《基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成》教案

《基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成》教案《基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成》教案/NUMPAGES1111/11《基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成》教案《基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成》教案第1節(jié)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成一、學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程。2.運用數(shù)學(xué)方法，分析堿基與氨基酸的對應(yīng)關(guān)系。二、教學(xué)重點和難點：1.教學(xué)重點：（1）了解基因控制蛋白質(zhì)合成的中間物質(zhì)──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。2.教學(xué)重難點：（1）理解基因表達的轉(zhuǎn)錄和翻譯的概念和過程（2）認知和區(qū)分相關(guān)概念：遺傳信息、遺傳密碼、密碼子與反密碼子；（3）計算問題：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。三、教學(xué)方法：創(chuàng)設(shè)問題情境，結(jié)合教材有關(guān)轉(zhuǎn)錄和翻譯的圖解、各種對比表及flash動畫演示，化抽象為具體，達到形象和直觀的教學(xué)效果。四、課時安排：1課時五、教學(xué)過程教學(xué)內(nèi)容

教師的組織和引導(dǎo)學(xué)生活動教學(xué)意圖問題探討引入課題：基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄二、遺傳信息的翻譯問題探討與蛋白質(zhì)合成有關(guān)的計算播放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，你認為主要要解決什么問題？教師引導(dǎo)：基因(DNA)就像一張藍圖，生物體就是根據(jù)這張藍圖用蛋白質(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”。提出問題：基因是如何指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的？問題情境：基因（DNA）在細胞核中，而蛋白質(zhì)合成是在細胞質(zhì)的核糖體上進行的，在細胞核的基因如何控制在細胞質(zhì)中的蛋白質(zhì)的合成呢？教師指出：在DNA和蛋白質(zhì)之間，有一種中間物質(zhì)能夠作為傳達DNA信息的信使，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)此物質(zhì)就是RNA。問題情境：RNA又是如何解讀DNA的信息呢？解決問題的途徑：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的堿基如何互補配對？（強調(diào)A-U）轉(zhuǎn)錄與復(fù)制過程有何異同？小結(jié)：場所：細胞核；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）。問題情境：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)？解決問題的途徑：1.學(xué)習(xí)遺傳密碼破譯的推測過程。思考：mRNA的4種堿基如何決定20種氨基酸？推理：1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3個相鄰的堿基決定1個氨基酸。密碼子：mRNA上三個相鄰的堿基稱為一個密碼子。2.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。3.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上的密碼子互補配對，有61種。4.比較遺傳信息、遺傳密碼和反密碼子。5.講述圖解、利用動畫：顯示翻譯過程。講述：核糖體與mRNA的結(jié)合部位會形成2個tRNA的結(jié)合位點。第一個攜帶氨基酸的tRNA的堿基與mRNA的堿基互補配對，進入位點1。第二個攜帶氨基酸的tRNA的堿基與mRNA的堿基互補配對，進入位點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進入位點1，第三個攜帶氨基酸的tRNA的堿基與mRNA的堿基互補配對，進入位點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)合物上脫落離，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：細胞質(zhì)的核糖體；模板：以mRNA為模板；原料：20種氨基酸（由tRNA搬運）；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。問題探討：大家再來探討恐龍能否復(fù)活的問題。（基因如何表達？基因表達需要什么條件？）教師對本節(jié)內(nèi)容進行總結(jié)：基因的表達過程是在細胞中完成的。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)細胞生命活動的各項職責(zé)。歸納遺傳信息流動方向：

與蛋白質(zhì)合成有關(guān)的計算：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？A.3000個和3000個

B.1000個和3000個

C.1000個和4000個

D.3000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學(xué)生觀看學(xué)生討論，回答。

學(xué)生可能會想到，需要使恐龍DNA上的基因表達出來，表現(xiàn)恐龍的特性。學(xué)生思考：有中間物質(zhì)傳遞信息?？磮D表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CAI課件的演示，認識遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過程。學(xué)生思考完成小結(jié)。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CAI演示，感受和認識遺傳信息的翻譯過程。學(xué)生觀看。學(xué)生跟隨教師講解，理解翻譯的過程。

學(xué)生思考，回答。進一步討論、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，認識保護物種的意義。完成練習(xí)。提出探究的問題，引起懸念，明確探究的目標(biāo)。通過問題的步步深入，學(xué)生推理分析，形成結(jié)論。結(jié)合圖解、講述、CAI課件，認識轉(zhuǎn)錄的過程。鞏固知識。通過講述、繪制圖解、分析密碼子表、CAI動態(tài)演示，展示遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯的動態(tài)過程。利用表解，引導(dǎo)學(xué)生通過觀察、思考、歸納獲得知識。讓學(xué)生從細胞水平和分子水平兩個層面，整體認識基因表達的意義。知識歸納使學(xué)生通過解決問題，靈活運用知識。六、教學(xué)反思由于本節(jié)內(nèi)容抽象復(fù)雜,插圖多,涉及的物質(zhì)種類也比較多，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，又要能簡潔、清晰地概述轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程。教師在備課時，一定要仔細分辨并揣摩插圖所表達的意思，并能將不同的插圖內(nèi)容與教學(xué)流程有機地結(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行教學(xué)。多媒體課件可以形象、生動地反映基因表達的過程，這是紙質(zhì)教材難以做到的。在運用多媒體教學(xué)時，教師應(yīng)注意選擇時機，以達到幫助學(xué)生化解難點，化抽