1基因指导蛋白质的合成教学设计教案.doc

   教学准备
1.   教学目标
1.1 知识与技能：
①概述遗传信息的转录和翻译。
②运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系。
1.2过程与方法：
①作好本章的引子。
②准确把握主干知识与侧枝内容的教学要求
ƒ充分利用教材中的插图
1.3 情感态度与价值观：
①认同基因指导蛋白质合成的方法
2.   教学重点/难点
2.1 教学重点
①遗传信息转录和翻译的过程
2.2 教学难点
①遗传信息的翻译过程。
3.   教学用具
教学课件
4.   标签
   教学过程
引入新课
片段1：导入
师：当我们认识到基因的本质后，能不能利用这一认识，分析现实生活中一些具体的问题呢？例如，在现实生活中，我们能不像电影《侏罗纪公园》中描述的那样，利用恐龙的DNA，使恐龙复活呢？
生：讨论、争论，看图，形成新的问题
（提出探究的问题，引起悬念，明确探究的目标）
师：如果能利用恐龙的DNA使恐龙复活，你认为主要要解决什么问题？
生：需要使恐龙DNA上的基因表达出来，表现恐龙的特性。
师：看来要解决这个问题，我们还需要研究“基因的表达”。引导学生看本章的章图。询问学生看懂了什么，又产生了哪些问题。
师：基因是如何指导蛋白质合成的？导入新课。
片段2学习转录过程
师：DNA在细胞核中，而蛋白质合成是在细胞质中进行的，两者如何联系起来？
推测有一种物质能够作为传达DNA信息的信使，科学家发现此物质就是RNA。
师：如何解读DNA信息？
生：看图分析比较核糖和脱氧核糖的区别，通过图形和CAI课件的演示，认识遗传信息的转录过程，并且完成对比表格。
RNA与DNA的比较

师：DNA是如何转录的，特点是什么？转录的单位是什么？转录与复制有何异同？
（通过问题的步步深入，学生推理分析，形成结论）
生：学生阅读教材找到答案。
（结合图解、讲CAI课件，认识转录的过程）
教师讲述：DNA相当于总司令。在战争中，如果总司令总是深入前沿阵地直接指挥，就会影响他指挥全局。DNA被核膜限制在细胞核内，必须先把遗传信息传给mRNA，这一过程称为转录。
教师提问：为什么mRNA适于作DNA的信使呢？DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的？
结合多媒体课件或图示教师精讲点拨：
①DNA双螺旋解开，DNA双链的碱基得以暴露，其中一条链提供准确模板；
②游离的核苷酸随机地与DNA链的碱基碰撞，当核苷酸的碱基与DNA的碱基互补时，两者以氢键结合。
③新结合的核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上；
④合成的mRNA从DNA链上释放，而后，DNA双链恢复。
学生听讲、阅读、思考，师生讨论共同完成以上问题，即①mRNA为单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中；②转录成的RNA的碱基序列，与供转录用的DNA单链的碱基序列之间的碱基是互补配对关系，与DNA双链间碱基互补配对不同的是，RNA链中与DNA链的A配对的是U，不是T。这样转录出的这个mRNA与DNA另一条链的碱基序列基本相同，只是DNA链上T的位置，RNA链上是U，从而保证了转录的准确性。
教师讲述：转录与复制都需要模板、都遵循碱基互补配对规律，等等。可以从所需条件、过程中的具体步骤和过程中所表现出的规律等角度进行对比分析。
师：转录得到的RNA仍是碱基序列，而不是蛋白质。那么，RNA上的碱基序列如何能变成蛋白质中氨基酸的种类、数量和排列顺序呢？RNA如何将信息翻译成蛋白质？
设疑提问：通过转录过程遗传信息传递给mRNA，那么传到mRNA上的遗传信息是怎么控制蛋白质合成的呢？引出第二部分教学内容——翻译（同时板书）
翻译：
继续设疑：
1.组成蛋白质的氨基酸有多少种？（20）
2.mRNA只有4种碱基，怎样决定20种氨基酸呢？
让学生根据下面提出的问题分组讨论mRNA上的碱基与氨基酸之间的对应关系并交流结果。
问题：
1为什么不是一个碱基决定一个氨基酸？
2为什么不是两个碱基决定一个氨基酸？
3为什么是三个碱基决定一个氨基酸？
4三个碱基组成的一个密码子共有多少钟？
5.64种密码子和20种氨基酸怎样对应？让学生阅读教材P65密码子表。
问题提升：分析讨论P65【思考与讨论】1、2、3总结密码子的两个特性——通用性和简并性（同时板书）
巩固练习：教材P67拓展题：1.和2
继续设疑：是谁把细胞质中游离的氨基酸运到蛋白质的“装配机器”——核糖体上的？————引出tRNA
课件显示：tRNA的结构示意图，特别注意反密码子的种类和读取的方向 （61种，从携带氨基酸的那一端开始读取）
继续设疑：tRNA怎样把细胞质中游离的氨基酸运到蛋白质的“装配机器”——核糖体上呢？————引出对翻译过程的学习
翻译的过程：
首先提出问题串：翻译的场所、过程、原料、产物、酶、模板、模板的去路、配对的原则分别是什么？
再播放课件动画演示翻译的过程，提醒学生带着问题仔细看。然后填表并进行角色表演，演错了下台。
（课前，我先依次把写有密码子AUG、UAC、CAC、CAU、AGU、UUU、UAA、CUC、的硬纸片粘在一根长绳子上作mRNA，在十张等大小的长方形硬纸片上分别写上“亮氨酸、甲硫氨酸，组氨酸、组氨酸、丝氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、苏氨酸等。再准备画有反密码子为UAC、AUG、GUG、GUA、UCA、AAA、AUU、GAG的tRNA的纸帽子。裁好的胶带作肽键。）
角色扮演：一.选演员（原则：根据回答下列问题的准确率和速度来确定扮演各个结构的演员。）
 1．翻译的场所是什么?核糖体里有几个位点?——定核糖体
 2.翻译的模板是什么？什么是密码子?——定mRNA
 3起始密码是什么？对应的反密码子是什么？——定反密码子为AUC的tRNA。依次找出其它扮演tRNA的演员。
二、准备
1.演员生1核糖体站在前面面向全体同学。
2.两个演员mRNA生2和生3分别拽着绳子的两端站在两边.
3.转运tRNA戴好各自的帽子，在前面站成一排。
4.老师把氨基酸纸片贴在黑板上。
5.其他同学是观众，观看他们是否有错。找出错误的同学替换出错演员上场。
三、表演
1.生2和生3,让绳子上的密码子AUG、UAC、分别进入核糖体生1的位点1（右手）和位点2（左手）。
2.戴UAC帽子演员生4出列赶紧到黑板上拿甲硫氨酸，然后到生1处摘下帽子与密码子识别互补，
3.戴AUG帽子演员生5赶紧到黑板上拿酪氨酸，然后到生1处摘下帽子与密码子识别互补，
4. 生1拿肽键的胶条把两个氨基酸连在一起，形成一个二肽，放在生5手里，沿mRNA移动一个密码子的位置。生4离开，生5进入1号位。
5. 生6携带组氨酸进入2号位，重复前面的步骤，直到没有演员过来，翻译停止。
6. 最后生1介绍：“肽链离开核糖体，被送到相应的位置盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质。我离开mRNA，然后mRNA可能会解体。
鼓掌，退场。
总结提问：谁搬运了组氨酸？（生4和生5）这说明了什么？（一种tRNA只能搬运一种氨基酸，而一种氨基酸可以由多种tRNA搬运。
总结概述：分别找两个学生概述翻译的过程，总结翻译的概念。（板书）
再设疑：若短时间需要合成大量相同氨基酸序列的多肽链，精密的细胞是如何保证的呢？
引导学生看教材最后一图，并播放动画。让学生明白：一个mRNA可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成。
 四、完成预习作业中的实践活动：破译遗传信息。
提问：通过上面的探索过程，相信大家已经学会怎样破译基因所含的遗传信息了。现在请同学们完成预习作业中的第二部分：破译遗传信息。

（学生进行实践活动。）
答案：根据“基因→mRNA→蛋白质”这条主线。这段遗传信息所决定的氨基酸序列是：甲硫氨酸-谷氨酰氨-酪氨酸-甘氨酸-谷氨酰氨-亮氨酸-亮氨酸
这样处理保证整节课的完整性，因为在课的开始，提出了问题：“这个基因决定着什么样的生物性状呢？这就是我们这节课所要探究的主要内容。”所以，在课临近结束时，让学生完成实践，学生获得成就感。而且，通过实践，使学生回顾了这节课新知识的主线条：基因→mRNA→蛋白质；从知识回顾中还获得了新知识，那就是在实践中发现的：多种密码子可以决定同一种氨基酸及终止子的意义等。）
   课堂小结
本节教材的特点之一是插图多而复杂。尤其是转录过程流程图、翻译过程流程图和一个mRNA分子上的多个核糖体同时合成多条肽链示意图等。备课时教师要仔细分辨并揣摩插图所表达的意思，并能将不同的插图内容与教学流程有机的结合起来还要分清主次和轻重。
   课后习题
1．下列对转运RNA的描述，正确的是（   C    ）    
A．每种转运RNA能识别并转运多种氨基酸 
B．每种氨基酸只有一种转运RNA能转运它 
C．转运RNA能识别信使RNA上的密码子 
D．转运RNA转运氨基酸到细胞核内 
2.遗传物质的功能之一是传递遗传信息，下列哪一项与该功能无关（  B   ）     
A．DNA复制       B．蛋白质合成        
C．细胞分裂       D．生殖 
3.不属于基因功能的是（   B   ）   
A．携带遗传信息  B．携带遗传密码  
C．能转录信使RNA  D．能控制蛋白质的合成 
4.在蛋白质的合成过程中，决定蛋白质种类的是（   B  ）   
A．核苷酸        B．信使RNA      
C．核糖体        D．转运RNA 
5填空题：已知几种氨基酸的密码子为
精氨酸：CGU、CGC、CGA、CGG、AGA、AGG  缬氨酸：GUU、GUC、GUA、GUG
甘氨酸：GGU、GGC、GGA、GGG 组氨酸：CAU、CAC 色氨酸：UGG甲硫氨酸：AUG 
（1）用化学方法使一种六肽分子降解，在其产物中测出三种三肽：
甲硫氨酸—组氨酸—色氨酸；精氨酸—缬氨酸—甘氨酸；甘氨酸—甲硫氨酸—组氨酸
①这种六肽的氨基酸顺序为                        。 
②编码这个六肽的DNA分子至少含           个脱氧核糖。
（2）某一蛋白质分子分析表明，在编码甘氨酸的位点上发生的三个突变都是由一个碱基替换引起的。突变的起源如下：

则甘氨酸最可能的密码子是___________________。
（3）当基因片段转录链中转录成GUC的CAG突变为CAA时，这种突变的结果对该生物的影响是___________________ 。
答案：
（1）①精氨酸—缬氨酸—甘氨酸—甲硫氨酸—组氨酸—色氨酸  ②36   
（2）GG    
（3）没有影响