運(yùn)載著氨基酸進(jìn)入核糖體；以mrna上的遺傳密碼順序，把一定的氨基酸放在相應(yīng)的位置，合成有一定的氨基酸序列的蛋白質(zhì)。產(chǎn)物兩個(gè)一樣的雙鏈dna分子一條單鏈的mrna具有特定氨基酸序列的蛋白質(zhì)。特點(diǎn)邊解旋邊復(fù)制，半保留式復(fù)制，（半不連續(xù)連續(xù)，可有多個(gè)起始點(diǎn)）邊解旋邊轉(zhuǎn)錄，雙鏈dna分子全保留式轉(zhuǎn)錄。（可有多個(gè)基因同時(shí)轉(zhuǎn)錄）一個(gè)mrna分子上可以象機(jī)結(jié)合多個(gè)核糖體，同時(shí)進(jìn)行多條肽鏈的合成，翻譯界素后，mrna分解成蛋個(gè)核苷酸。遺傳信息的傳遞方向親代dna子代dnadnamrna通過(guò)rna將遺傳信息反映到蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)上，使后代重現(xiàn)親代性狀計(jì)算規(guī)律dna（基因）中的堿基數(shù)（6n）mrna分子中的堿基數(shù)（3n）蛋白質(zhì)“多肽鏈”中氨基酸數(shù)（=參加轉(zhuǎn)運(yùn)的trna）（= mrna分子中的密碼子數(shù)）（n）第二課時(shí)二、遺傳信息的翻譯翻譯的概念思考與討論二思考與討論三翻譯過(guò)程思考與討論四問(wèn)轉(zhuǎn)錄得到的rna仍是堿基序列，而不是蛋白質(zhì)。那么，rna上的堿基序列如何能變成蛋白質(zhì)中氨基酸的種類、數(shù)量和排列順序呢？mrna如何將信息翻譯成蛋白質(zhì)？翻譯的概念游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸，以mrna為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過(guò)程，稱為遺傳信息的翻譯。提示1.最多能編碼16種氨基酸。2.至少需要3個(gè)堿基。講述讓學(xué)生看密碼子表。講述大家查密碼子表，分析密碼子的特點(diǎn)：(1)一個(gè)密碼子決定一個(gè)特定的氨基酸；(2)有的氨基酸可能有一個(gè)以上的密碼子；(3)起始密碼子、終止密碼子。提示1.對(duì)應(yīng)的氨基酸序列是：甲硫氨酸谷氨酸丙氨酸半胱氨酸脯氨酸絲氨酸賴氨酸脯氨酸。2.這是一道開(kāi)放性較強(qiáng)的題，答案并不惟一，旨在培養(yǎng)學(xué)生的分析能力和發(fā)散性思維。通過(guò)這一事實(shí)可以想到生物都具有相同的遺傳語(yǔ)言，所有生物可能有共同的起源或生命在本質(zhì)上是統(tǒng)一的，等等。3. 此題具有一定的開(kāi)放性，旨在促進(jìn)學(xué)生積極思考，不必對(duì)答案作統(tǒng)一要求?？梢詮脑鰪?qiáng)密碼容錯(cuò)性的角度來(lái)解釋，當(dāng)密碼子中有一個(gè)堿基改變時(shí)，由于密碼的簡(jiǎn)并性，可能并不會(huì)改變其對(duì)應(yīng)的氨基酸；也可以從密碼子使用頻率來(lái)考慮，當(dāng)某種氨基酸使用頻率高時(shí)，幾種不同的密碼子都編碼一種氨基酸可以保證翻譯的速度。游離在細(xì)胞質(zhì)中的氨基酸，是怎樣運(yùn)送到合成蛋白質(zhì)的“生產(chǎn)線”上的？引導(dǎo)1.我們?cè)俅伪容^三種rna的功能。2.比較遺傳信息、遺傳密碼和反密碼子。3.講述圖解、cai配合：翻譯蛋白質(zhì)的過(guò)程。弄清以下問(wèn)題：1.氨基酸如何進(jìn)入核糖體；2.核糖體移動(dòng)的方向；3.翻譯的位點(diǎn)；4.肽鏈如何形成；5.翻譯與轉(zhuǎn)錄、復(fù)制過(guò)程的異同點(diǎn)。（填表二）【提示】1.此題旨在檢查對(duì)蛋白質(zhì)合成過(guò)程的理解?？梢詤⒄战滩闹袌D46的表示方法來(lái)繪制。2.根據(jù)mrna的堿基序列和密碼子表就可以寫出肽鏈的氨基酸序列。總結(jié)：基因的表達(dá)過(guò)程是在細(xì)胞中完成的。dna分子、rna分子、氨基酸分子和核糖體，線粒體等眾多細(xì)胞器