基因指导蛋白质的合成

1、第 1节 基因指导蛋白质的合成高三 生物 张雪兰一、教学目标（课标要求）（一）知识与技能：1 、说明基因与遗传信息的关系2 、概述遗传信息的转录和翻译的过程（二）过程与方法：1 、通过 DNA和 RNA的对照掌握类比方法2 、通过 RNA的碱基决定氨基酸的学习，掌握先逻辑推理再经实验验证的方法3 、通过遗传信息传递知识的学习，建立学生的信息意识，学会从信息角度认识事物的方法4 、利用课本插图和课件，培养和发展学生的读图能力；提高分析、类比归纳的学习方法5 、通过指导学生设计并制作转录和翻译过程的剪纸模型，培养学生的创新意识和实践能力（三）情感态度与价值观：1 、体验基因表达过程的和谐美，基因表

2、达原理的逻辑美、简约美2 、认同人类探索基因表达的奥秘的过程仍未终结3 、通过介绍科学史实，开阔学生的眼界，对学生进行热爱科学、探索真理的教育4 、感悟科学破解遗传密码的过程二、教学内容分析（一）教材内容的地位、作用和意义：1.从学科知识体系看：初中生物课已经涉及了有关DNA、基因、染色体核蛋白质的基本概念，对基因是什么以及基因能够决定生物体形状有简单的介绍，但没有涉及基因究竟是如何起作用的。必修1分子与细胞和必修 2 前三章知识已指出：蛋白质是生命活动的体现者、主要执行者。但没有对基因指导蛋白质合成的详细过程进行讲解。本节知识就是在此基础上，针对这一问题展开的。2. 从教材编排的特点看：必修

3、 2遗传与进化的前三章以遗传学的发展史为主要线索，逐步阐明了基因的本质，本章基于对基因本质的认识，进一步阐明基因在生物体内是如何起作用的，是前三章知识的进一步深入。本节内容又是本章的开篇，是本章学习的基础，也是教师教学的难点所在。（二）教学重、难点：理解基因表达的转录和翻译的概念和过程；三、教学对象分析本课的教学对象是高三理科的学生。高考时对生物知识的要求不是很高，所以在复习时应把知识点讲解清晰。基础内容一定要掌握，但每周的课时以及课后复习时间有限，这就要求尽可能激发学习兴趣、提高课堂效率和增强学生参与度，把主动权交给学生。四、教学策略（一）教学指导思想紧紧围绕课标，实施“学为主体、教为主导”

4、的教学原则，交出主动权，让学生担任课堂的主角，实现生生互动，优化课堂资源配置，激发学生思维，使学生高效地学习。（二）教学方法与手段此部分内容学生较难理解，前后顺序逻辑严密，框架思路清楚。以问题形式驱动，教师引导、点拨；学生自学探究的方法处理教学内容是可行的。大致思路如下：课前回顾引入新课学习新内容两个动画演示对比巩固知识练习评价反馈自制多媒体课件，主要是插入与蛋白质的生物合成内容、和与课文相关的图片，以激发学生兴趣，增强感性认识，并利用图片和录像展现，使学生头脑中呈现出一个完整的转录和翻译过程。（三）学法指导、观察法观察转录和翻译的过程，做好简要记录；2 、假设演绎法假设、推理分析氨基酸与碱基

5、之间的对应关系；五、课时安排：2 课时六、 教学流程第一课时学习阶段教师组织和引导导学有关基因知识的复习， 引出基因表达的概念， 提出问题：.基因是怎样指导蛋白质的合成的？课件打出电影侏罗纪公园中恐龙复活的场景。引入课题提问：电影中的科学家是怎么使已灭绝的动物复活.的？.( 回答 : 复活的恐龙是科学家利用提取恐龙的DNA培育繁殖而来的。 )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。思考：基因（ DNA）在细胞核中，而蛋白质的合成是学生自学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

6、质.RNA充当信使。.复习旧知：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.（学生回忆旧知并填写表格）.一、细胞中的两种核酸的比较.DNARNA.组成C、 H、O、N、 P元素基本脱氧核苷酸（ 4 种） 核糖核苷酸（ 4 种）教师指导单位学生自学一分子磷酸一分子磷酸.化学脱氧核糖核糖组成.A、 T、C、GA、 U、C、G结构规则的双螺旋结构一般单链结构主要存在细胞核细胞质部位学生活动教学意图学生思考并回答学生观看设计新情学生讨论，回答。景，引入新.内容的学.习。学生思考： 有中间物质.传递信息。.学生思考问题， 并填写通过填表，表。提高学生.独立

7、思考.及动手能.力。.教师讲解.思考讨论.教师讲解.思考讨论.激发学习和探究知识的兴趣.教师导学.设置问题情境分子比较小很大大小另外，教师补充： RNA的在细胞中有三种：学生带着问题学习， 小mRNA（信使 RNA），tRNA（专运 RNA），rRNA（核糖体 RNA）。 组讨论。设问： DNARNA蛋白质之间的关联？.二、基因控制蛋白质合成过程.（视频显示基因控制蛋白质的整个合成过程）.学生思考，回答。.（一）转录：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。.学生思考，回答。.1. 定义：转录是在细胞核内进行的， 是以 DNA双链中的.一条为模板，合

8、成 mRNA的过程。.2. 过程：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。.3. 小结：场所：细胞核；学生思考模板： DNA解旋，以其中一条有意义链为模板；.原料： 4 种核糖核苷酸（ A、 U、C、G）；.合成产物：单链的 mRNA（信使 RNA）；所需酶： RNA学生跟随教师讲解， 理聚合酶。解转录的过程。设问： DNA的碱基与 RNA的碱基如何互补配对？.学生将课文知识建立起有机的联系。.教师导学，进一步掌握知识要点。并利用教材中的图解，引导学生通过观察、思考、归纳获得知识。.教师导学，帮助学生掌握知

9、识要点。.知识归纳。.（三）比较复制，转录两个过程的差异：.DNA复制转录场所细胞核细胞核模板DNA双链DNA一条链原料4 种脱氧核苷酸4 种核糖核苷酸合成DNA分子mRNA特点半保留复制，边边解旋边转录解旋边复制( 四) 与蛋白质合成有关的计算：思考： DNA的碱基、 mRNA的碱基个数的关系？小结：DNA的碱基数 :m RNA 的碱基数 = 2 ： 1反馈练习七、板书设计（一）遗传信息的转录1、 RNA 的类型（ 1）信使 RNA mRNA（ 2）转运 RNA tRNA（ 3）核糖体 RNA rRNA2、转录（ 1）转录的定义：在细胞核中，以DNA 的一条链为模版合成（ 2）转录的场所：细

10、胞核（ 3）转录的模版： DNA 分子的一条链（ 4）转录的原料：四种核糖核苷酸（ 5）转录的条件： ATP（能量）、酶（ 6）转录时的碱基配对：GC、CG、T A、 AU八、教学反思.使学生加学生思考，回答。深对基因.转录过程.的理解，为.后面知识.的学习做.好铺垫。.完成练习。.使学生通过解决问题，灵活运用知识。.知识延伸。.巩固知识。mRNA 的过程。第二课时教学过程学习学生教学阶段教师组织和引导意图活动基因控制蛋白质合成过程复习导入（一）转录：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。引入课题（二）翻译：设问：碱基和氨基酸之间的对应关系怎样？

11、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。注意：密码子和反密码子的区分：密码子： mRNA上三个相邻的碱基称为一个密码子。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。教师指导tRNA（转运 RNA）的特点：象三叶草的叶形，一端是3 个碱基，另一端是携带氨基酸学生自学的部位（如图）。教师讲解学生回答。学生观看转录过程，回忆复习。学生带着问题阅读课文，小组讨论。设计新情景

12、，引入新内容的学习。通过阅读课文，进一步提高学生自学能力。学生将课文知识建立起有机的联系。小结： 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。反密码子：61种 tRNA。设问：已知 mRNA的碱基序列是 A U G G A A G C A U G U C C G A G C A A G C C G ，这 mRNA上有多少个密码子？写出相应的反密码子，并根据密码子表，列出相应的氨基酸序列。模拟：请学生看课件情境，用类比的方法理解翻译过程。活动：阅读课本66 页，用模型对翻译过程进行表述。教

13、师导学，进一步掌握知识要点。学生思考，回并利用教材中的图答。解，引导学生通过观察、思考、归纳获得知识。思考讨论教师讲解2、翻译：学生交流利用视频：显示翻译过程。争论。学生演示，讲解。学生思考，回答。（ 1）定义：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。（ 2）过程：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。

14、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，思考讨论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。教师导学，帮助学生肽链合成后，从核糖体与mRNA的复合物上脱掌握知识要点。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。与生活联系，激发学习和探究知识的兴趣（ 3）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）；合成：有一定氨基酸顺序

15、的肽链。学生思考利用图解，引导学生通过观察、思考、利用视频：显示蛋白质合成的全过程。（转录归纳获得知识。和翻译过程）再次总结：教师导学（三）比较复制， 转录和翻译三个过程的差异：设置问题情境DNA复制转录翻译场细胞核细胞核核糖体所模DNA双链DNA一条mRNA板链原4 种脱氧核苷4 种核糖20 种氨基酸料酸核苷酸合DNA分子mRNA肽链成特 半保留复制，边解旋边一个 mRNA分子可以与多个核糖体结点 边解旋边复制转录合反馈练习知识扩展：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？小结：学生跟随教师讲解，理解翻译的过程。使学生加深对基因表达过程的理解，为后两

16、节学习做好铺垫。使学生通过解决问题，灵活运用知识。知识归纳知识延伸。学生思考，回答。巩固知识。学生练习。学生思考，小组讨论，以小组发言。DNA的碱基数 :m RNA的碱基数 : 蛋白质的氨基酸数完成练习。= 6:3:1七、课后反思八、板书设计二、遗传信息的翻译1、遗传信息、密码子和反密码子遗传信息密码子反密码子基因中脱氧核苷酸的排概念列顺序作用控制生物的遗传性状基因中脱氧核苷酸种类、数目和排列顺序的不同，种类决定了遗传信息的多样性mRNA中决定一个氨基tRNA 中与 mRNA 密码酸的三个相邻碱基子互补配对的三个碱基直接决定蛋白质中的氨识别密码子， 转运氨基酸基酸序列64 种61 种：能翻译出

17、氨基酸61 种3 种：终止密码子，不能翻译氨基酸基因中脱氧核苷酸的序列决定mRNA 中核糖核苷酸的序列联系mRNA 中碱基序列与基因模板链中碱基序列互补密码子与相应反密码子的序列互补配对2、翻译定义翻译的场所翻译的模板翻译的原料翻译的产物翻译的原则翻译与转录的异同点阶段转录翻译项目在细胞核中， 以 DNA 的一条以信使 RNA 为模板，合成具定义有一定氨基酸顺序的蛋白质链为模板合成 mRNA 的过程的过程场所细胞核细胞质的核糖体模板DNA 的一条链信使 RNA信息传递的方向DNA mRNAmRNA 蛋白质原料含 A、U、C、G 的 4 种核苷合成蛋白质的 20 种氨基酸酸产物信使 RNA有一定

18、氨基酸排列的蛋白质实质是遗传信息的转录是遗传信息的表达基因表达过程中有关DNA 、RNA 、氨基酸的计算1、转录时，以基因的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，产生一条单链mRNA ，则转录产生的mRNA 分子中碱基数目是基因中碱基数目的一半，且基因模板链中A+T （或 C+G ）与 mRNA 分子中 U+A（或 C+G ）相等。2、 翻译过程中，mRNA 中每 3 个相邻碱基决定一个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中氨基酸数目是mRNA 中碱基数目的1/3。总之，基因表达过程中，基因中碱基数，mRNA 中碱基数，蛋白质中氨基酸数之比为：6： 3：1。参考下面图解：出师表两汉：诸葛亮先帝创业未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此诚危急存亡之秋也。然侍卫之臣不懈于内，忠志之士忘身于外者，盖追先帝之殊遇，欲报之于陛下也。诚宜开张圣听，以光先帝遗德，恢弘志士之气，不宜妄自菲薄，引喻失义，以塞忠谏之路也。宫中府中，俱为一体；陟罚臧否，不宜异同。若