基因指导蛋白质的合成教案分析.docx

基因指导蛋白质的合成教案分析一、 教学目标： 1.概述遗传信息的转录和翻译的过程。 2.运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系。 二、教学重点和难点： 1.教学重点： （1）了解基因控制蛋白质合成的中间物质RNA的基本单位、化学组成和种类，以及它与DNA在组成、结构、功能和分布等方面的异同； （2）理解基因表达的转录和翻译的概念及过程； （3）比较转录和翻译的异同； （4）认知和区分相关概念：遗传信息、遗传密码、密码子与反密码子； （5）计算问题：基因(DNA)碱基、RNA碱基和氨基酸的对应关系。 2.教学重难点： （1）理解基因表达的转录和翻译的概念和过程 （2）认知和区分相关概念：遗传信息、遗传密码、密码子与反密码子； （3）计算问题：基因(DNA)碱基、RNA碱基和氨基酸的对应关系，以图解方法解决。 三、教学方法： 创设问题情境，结合教材有关转录和翻译的图解、各种对比表及flash动画演示，化抽象为具体，达到形象和直观的教学效果。 四、课时安排： 2 课时 五、教学实施的程序 教学内容 教师的组织和引导 学生活动 教学意图 问 题 探 讨 引入课题：基因指导蛋白质的合成 遗传信息的转录 遗传信息的翻译 问题探讨与蛋白质合成有关的计算第1课时 播放5分钟侏罗纪公园电影。 提问：电影中的科学家是怎么使已灭绝的动物复活的？ 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？ 教师引导：基因(DNA)就像一张蓝图，生物体就是根据这张蓝图用蛋白质构建起来的。要解决这个问题，我们还需要研究“基因的表达”。 提出问题：基因是如何指导蛋白质合成的？ 问题情境：基因（DNA）在细胞核中，而蛋白质合成是在细胞质的核糖体上进行的，在细胞核的基因如何控制在细胞质中的蛋白质的合成呢？ 教师指出：在DNA和蛋白质之间，有一种中间物质能够作为传达DNA信息的信使，科学家发现此物质就是RNA。 问题情境：RNA又是如何解读DNA的信息呢？ 解决问题的途径： 1.看图并列表比较：两种核酸（DNA和RNA）在化学元素、基本单位、化学组成、结构、功能和分布等方面的区别 2.看图了解：三种RNA的结构及功能。 3. 图示P63图4-4以DNA为模板转录RNA的图解。利用视频：显示转录过程。讲解DNAmRNA的转录过程。 讲述：细胞中游离的核糖核苷酸与供转录用的DNA的一条链上的碱基互补配对，在RNA聚合酶的作用下，依次连接，形成一个mRNA分子。 设问：DNA的碱基与RNA的碱基如何互补配对？（强调A-U） 转录与复制过程有何异同？ 小结： 场所：细胞核； 模板：DNA解旋，以其中一条链为模板； 原料：4种核糖核苷酸（A、U、C、G）； 条件：ATP、酶（RNA聚合酶）； 产物：单链的mRNA（信使RNA）。 练习巩固 第2课时 问题情境： 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？mRNA如何将信息翻译成蛋白质？ 解决问题的途径： 1.学习遗传密码破译的推测过程。 思考：mRNA的4种碱基如何决定20种氨基酸？ 推理：1种碱基决定1种氨基酸？（不可能） 2个碱基决定1种氨基酸？（16种组合方式也不能决定20种氨基酸，不行。） 提出：mRNA上每3个相邻的碱基决定1个氨基酸。 密码子：mRNA上三个相邻的碱基称为一个密码子。 2.查密码子表，分析密码子的特点： (1)一个密码子决定一个特定的氨基酸；(2)有的氨基酸可能有一个以上的密码子；(3)起始密码子、终止密码子。64种密码：61个编码控制20种氨基酸合成，另外3个（UAG、UAA、UGA）不编码任何氨基酸，而是合成蛋白质的终止信号又称终止密码。 3.再次比较三种RNA（特别是tRNA）的功能。 反密码子：每个tRNA上的三个碱基，可以与mRNA上的密码子互补配对，有61种。 4.比较遗传信息、遗传密码和反密码子。 5.讲述图解、利用动画：显示翻译过程。 讲述：核糖体与mRNA的结合部位会形成2个tRNA的结合位点。第一个携带氨基酸的tRNA的碱基与mRNA的碱基互补配对，进入位点1。第二个携带氨基酸的tRNA的碱基与mRNA的碱基互补配对，进入位点2。两个氨基酸脱水缩合，第一个氨基酸通过肽键转移到位点2的tRNA上。核糖体沿着mRNA移动，位点1的tRNA离开核糖体，位点2的tRNA进入位点1，第三个携带氨基酸的tRNA的碱基与mRNA的碱基互补配对，进入位点2，继续肽链的合成，直到读取到mRNA的终止密码为止。一个mRNA分子可以与多个核糖体结合，同时进行多条肽链的合成。 肽链合成后，从核糖体与mRNA的复合物上脱落离，经过盘曲和折叠等方式形成具有一定空间结构和功能的蛋白质分子。 小结：场所：细胞质的核糖体； 模板：以mRNA为模板； 原料：20种氨基酸（由tRNA搬运）； 条件：ATP、酶 产物：有一定氨基酸顺序的肽链。 列表比较：翻译与转录、复制过程的异同点。问题探讨： 大家再来探讨恐龙能否复活的问题。（基因如何表达？基因表达需要什么条件？）教师对本节内容进行总结： 基因的表达过程是在细胞中完成的。DNA分子、RNA分子、氨基酸分子和核糖体，线粒体等众多细胞器一道，完成遗传信息的转录和翻译过程。在组成蛋白质的肽链合成后，就从核糖体与mRNA的复合物上脱离，经过一系列步骤，被运送到各自的岗位，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子，开始承担细胞生命活动的各项职责。 归纳遗传信息流动方向： 基因指导蛋白质的合成-高中生物学教案 与蛋白质合成有关的计算： 思考：DNA的碱基、mRNA的碱基与氨基酸个数的关系？ 例：一条多肽链中有氨基酸1 000个，则作为合成该多肽链模板的信使RNA和用来转录该信使RNA的基因分子分别至少有碱基多少个？ A.3 000个和3 000个 B.1 000个和3 000个 C.1 000个和4 000个 D.3 000个和6 000个 小结： DNA的碱基数:mRNA的碱基数:蛋白质的氨基酸数= 6:3:1 学生观看 学生讨论，回答。 学生可能会想到，需要使恐龙DNA上的基因表达出来，表现恐龙的特性。 学生思考：有中间物质传递信息。 看图表分析比较核糖与脱氧核糖的区别，DNA与RNA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。学生思考完成练习。 思考碱基与氨基酸的对应关系；学会查密码子表，并了解推算密码子的数量和种类的方法；通过看图和CAI演示，感受和认识遗传信息的翻译过程。学生观看。 学生跟随教师讲解，理解翻译的过程。学生思考，回答。 进一步讨论、争论利用DNA能否复活恐龙，从理论上和实际情况两种可能性讨论，认识保护物种的意义。完成练习。提出探究的问题，引起悬念，明确探究的目标。通过问题的步步深入，学生推理分析，形成结论。结合图解、讲述、CAI课件，认识转录的过程。巩固知识。 通过讲述、绘制图解、分析密码子表、CAI动态演示，展示遗传信息的转录和翻译的动态过程。利用表解，引导学生通过观察、思考、归纳获得知识。 让学生从细胞水平和分子水平两个层面，整体认识基因表达的意义。 知识归纳使学生通过解决问题，灵活运用知识。20 20