高中生物必修2《第3章遺傳信息的復(fù)制與表達第2節(jié)遺傳信息的表達一基因控制蛋》351北師大教案設(shè)計

基因指導蛋白質(zhì)的合成第四章第1節(jié)基因指導蛋白質(zhì)的合成課時2課時學習內(nèi)容本節(jié)是第四章學習的基礎(chǔ)，也是本章教學的難點所在。本節(jié)內(nèi)容不僅抽象復(fù)雜，而且涉及的物質(zhì)種類非常多，主干知識是遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程，側(cè)枝內(nèi)容是 DNA^RNA吉構(gòu)的比較、核糖與脫氧核糖的比較、三種不同種類的 RNA乂及遺傳密碼的組成。在處理主干和側(cè)枝內(nèi)容關(guān)系時，要合理分配時間，明確不同層次的教學要求。學情分析通過第二、三章的學習，學生對“基因在哪里”以及“基因是什么”有了一定的科學認識，并已經(jīng)對基因究竟是如何起作用的產(chǎn)生了濃厚的興趣，教師可充分利用開頭的“問題探討”、本節(jié)的插圖，設(shè)計一些深入淺出、環(huán)環(huán)相扣的問題來引導學生進行閱讀、思考、討論，讓學生從中體會科學探究的方法和樂趣。教學目標課程標準：知識方面：⑴概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程⑵理解遺傳信息與“密碼子”的概念⑶運用數(shù)學方法，分析堿基與氨基酸的對應(yīng)關(guān)系能力方面：⑴培養(yǎng)學生的邏輯思維能力，使學生掌握一定的科學研究方法。⑵理解結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生物學原理。⑶通過指導學生設(shè)計并制作蛋白質(zhì)合成過程的活動模具，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和實踐能力。教學重難點重點：遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程難點：遺傳信息的翻譯過程教學方法⑴教師講述、舉例、圖示、啟發(fā)與學生閱讀、思考、討論探索相結(jié)合。⑵學案導學課前準備⑴學生的學習準備：完成課前預(yù)習學案，提由疑惑⑵教師的教學準備：課前預(yù)習學案、課內(nèi)探究學案、課后訓練與提高、基因控制蛋白質(zhì)合成的多媒體課件、信使 RNAO轉(zhuǎn)運RNA吉構(gòu)對比圖片教學過程2情境導入、展示目標〖問〗當我們認識到基因的本質(zhì)后，能不能利用這一認識，分析現(xiàn)實生活中一些具體的問題呢？例如，在現(xiàn)實生活中，我們能不能像電影《侏羅紀公園》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，你認為主要要解決什么問題？引導組織學生閱讀 P61第4章的章圖。請學生閱讀章圖中的文字和圖解，詢問學生看懂了什么，又產(chǎn)生了哪些問題。學生閱讀思考討論并回答：需要使恐龍DNA±的基因表達由來，表現(xiàn)恐龍的特性。K設(shè)計意圖》此節(jié)問題探討意在引導學生思考 DNA&生物體內(nèi)有哪些作用，又是如何發(fā)揮作用的。從而激起學生興趣并引入新課，即懂得基因表達的含義集中學生注意力，明確學習目標。㈢合作探究，精講點撥討論：遺傳物質(zhì)DNA-般都存在于細胞核中，而蛋白質(zhì)的合成則是在細胞質(zhì)的核糖體上進行的，那么細胞核中的 DNA是如何控制細胞質(zhì)中蛋白質(zhì)的合成過程的？教師講述：大量的科學實驗表明，信息的傳遞不是由 DNAS接傳遞給蛋白質(zhì)的，而是在細胞核中先把 DNA勺遺傳信息傳遞給RNA然后RNA進入細胞質(zhì)中，在蛋白質(zhì)合成中起模板作用。我們把這種RNA形象地叫做信使RNA簡寫為mRNA此外還有轉(zhuǎn)運 RNA，也叫tRNA,以及核糖體 RNA，也叫rRNA。響力RNA只有一條鏈，它白^結(jié)構(gòu)組成與DNA有什么異同點呢？學生閱讀p63圖4-3，師生討論共同完成，教師適時歸納總結(jié)并演示表格內(nèi)容：RNA^DNA勺比較教師講述：DNA相當于總司令。在戰(zhàn)爭中，如果總司令總是深入前沿陣地直接指揮，就會影響他指揮全局。 DNA被核膜限制在細胞核內(nèi)，必須先把遺傳信息傳給 mRN，A這一過程稱為轉(zhuǎn)錄。K問》為什么mRN融于作DNA勺信使呢？DNA勺遺傳信息是怎樣傳給mRNA勺？結(jié)合多媒體課件或圖示教師精講點撥：①DNA雙螺旋解開，DNA雙鏈的堿基得以暴露，其中一條鏈提供準確模板；②游離的核昔酸隨機地與DNABI的堿基碰撞，當核昔酸的堿基與DNA勺堿基互補時，兩者以氫鍵結(jié)合。③新結(jié)合的核昔酸連接到正在合成的 mRNAb子上；④合成的mRNA^DNAgt上釋放，而后，DNA＜鏈恢復(fù)。學生聽講、閱讀、思考，師生討論共同完成以上問題，即①mRNM單鏈，而且比DNAS,項目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無機酸磷酸磷酸類型常為一種類型信使RNA（mRN）A轉(zhuǎn)移RNA（tRNA）核糖體 RNA（rRNA）分布主要在細胞核，少量在細胞質(zhì)主要在細胞質(zhì)，少量在細胞核（如核仁）結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu)一般是單鏈（且比DNAS,能通過核孔）3因此能夠通過核孔，從細胞核轉(zhuǎn)移到細胞質(zhì)中；②轉(zhuǎn)錄成的RNA的堿基序列，與供轉(zhuǎn)錄用的 DNA單鏈的堿基序列之間的堿基是互補配對關(guān)系，與DNA＜鏈間堿基互補配對不同的是，RNABI中與DNAgyA配對的是U,不是T。這樣轉(zhuǎn)錄由的這個mRNAtDNA另一條鏈的堿基序列基本相同，只是 DNA鏈上T的位置，RNAS上是U,從而保證了轉(zhuǎn)錄的準確性。教師講述：轉(zhuǎn)錄與都需要模板、都遵循堿基互補配對規(guī)律，等等?？梢詮乃钘l件、過程中的具體步驟和過程中所表現(xiàn)出的規(guī)律等角度進行對比分析。學生思考、討論，教師指導、補充，最后歸納，并演示以下表格：DNAS大功能的執(zhí)行情況比較（表二）DNA的功能遺傳信息表達遺傳信息轉(zhuǎn)錄翻譯（待學）概念以親代DNA^J模板合成子代DNA勺過程以DNA中的一條鏈為卞g板，合成mRNA勺過程時間減數(shù)第一次分裂間期或有絲分裂間期在生長發(fā)育的連續(xù)過程中場所在細胞核（主要），線粒體，葉綠體條件模板以DNA勺兩條鏈為模板以DNA勺一條鏈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酶DNA?旋酶，DN課合酶等RN課合酶等能量需要ATP堿基配對原則A— T， T— A， G— C， C— GA— U， T— A， G— C， C— G過程①DNA＜螺旋解開，每條鏈提供準確模板；②按照堿基互補配對原則，各自合成子鏈；③子、母鏈結(jié)合盤繞形成兩個新 DN6子①DNA＜螺旋解開，其中一條鏈提供準確模板；②按照堿基互補配對原則，形成mRNA③合成的mRN激DNAB1上釋放，而后，DNA？Ot恢復(fù)。產(chǎn)物兩個一樣的雙鏈DNA^b子一條單鏈的mRNA特點邊解旋邊，半保留式， （半不連續(xù)連續(xù)，可有多個起始點）邊解旋邊轉(zhuǎn)錄，雙鏈 DNA分子全保留式轉(zhuǎn)錄。 （可有多個基因同時轉(zhuǎn)錄）遺傳信息的傳遞方向親代DN/^子代DNADNA>mRNA通過RNAI等遺傳信息反映到蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)上，使后代重現(xiàn)親代性狀計算規(guī)律DNA（基因）中的堿基數(shù)mRN盼子中的堿基數(shù)蛋白質(zhì)“多肽鏈”中氨基酸數(shù)（ =參加轉(zhuǎn)運的 tRNA）4（6n）（3n）（=mRN冊子中的密碼子數(shù)）（n）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)？并展示本節(jié)的學習目標。㈢合作探究，精講點撥教師提出翻譯的概念，即游離在細胞質(zhì)中的各種氨基酸，以mRNM模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程， 稱為遺傳信息的翻譯。K問》翻譯過程中mRNA±的堿基是如何決定蛋白質(zhì)中的氨基酸的?

(1)請學生先答出組成蛋白質(zhì)的氨基酸的種類以及蛋白質(zhì)多樣性的原因?即:一般有20種；蛋白質(zhì)多樣性是由氨基酸種類、數(shù)量、排列順序及空間結(jié)構(gòu)決定的。(2)思考(2)思考:氨基酸有20種，而信使RNA只有四種堿基(A、C、C、U)，如何決定 20種氨基酸呢?邏輯推理:一個堿基決定一個氨基酸，只能決定4種， 41=4，不行；一個堿基決定一個氨基酸，只能決定兩個堿基決定一個氨基酸，只能決定 16種，42=16，不行；三個堿基決定一個氨基酸，只能決定 64種，43=64，足夠有余。教師簡介密碼子的發(fā)現(xiàn)過程1961年英國的克里克和同事用實驗證明一個氨基酸是由信使RNA±的三個相鄰堿基決定的。美國年輕的生物化學家尼倫伯格和同事用人工合成方式，首先闡明了遺傳密碼的第一個字---UUU，即決定苯丙氨酸的密碼子。1967年科學家已將20種氨基酸的密碼子全部破譯。投影顯示20種氨基酸的密碼子表并解說。學生查密碼子表，分析密碼子的特點，練會查表。(3)游離于細胞質(zhì)基質(zhì)中的氨基酸是怎樣到達核糖體并按一定排列順序形成蛋白質(zhì)呢?學生活動：閱讀教材 P65?66并回答：需要一種搬運工具搬運―即另一種RNA裝運RNA即tRNA)。教師由示轉(zhuǎn)運RNA模型圖并講解：轉(zhuǎn)運RNA種類很多，但每種轉(zhuǎn)運RNAR能識別并轉(zhuǎn)運1種氨基酸。這是因為在轉(zhuǎn)運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。例如：信使RNA±的三個堿基AAA就是一個密碼，轉(zhuǎn)運RNA中轉(zhuǎn)運賴氨酸的轉(zhuǎn)運RNA一端的三個堿基是UUU只有它才能按照堿基互補配對原則配對。指導學生進行以下比較，師生共同整理歸納：.我們再次比較三種RNA的功能。.比較遺傳信息、遺傳密碼和反密碼子。（答案略）教師繼續(xù)講述：由于核糖體中的信使 RNA中有許多密碼子，每個密碼子與轉(zhuǎn)運特定氨基酸的轉(zhuǎn)運 RNA^夠堿基配對，這樣它才能對號入座。也就是說一種轉(zhuǎn)運 RNA&哪個位置上對號人座是靠轉(zhuǎn)運RNA勺三個堿基去識別。而位置則是信使RNA按遺傳信息預(yù)先定了的，同時課件展示蛋白質(zhì)合成示意圖：mRNAS入細胞質(zhì)，與核糖體結(jié)合，當轉(zhuǎn)運RNAg載著一個氨基酸進入到核糖體以后，就以信使 RNM模板，按照堿基互補配對原則，把轉(zhuǎn)運來的氨基酸放在位點1上，第二個轉(zhuǎn)運RNA攜帶相應(yīng)的氨基酸以同樣的方式進入位點 2，此時這兩個氨基酸形成肽鍵，并且第一個氨基酸與它的轉(zhuǎn)運 RN6離，并轉(zhuǎn)移到第二個轉(zhuǎn)運RNA上。與此同時，核糖體沿著信使RNA繼續(xù)滑動三個堿基的位置，并讀取下一個密碼子，第一個轉(zhuǎn)運RNA^F核糖體，第二個轉(zhuǎn)運RNA8入位點1,新的轉(zhuǎn)運RNA攜帶相應(yīng)氨基酸進入位點 2。上述過程如此往復(fù)地進行，肽鏈也就不斷地延伸，5直到信使RNA±fH現(xiàn)終止密碼子為止。肽鏈合成以后，從信使 RNA±脫離開來，再經(jīng)過細胞質(zhì)內(nèi)的某些細胞器（如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等）的加工如盤曲折疊螺旋，最終合成一個具有一定氨基酸順序的。有一定功能的蛋白質(zhì)分子。學生聽講、思考，并嘗試歸納以下問題：〖問〗1.氨基酸如何進入核糖體？核糖體上有幾個翻譯的位點？核糖體移動的方向？肽鏈如何形成？學生看圖思考、討論回答（答案略），并組織學生繼續(xù)完成翻譯與轉(zhuǎn)錄、過程的異同點的對比。（完成下表）DNA的功能遺傳信息表達遺傳信息轉(zhuǎn)錄翻譯（待學）概念以親代DNA^J模板合成子代DNA勺過程以DNA中的一條鏈為卞g板，合成mRNA勺過程游離在細胞質(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)的過程時間減數(shù)第一次分裂間期或有絲分裂間期在生長發(fā)育的連續(xù)過程中在生長發(fā)育的連續(xù)過程中場所在細胞核（主要），線粒體，葉綠體在細胞質(zhì)的核糖體上條件模板以DNA勺兩條鏈為模板以DNA勺一條鏈為模板以mRN的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軍旋酶，DNA1合酶等DNA軍旋酶，RN課合酶等（各種合成酶等）能量需要ATP堿基配對原則TOC\o"1-5"\h\zA—T， T— A， G— C， C— GA—U， /