基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成教案

基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成教材分析地位作用“基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成”是普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書生物必修二“遺傳與進(jìn)化”第四章內(nèi)容。本節(jié)課的內(nèi)容是在學(xué)習(xí)了《基因的本質(zhì)》的基礎(chǔ)上所進(jìn)行的，學(xué)好本節(jié)課程即可以使學(xué)生鞏固前面的知識，也為學(xué)好基因突變做好鋪墊。主要內(nèi)容基因是生命活動的控制者，蛋白質(zhì)是生命活動的重要體現(xiàn)者，本節(jié)內(nèi)容將生命活動中的兩大物質(zhì)緊密聯(lián)系起來。通過學(xué)習(xí)本節(jié)課程內(nèi)容，掌握DNA和RNA、轉(zhuǎn)錄與翻譯、密碼子與反密碼子、3種RNA等概念及其之間的關(guān)系。教學(xué)目標(biāo)及重、難點教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)：概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯。能力目標(biāo)：運用數(shù)學(xué)方法，分析堿基與氨。基酸的對應(yīng)關(guān)系情感目標(biāo)：在學(xué)習(xí)生命活動過程中，認(rèn)同保護(hù)物種的意義。教學(xué)重點和難點教學(xué)重點：(1)了解基因控制蛋白質(zhì)合成的中間物質(zhì)一RNA的基本單位、化學(xué)組成和種類，以及它與DNA在組成、結(jié)構(gòu)、功能和分布等方面的異同；(2)理解基因表達(dá)的轉(zhuǎn)錄和翻譯的概念及過程；(3)比較轉(zhuǎn)錄和翻譯的異同；(4)認(rèn)知和區(qū)分相關(guān)概念：遺傳信息、遺傳密碼、密碼子與反密碼子；(5)計算問題：基因(DNA)堿基、RNA堿基和氨基酸的對應(yīng)關(guān)系。教學(xué)難點：（1）理解基因表達(dá)的轉(zhuǎn)錄和翻譯的概念和過程；（2）基因（DNA）堿基、RNA堿基和氨基酸的對應(yīng)關(guān)系，以圖解方法解決。教學(xué)策略由于本節(jié)課比較抽象，學(xué)生對轉(zhuǎn)錄與翻譯過程的空間結(jié)構(gòu)變化會不理解，但這同時也是本節(jié)課的重點。所以我會利用動畫把抽象的知識直觀化，讓同學(xué)能更好的理解反應(yīng)過程。在這節(jié)課的末尾，利用習(xí)題鞏固所學(xué)的知識。教學(xué)過程第一課時提出問題，創(chuàng)設(shè)情境，引入課題教師活動：播放5分鐘《侏羅紀(jì)公園》電影。提問：電影中的科學(xué)家是怎么使已滅絕的動物復(fù)活的？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題？學(xué)生活動：學(xué)生觀看、討論和回答問題。（學(xué)生可能會想到，需要使恐龍DNA上的基因表達(dá)出來，表現(xiàn)恐龍的特性。）結(jié)論：基因（DAN）就像一張藍(lán)圖，生物體就是根據(jù)這張藍(lán)圖用蛋白質(zhì)構(gòu)建起來的。要解決這個問題，我們還需要研究“基因的表達(dá)”。引入課題：基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成教師活動：提出問題：基因是如何指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成？基因在細(xì)胞核中，而蛋白質(zhì)合成是在細(xì)胞質(zhì)的核糖體上進(jìn)行的，在細(xì)胞核的基因如何控制在細(xì)胞之中的蛋白質(zhì)合成呢？學(xué)生活動：思考，有中間物質(zhì)傳遞信息。結(jié)論：在DNA和蛋白質(zhì)之間，有一種中間物質(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。遺傳信息的轉(zhuǎn)錄教師活動：RNA由是如何解讀DNA的信息呢？（1）看圖并列表比較：兩種核酸（DNA和RNA）在化學(xué)元素、基本單位、化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)、功能和分布等方面的區(qū)別。（2）看圖了解：三種RNA的結(jié)構(gòu)及功能。（3）圖示P63圖4—4以DNA為模板轉(zhuǎn)錄RNA的圖解。利用視頻：顯示轉(zhuǎn)錄過程。講解DNA—mRNA的轉(zhuǎn)錄過程。講述：細(xì)胞中游離的核糖核苷酸與供轉(zhuǎn)錄用的DNA的一條鏈上的堿基互補(bǔ)配對，在RNA聚合酶的作用下，依次連接，形成一個mRNA分子。設(shè)問：DNA的堿基與RNA的堿基如何互補(bǔ)配對？（強(qiáng)調(diào)A—U）轉(zhuǎn)錄與復(fù)制有何異同？小結(jié)：場所：細(xì)胞核；模板：DNA解旋，以其中一條鏈為模板；原料：4種核糖核苷酸（A、U、C、G）；條件：ATP、酶（RNA聚合酶）；產(chǎn)物：單鏈的mRNA（信使RNA）。學(xué)生活動：看圖標(biāo)分析比較核糖與脫氧核糖的區(qū)別，DNA與RNA的區(qū)別，通過圖形和課件的演示，認(rèn)識遺傳信息的轉(zhuǎn)錄的過程。第二課時遺傳信息的翻譯教師活動：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)中的氨基酸的種類、數(shù)量和排序順序呢？mRNA如何將信息翻譯成蛋白質(zhì)？學(xué)習(xí)遺產(chǎn)密碼破譯的推測過程。思考：mRNA的4種堿基決定1種氨基酸？（不可能）2個堿基決定1種氨基酸？（16種組合方式也不能決定20種氨基酸，不行。）提出：mRNA上每1個相鄰的堿基決定1個氨基酸。密碼子：mRNA±m(xù)個相鄰的堿基稱為一個密碼子。查密碼子表，分析密碼子的特點：（1）一個密碼子決定一個特定的氨基酸；（2）有的氨基酸可能有一個以上的密碼子；（3）起始密碼子、終止密碼子。64種密碼：61個編碼控制20種氨基酸合成，另外3個（UAG、UAA、UGA）不編碼任何氨基酸，而是合成蛋白質(zhì)的終止信號又稱終止密碼。再次比較三種RNA（特別是tRNA）的功能。反密碼子：每個tRNA上的三個堿基，可以與mRNA上的密碼子互補(bǔ)配對，有61種比較遺傳信息、遺傳密碼和反密碼子。講述圖解、利用動畫，顯示翻譯過程。講述：核糖體與mRNA結(jié)合部位會形成2個tRNA的結(jié)合點。第一個攜帶氨基酸的tRNA的堿基與mRNA的堿基互補(bǔ)配對，進(jìn)入位點1,第二個攜帶氨基酸的tRNA的堿基與mRNA的堿基互補(bǔ)配對，進(jìn)入位點2,兩個氨基酸脫水縮合，第一個氨基酸通過肽鍵轉(zhuǎn)移到位點2的tRNA上。核糖體沿著mRNA移動，位點1的tRNA離開核糖體，位點2的tRNA進(jìn)入為位點1,第三個攜帶氨基酸的tRNA的堿基與mRNA的堿基互補(bǔ)配對，進(jìn)入位點2,繼續(xù)肽鏈的合成，直到讀取到mRNA的終止密碼為止。一個mRNA分子可以與多個核糖體結(jié)合，同時進(jìn)行多條肽鏈的合成。肽鏈合成后，從核糖體與mRNA的復(fù)合物上脫離，經(jīng)過盤曲和折疊等方式形成具有一定空間結(jié)構(gòu)和功能的蛋白質(zhì)分子。小結(jié)：場所：細(xì)胞質(zhì)的核糖體；模板：mRNA；原料：20種氨基酸；條件：ATP,、酶產(chǎn)物：有一定氨基酸順序的肽鏈。列表比較：翻譯與轉(zhuǎn)錄、復(fù)制過程的異同點。學(xué)生活動：思考堿基與氨基酸的對應(yīng)關(guān)系；學(xué)會查密碼子表,并了解推算密碼子的數(shù)量和種類的方法；通過看圖和課件，感受和認(rèn)知遺傳信息的翻譯過程。問題探討教師活動：恐龍能否復(fù)活？（基因如何表達(dá)？）學(xué)生活動：思考，回答。進(jìn)一步討論，爭論利用DNA能否復(fù)活恐龍，從理論上和實際情況兩種可能性討論，認(rèn)識保護(hù)物種的意義。總結(jié)、鞏固、計算（1）DNA與RNA的結(jié)構(gòu)及作用比較項目DNARNA基本單位脫氧核糖核苷酸核糖核苷酸五碳糖脫氧核糖核糖含氮堿基ATGCAUGC空間結(jié)構(gòu)多為雙鏈結(jié)構(gòu)多為單鏈結(jié)構(gòu)主要存在部位細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)（2）轉(zhuǎn)錄、復(fù)制的比較比較項目轉(zhuǎn)錄復(fù)制場所細(xì)胞核細(xì)胞核模板DNA的一條鏈DNA的兩條鏈原料4種核糖核苷酸4種脫氧核苷酸產(chǎn)物mRNADNA（3）復(fù)習(xí)引入P67練習(xí)題（4）思考：DNA的堿基、mRNA的堿基與氨基酸個數(shù)的關(guān)系？例：一條多肽鏈中有氨基酸1000個，則作為合成該多肽鏈模板的信使RNA和用來轉(zhuǎn)錄該信使RNA的基因分子分別至少有堿基多少個？A3000個和3000個B1000個和3000個C1000個和4000個D3000個和6000個小結(jié)：DNA的堿基數(shù)：mRNA的堿基數(shù)：蛋白質(zhì)的氨基酸數(shù)=6:3:1本節(jié)總結(jié)基因的表達(dá)過程是在細(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)胞器一道，完成遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程。在組成蛋白質(zhì)的肽鏈合成后，就從核糖體與mRNA的復(fù)合物上脫離，經(jīng)過一系列步驟，被運送到各自的崗位，盤曲折疊成具有特定空間結(jié)構(gòu)和功能的蛋白質(zhì)分子，開始承擔(dān)細(xì)胞生命活動的各項職責(zé)。轉(zhuǎn)錄翻譯DNA?RNA?蛋白質(zhì)（性狀）教學(xué)反思由于本節(jié)內(nèi)容抽象復(fù)雜，涉及的物質(zhì)種類比較多，應(yīng)要求學(xué)生做好課前預(yù)習(xí)。教學(xué)中，在處理主干知識和側(cè)枝內(nèi)容的關(guān)系時，要做到合理分配時間，明確不同內(nèi)容的教學(xué)要求。教師要注意將知識及時進(jìn)行歸納、比較和總結(jié)。要讓學(xué)生了解各個知識點間的內(nèi)在關(guān)系，又要簡潔、清晰地概述轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程。教師在備課時，一定要仔細(xì)分辨并揣摩插圖所表達(dá)的意思，并能將不同的插圖內(nèi)容與教學(xué)流程有機(jī)結(jié)合起來。在對插圖的處理上，還應(yīng)分清主次和輕重。教材在呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容時，采用圖文并茂的方式來揭示轉(zhuǎn)錄與翻譯的動態(tài)過程。因此，教師不僅要利用插圖達(dá)到形象和直觀的教學(xué)效果，還應(yīng)配合教材中的文字描述作深入淺出的講解，使文字信息與圖形信息結(jié)合起來，讓學(xué)生感知到基因的表達(dá)是一個多層次的、動態(tài)的、相互協(xié)調(diào)和配合的過程。盡可能利用多媒體課件進(jìn)行教學(xué)。多媒體課件可以形象、生動的反映基因表達(dá)