《基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成》教案01987

《基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成》教案01987《基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成》教案01987/NUMPAGES12·PAGE12·《基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成》教案01987《基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成》教案01987學(xué)校：陸河中學(xué)學(xué)科：生物編寫人：彭成仰第四章第1節(jié)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成教材分析：本節(jié)是第四章學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，也是本章教學(xué)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與RNA結(jié)構(gòu)的比較、核糖與脫氧核糖的比較、三種不同種類的RNA以及遺傳密碼的組成。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(xué)要求。教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)：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(xué)方法，分析堿基與氨基酸的對應(yīng)關(guān)系

2、能力目標(biāo)⑴培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力，使學(xué)生掌握一定的科學(xué)研究方法。

⑵理解結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生物學(xué)原理。

⑶通過指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計并制作蛋白質(zhì)合成過程的活動模具，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和實踐能力。教學(xué)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學(xué)情分析通過第二、三章的學(xué)習(xí)，學(xué)生對基因是什么以及基因能夠決定生物體性狀有了一定的科學(xué)認(rèn)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，教學(xué)方法教師講述、舉例、圖示、啟發(fā)與學(xué)生閱讀、思考、討論探索相結(jié)合。課前準(zhǔn)備1、學(xué)生的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備：完成課前預(yù)習(xí)學(xué)案，提出疑惑2、教師的教學(xué)準(zhǔn)備：課前預(yù)習(xí)學(xué)案、課內(nèi)探究學(xué)案、課后訓(xùn)練與提高、基因控制蛋白質(zhì)合成的多媒體課件七．課時安排：2課時內(nèi)容和練習(xí)各一節(jié)八．教學(xué)過程第一課時㈠復(fù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑基因蛋白質(zhì)方式（二）本節(jié)課的重點㈢合作探究，精講點撥討論：遺傳物質(zhì)DNA一般都存在于細(xì)胞核中，而蛋白質(zhì)的合成則是在細(xì)胞質(zhì)的核糖體上進(jìn)行的，那么細(xì)胞核中的DNA是如何控制細(xì)胞質(zhì)中蛋白質(zhì)的合成過程的？引導(dǎo)學(xué)生推斷可能的兩種途徑（直接或間接），然后討論哪種途徑是可行的。好比具有不同語言的兩個國家間的交往一樣，必須時常委派一些能懂這兩國語言的使者才能進(jìn)行友好往來。使學(xué)生知道細(xì)胞核中DNA所攜帶的遺傳信息也必須通過中間媒介傳遞到細(xì)胞質(zhì)中，才能指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成。

教師講述：大量的科學(xué)實驗表明，信息的傳遞不是由DNA直接傳遞給蛋白質(zhì)的，而是在細(xì)胞核中先把DNA的遺傳信息傳遞給RNA，然后RNA進(jìn)入細(xì)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。〖問〗RNA只有一條鏈，它的結(jié)構(gòu)組成與DNA有什么異同點呢？學(xué)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與DNA的比較項目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（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，能通過核孔）練習(xí)反饋1教師講述：DNA相當(dāng)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(xì)胞核內(nèi)，必須先把遺傳信息傳給mRNA，這一過程稱為轉(zhuǎn)錄。DNA的遺傳信息是怎樣傳給mRNA的？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(zhǔn)確模板；②游離的核苷酸隨機地與DNA鏈的堿基碰撞，當(dāng)核苷酸的堿基與DNA的堿基互補時，兩者以氫鍵結(jié)合。③新結(jié)合的核苷酸連接到正在合成的mRNA分子上；④合成的mRNA從DNA鏈上釋放，而后，DNA雙鏈恢復(fù)。㈣小結(jié)轉(zhuǎn)錄的相關(guān)知識練習(xí)及時反饋2過渡DNA將遺傳信息傳給mRNA后，后者將通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，mRNA又是如何指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的呢？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)？（五）合作探究，精講點撥教師提出翻譯的概念，即游離在細(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)的過程，稱為遺傳信息的翻譯。課件翻譯的過程示意圖：穿插介紹TRNA和密碼子表的相關(guān)知識閱讀教材P65～66并回答:需要一種搬運工具搬運--即另一種RNA(轉(zhuǎn)運RNA,即tRNA)。

教師出示轉(zhuǎn)運RNA模型圖并講解:轉(zhuǎn)運RNA種類很多，但每種轉(zhuǎn)運RNA只能識別并轉(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上的三個堿基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。學(xué)生查密碼子表，分析密碼子的特點，練會查表。過程講解mRNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，與核糖體結(jié)合，當(dāng)轉(zhuǎn)運RNA運載著一個氨基酸進(jìn)入到核糖體以后，就以信使RNA為模板，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(jìn)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RNA分離，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開核糖體，第二個轉(zhuǎn)運RNA進(jìn)入位點1，新的轉(zhuǎn)運RNA攜帶相應(yīng)氨基酸進(jìn)入位點2。上述過程如此往復(fù)地進(jìn)行，肽鏈也就不斷地延伸，直到信使RNA上出現(xiàn)終止密碼子為止。

肽鏈合成以后，從信使RNA上脫離開來，再經(jīng)過細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的某些細(xì)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(xué)生聽講、思考，并嘗試歸納翻譯的特點組織學(xué)生繼續(xù)完成翻譯與轉(zhuǎn)錄、復(fù)制過程的異同點的對比。（完成下表）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的過程以DNA中的一條鏈為模板，合成mRNA的過程游離在細(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(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堿基配對原則A—T，T—A，G—C，C—GA—U，U—A，G—C，C—GA—U，U—A，G—C，C—G過程①DNA雙螺旋解開，每條鏈提供準(zhǔn)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DNA分子①DNA雙螺旋解開，其中一條鏈提供準(zhǔn)確模板；②按照堿基互補配對原則，形成mRNA；③合成的mRNA從DNA鏈上釋放，而后，DNA雙鏈恢復(fù)。①mRNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，與核糖體結(jié)合，mRNA作為模板；②按照堿基互補配對原則與mRNA上每三個堿基配對的tRNA運載著氨基酸進(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）一個mRNA分子上可以象機結(jié)合多個核糖體，同時進(jìn)行多條肽鏈的合成，翻譯界素后，mRNA分解成蛋個核苷酸。遺傳信息的傳遞方向親代DNA→子代DNADNA→mRNA通過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)運的tRNA）（=mRNA分子中的密碼子數(shù)）（n）師生共同歸納總結(jié)遺傳信息的傳遞，當(dāng)堂檢測，及時反饋糾正㈤課堂練習(xí)題及作業(yè)九．板書設(shè)計第一節(jié)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成1．轉(zhuǎn)錄（1）在細(xì)胞核中，以DNA雙鏈中的一條為摸板合成mRNA的過程。（2）DNA與RNA的比較（3）過程（場所、摸板、條件、原料、產(chǎn)物、去向等）2．翻譯（1）在細(xì)胞質(zhì)的核糖體上，氨基酸以mRNA為摸板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。（2）實質(zhì)：將mRNA中的堿基序列翻譯成蛋白質(zhì)的氨基酸序列。（3）UUCACUUUCACUAAGCUUUCGCGCGAAUGAⅡⅠ（4）（64個）密碼子：mRNA上決定