基因指导蛋白质合成教案

基因指导蛋白质合成教材分析地位作用“基因指导蛋白质合成”是普通高中课程标准实验教科书生物必修二“遗传与进化”第四章内容。本节课的内容是在学习了《基因的本质》的基础上所进行的，学好本节课程即可以使学生巩固前面的知识，也为学好基因突变做好铺垫。主要内容基因是生命活动的控制者，蛋白质是生命活动的重要体现者，本节内容将生命活动中的两大物质紧密联系起来。通过学习本节课程内容，掌握DNA和RNA、转录与翻译、密码子与反密码子、3种RNA等概念及其之间的关系。教学目标及重、难点教学目标知识目标：概述遗传信息的转录和翻译。能力目标：运用数学方法，分析碱基与氨。基酸的对应关系情感目标：在学习生命活动过程中，认同保护物种的意义。教学重点和难点教学重点：(1)了解基因控制蛋白质合成的中间物质一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。教学难点：（1）理解基因表达的转录和翻译的概念和过程；（2）基因（DNA）碱基、RNA碱基和氨基酸的对应关系，以图解方法解决。教学策略由于本节课比较抽象，学生对转录与翻译过程的空间结构变化会不理解，但这同时也是本节课的重点。所以我会利用动画把抽象的知识直观化，让同学能更好的理解反应过程。在这节课的末尾，利用习题巩固所学的知识。教学过程第一课时提出问题，创设情境，引入课题教师活动：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？学生活动：学生观看、讨论和回答问题。（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。）结论：基因（DAN）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”。引入课题：基因指导蛋白质的合成教师活动：提出问题：基因是如何指导蛋白质合成？基因在细胞核中，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之中的蛋白质合成呢？学生活动：思考，有中间物质传递信息。结论：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。遗传信息的转录教师活动：RNA由是如何解读DNA的信息呢？（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DNA—mRNA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）。学生活动：看图标分析比较核糖与脱氧核糖的区别，DNA与RNA的区别，通过图形和课件的演示，认识遗传信息的转录的过程。第二课时遗传信息的翻译教师活动：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的氨基酸的种类、数量和排序顺序呢？mRNA如何将信息翻译成蛋白质？学习遗产密码破译的推测过程。思考：mRNA的4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1个相邻的碱基决定1个氨基酸。密码子：mRNA±m个相邻的碱基称为一个密码子。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。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种比较遗传信息、遗传密码和反密码子。讲述图解、利用动画，显示翻译过程。讲述：核糖体与mRNA结合部位会形成2个tRNA的结合点。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进入为位点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：mRNA；原料：20种氨基酸；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。学生活动：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；通过看图和课件，感受和认知遗传信息的翻译过程。问题探讨教师活动：恐龙能否复活？（基因如何表达？）学生活动：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。总结、巩固、计算（1）DNA与RNA的结构及作用比较项目DNARNA基本单位脱氧核糖核苷酸核糖核苷酸五碳糖脱氧核糖核糖含氮碱基ATGCAUGC空间结构多为双链结构多为单链结构主要存在部位细胞核细胞质（2）转录、复制的比较比较项目转录复制场所细胞核细胞核模板DNA的一条链DNA的两条链原料4种核糖核苷酸4种脱氧核苷酸产物mRNADNA（3）复习引入P67练习题（4）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1000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？A3000个和3000个B1000个和3000个C1000个和4000个D3000个和6000个小结：DNA的碱基数：mRNA的碱基数：蛋白质的氨基酸数=6:3:1本节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。转录翻译DNA►RNA►蛋白质（性状）教学反思由于本节内容抽象复杂，涉及的物质种类比较多，应要求学生做好课前预习。教学中，在处理主干知识和侧枝内容的关系时，要做到合理分配时间，明确不同内容的教学要求。教师要注意将知识及时进行归纳、比较和总结。要让学生了解各个知识点间的内在关系，又要简洁、清晰地概述转录和翻译的过程。教师在备课时，一定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结合起来。在对插图的处理上，还应分清主次和轻重。教材在呈现教学内容时，采用图文并茂的方式来揭示转录与翻译的动态过程。因此，教师不仅要利用插图达到形象和直观的教学效果，还应配合教材中的文字描述作深入浅出的讲解，使文字信息与图形信息结合起来，让学生感知到基因的表达是一个多层次的、动态的、相互协调和配合的过程。尽可能利用多媒体课件进行教学。多媒体课件可以形象、生动的反映基因表达