《基因指导蛋白质的合成》教案分析

1 / 9 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： 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。 2 / 9 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 3 / 9 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4 / 9 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。） 5 / 9 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6 / 9 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。 7 / 9 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 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？ 个和 3000个个和 3000个个和 4000 个个和 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 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。 8 / 9 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。 9 / 9 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，