《基因指导蛋白质的合成》教案分析

基因指导蛋白质的合成教案分析一、教学目标：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：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；（）计算问题：基因碱基、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、时安排：2 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 时播放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：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 DNARNA 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 RNA 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、 、G） ；条：ATP、酶（RNA 聚合酶） ；产物：单链的 RNA（信使 RNA） 。练习巩固第 2 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？RNA 如何将信息翻译成蛋白质？解决问题的途径：学习遗传密码破译的推测过程。思考：RNA 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：RNA 上每 3 个相邻的碱基决定 1 个氨基酸。密码子：RNA 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：一个密码子决定一个特定的氨基酸；有的氨基酸可能有一个以上的密码子；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 RNA 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。讲述图解、利用动画：显示翻译过程。讲述：核糖体与 RNA 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 RNA 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RNA 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 RNA 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 RNA 的碱基互补配对，进入位点 2，继续肽链的合成，直到读取到RNA 的终止密码为止。一个 RNA 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 RNA 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 RNA 为模板；原料：20 种氨基酸（由 tRNA 搬运） ；条：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？）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 RNA 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、RNA 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1000 个和 4000 个D3000 个和 6000 个小结：DNA 的碱基数:RNA 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 AI 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 AI 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