第三節(jié)基因控制蛋白質(zhì)的合成教學(xué)設(shè)計教案

1、   教學(xué)準(zhǔn)備 1.   教學(xué)目標(biāo) 1.知識目標(biāo)：(1)“中心法則”的概念及發(fā)展。 (2)DNA與RNA的異同。 (3)染色體、DNA和基因三者之間的關(guān)系，以及基因的本質(zhì)。 (4)基因控制蛋白質(zhì)合成的過程和原理。(5)遺傳信息和“密碼子”的概念 2.能力目標(biāo)：（1）運(yùn)用已有的知識和經(jīng)驗提出假說。（2）運(yùn)用數(shù)學(xué)方法，分析堿基與氨基酸之間的對應(yīng)關(guān)系。3.情感、態(tài)度和價值觀目標(biāo)：（1）體驗基因表達(dá)過程的和諧美，基因表達(dá)原理的邏輯美、簡約美。（2）認(rèn)同人類對科學(xué)的認(rèn)識是一 個不斷深化不斷完善的過程。2.   教學(xué)重點/難點 重點：（1）基因控

2、制蛋白質(zhì)合成的過程和原理。（2）中心法則的理解與體會。難點：（1）基因控制蛋白質(zhì)合成的過程和原理.（2）基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系。3.   教學(xué)用具 多媒體4.   標(biāo)簽 生物,必修1,教案,蘇教版   教學(xué)過程 (一)預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑檢查落實了學(xué)生的預(yù)習(xí)情況并了解了學(xué)生的疑惑，使教學(xué)具有了針對性。（二）情景導(dǎo)入、展示目標(biāo)。教師：聽說過“馬無夜草不肥”嗎？減肥瘦身的人晚上節(jié)食效果好，這些都與生物體內(nèi)的一種促進(jìn)脂肪堆積的蛋白質(zhì)BMALI有關(guān)，這種蛋白質(zhì)的量在晚上10點到次日凌晨2 點含量較高，而白天很少。教師：DNA分子是怎樣控制遺傳

3、性狀的呢？現(xiàn)代遺傳學(xué)的研究認(rèn)為，基因是決定生物性狀的基本單位。那么，基因與DNA有什么關(guān)系呢？學(xué)生：基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。教師：基因通過控制蛋白質(zhì)的合成來控制生物性狀的表現(xiàn)?；蚴窃鯓涌刂频鞍踪|(zhì)的合成過程呢？就是這節(jié)課所要學(xué)的內(nèi)容。（課件展示）（三）合作探究、精講點撥。  探究一 從基因到蛋白質(zhì)閱讀課本P68-P72邊做邊學(xué)相關(guān)內(nèi)容，并結(jié)合圖410、圖412和圖414，思考并小組討論下列問題：問1對基因概念的理解要點是什么？【講述】基因是控制生物性狀的遺傳物質(zhì)的功能單位和結(jié)構(gòu)單位，是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。此概念有三個要點：  

4、0; 基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。這就是說，基因是DNA的片段，但必須具有遺傳效應(yīng)（指具有復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯、重組突變及調(diào)控等功能）。有的DNA片段屬間隔區(qū)段，沒有控制性狀的作用，這樣的DNA片段就不是基因。  基因是控制生物性狀的遺傳物質(zhì)的功能單位。舉例：紫茉莉紅花的基因控制紅花性狀，開紅花。狗的直毛有直毛基因控制；人的黑發(fā)有黑發(fā)基因控制。  基因是控制性狀的遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)單位。控制某種性狀的基因有特定的DNA片段，蘊(yùn)含特定的遺傳信息，可以切除，可以拼接到其他生物的DNA上，從而獲得某種性狀的表達(dá)，故基因是結(jié)構(gòu)單位。例如：把牛的胰島素基因拼接

5、到大腸桿菌的DNA上，大腸桿菌可以生產(chǎn)胰島素。 問2基因不同的實質(zhì)是什么？【講述】基因不同的實質(zhì)：不同的基因，四種脫氧核苷酸的排列順序不同，但是每個基因都有特定的排列順序問3DNA、基因、染色體、脫氧核苷酸、蛋白質(zhì)。你能說出上述關(guān)鍵詞間的內(nèi)在聯(lián)系嗎？【講述】染色體由DNA和蛋白質(zhì)構(gòu)成，DNA分子上有遺傳效應(yīng)的片段即基因，基因可控制蛋白質(zhì)的合成，脫氧核苷酸是基因和DNA的基本組成單位。        問4密碼子與反密碼子關(guān)系如何？它們分別在什么位置？     

6、;  【講述】密碼子與反密碼子互補(bǔ)配對。密碼子位于mRNA上，反密碼子位于tRNA上。       問5根據(jù)每種tRNA只能識別并轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸，能否判定tRNA與氨基酸之間是一一對應(yīng)關(guān)系？并分析原因。        【講述】不能。雖然一種tRNA只能識別并轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸，但一種氨基酸可能被多種tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)。問6轉(zhuǎn)錄中模板DNA鏈的堿基是A、G、C、T是如何與信使RNA中堿基A、G、C、U互補(bǔ)配對呢?【講述】(1)DNA分子中

7、堿基互補(bǔ)配對原則來；即A與T配對，G與C配對。(2)從形成過程可看出，是mRNA中的U堿基與DNA分子中的A堿基進(jìn)行配對。(3)通過轉(zhuǎn)錄，DNA分子的遺傳信息(即堿基排列順序)就傳遞給了信使RNA。問7游離于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的氨基酸是怎樣到達(dá)核糖體并按一定排列順序形成蛋白質(zhì)呢?【講述】需要一種搬運(yùn)工具搬運(yùn)-即另一種RNA(轉(zhuǎn)運(yùn)RNA,即tRNA)。轉(zhuǎn)運(yùn)RNA種類很多，但每種轉(zhuǎn)運(yùn)RNA只能識別并轉(zhuǎn)運(yùn)1種氨基酸。這是因為在轉(zhuǎn)運(yùn)RNA的一端是攜帶氨基酸的部位，另一端有3個堿基，能專一性地與信使RNA上的特定的3個堿基(即密碼子)配對。問8轉(zhuǎn)錄時，為什么只能以DNA的一條鏈為模板？  

8、 【講述】1961年，韋斯等發(fā)現(xiàn)離體系統(tǒng)的雙鏈DNA都可以作為模板，合成不同的RNA分子。以后，馬默在侵染枯草桿菌的噬菌體實驗中發(fā)現(xiàn)，DNA分子兩條鏈中只有一條具有轉(zhuǎn)錄功能，這條具有轉(zhuǎn)錄功能的鏈叫做模板鏈或有意義鏈。應(yīng)該指出，在一條包含有若干個基因的DNA分子中，各個基因的有意義鏈，并不都在同一條鏈上，也就是說，它們各自具有自己的有意義鏈,即有的基因有意義鏈?zhǔn)?5單鏈（基因B）；有的基因有意義鏈?zhǔn)?3單鏈（基因A、基因C）。所以說，DNA雙鏈中的一條鏈對某些基因來說是有義鏈，而對另一些基因來說，則是反義鏈。（如本圖DNA中的53單鏈對基因A、基因C而言是模板鏈，而對基因B而言則是非模

9、板鏈。） 由此可知，某個基因只能始終以特定的某一條鏈為模板，轉(zhuǎn)錄形成一種特定的信使RNA。因為一個DNA分子中往往有多個不同的基因，因此，一個DNA分子可以轉(zhuǎn)錄形成多種信使RNA，從而控制合成多種蛋白質(zhì)。（因此，確切的說，信使RNA是以基因中的一條鏈為模板轉(zhuǎn)錄而來的，并非是以DNA的一條整鏈轉(zhuǎn)錄形成的。）問9什么是基因表達(dá)？【講述】：基因不僅可以通過復(fù)制把遺傳信息傳遞給下一代，還可以使遺傳信息以一定的方式反映到蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)上來，從而使后代表現(xiàn)出與親代相似的性狀，遺傳學(xué)上把這一過程叫做基因的表達(dá)。如：      探究二  基因?qū)π誀畹目刂萍叭?/p>

10、類基因組計劃閱讀課本P72P734的相關(guān)內(nèi)容，并結(jié)合圖圖415，思考并小組討論下列問題：問10什么是信息流?【講述】遺傳學(xué)上，將遺傳信息的流動方向稱為信息流 。問11根據(jù)克里克的“中心法則”簡要說明信息流?！局v述】l 問12所有RNA病毒的遺傳信息傳遞途徑都相同嗎？試分析原因?！局v述】不相同。有的RNA病毒可以進(jìn)行RNA的自我復(fù)制，遺傳信息由RNA流向RNA；有的RNA病毒內(nèi)有逆轉(zhuǎn)錄酶，可以以RNA為模板合成DNA，即遺傳信息由RNA流向DNA。問13為什么說生物的一切遺傳性狀都是受基因控制的？【講述】因為基因中的脫氧核苷酸的排列順序決定了信使RNA中核糖核苷酸的排列順序，信使RNA

11、中堿基排列順序又決定了氨基酸的排列順序，氨基酸的排列順序最終決定了蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能的特異性，從而使生物體表現(xiàn)出各種遺傳性狀。問14請同學(xué)們舉例說明基因?qū)π誀羁刂频姆绞接心膸追N？【講述】（1）通過控制酶的合成來控制代謝過程，從而控制生物性狀，舉例：酪氨酸酶缺乏是由于基因不正常等。  （2）通過控制蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)來直接影響性狀，舉例：控制血紅蛋白結(jié)構(gòu)的基因不正常，就會合成結(jié)構(gòu)異常的血紅蛋白而患病等。問15在所學(xué)過的知識中，可以體現(xiàn)出“堿基互補(bǔ)配對原則”的地方有哪五個？【講述】DNA的結(jié)構(gòu)；DNA的復(fù)制；DNA的轉(zhuǎn)錄；遺傳密碼的翻譯；逆轉(zhuǎn)錄。問16人類基因組計劃的研究對象為什

12、么是條染色體？人類基因組計劃的目標(biāo)是什么？     【講述】人類基因組一般是指核基因組，人類體細(xì)胞的細(xì)胞核中含有46條染色體（23對同源染色體）。人類屬于XY型性別決定類型，X、Y為異型的同源染色體，其上所含的遺傳信息有所不同，所以人類基因組計劃研究的是24條染色體，即22條常染色體和X、Y性染色體。    人類基因組計劃的目標(biāo)就是繪制四張圖：遺傳圖、物理圖、序列圖、轉(zhuǎn)錄圖，每張圖均涉及人類的一套染色體。 問17水稻的體細(xì)胞內(nèi)有24條染色體，它的一個基因組中有幾條染色體？果蠅的體細(xì)胞有8條染色體

13、，它的一個基因組中有幾條染色體？       【講述】水稻基因組由12條染色體組成。果蠅的基因組是5條3XY。   課堂小結(jié) 本節(jié)內(nèi)容較為抽象和理論化，所以我采取的方法主要是給學(xué)生提出問題，讓學(xué)生多動手去解決問題，解決新問題的同時，又注意聯(lián)系舊知識，這樣可以使學(xué)生能形成較完整的知識網(wǎng)絡(luò)。同時，通過課件的動畫演示轉(zhuǎn)錄和翻譯的全過程，讓學(xué)生能夠更直觀的了解基因表達(dá)的過程，把抽象的問題形象化。并能收到較好的教學(xué)效果和基本實現(xiàn)以下幾個教學(xué)目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力和表達(dá)能力；培養(yǎng)學(xué)生解決問題的動手能力；培養(yǎng)學(xué)生的探索

14、精神和團(tuán)體協(xié)作精神；幫助學(xué)生建立自信心。    課后習(xí)題 1下列關(guān)于基因的說法，錯誤的是()A基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段B基因的脫氧核苷酸的排列順序就代表遺傳信息C基因是控制生物性狀的遺傳物質(zhì)的功能單位和結(jié)構(gòu)單位D基因是染色體上的一段2以“GAATTG”的互補(bǔ)鏈轉(zhuǎn)錄mRNA，則此段mRNA的序列是()AGAAUUG                BCTTAACCCUUAAC    &#

15、160;                               DGAATTG3骨骼肌細(xì)胞中合成mRNA及多肽鏈的場所分別是()A細(xì)胞質(zhì)與細(xì)胞核            

16、60;   B細(xì)胞核與線粒體C內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與核糖體                                D細(xì)胞核與核糖體1.解析：基因的主要載體是染色體，而染色體的主要成分是DNA和蛋白質(zhì)，因此可以說基因是染色體DNA中有遺傳效應(yīng)的一個片段，不能簡單地說，基因是染色體上的一段

17、。答案：D2.解析：以已知DNA單鏈的互補(bǔ)鏈轉(zhuǎn)錄成的mRNA正好和已知鏈的堿基順序基本相同，因mRNA中沒有堿基T，而對應(yīng)的是堿基U，因此把題干DNA單鏈中的T替換成U即可。答案：A3解析：細(xì)胞內(nèi)mRNA及多肽鏈的合成分別屬于轉(zhuǎn)錄與翻譯過程。轉(zhuǎn)錄主要在細(xì)胞核內(nèi)進(jìn)行，翻譯的場所則是核糖體。答案：D4.解析：考查基因轉(zhuǎn)錄和翻譯過程中的堿基配對規(guī)律。根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則，DNA分子模板鏈上的堿基序列，與mRNA上堿基序列互補(bǔ)，mRNA上堿基序列與tRNA上特定的3個堿基互補(bǔ)，因此，tRNA堿基序列與DNA分子模板鏈上的堿基序列相同(U用T代替即可)。故tRNA為UGC時，對應(yīng)的DNA模板鏈序列為TGC，即蘇氨酸。答案：D5.答案：D    板書 第三節(jié)基因控制蛋白質(zhì)的合成一、從基因到蛋白質(zhì)1.基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段&