基因控制蛋白质的合成

基因控制蛋白质的合成教案基因控制蛋白质的合成一、教材分析：“基因控制蛋白质的合成”这节课的教学目的是要让学生理解基因控制蛋白质的合成的过程，并通过该过程的学习来培养学生分析问题和解决问题的能力。基因控制蛋白质合成这部分内容在知识体系上与老教材并没有本质的区别,新教材在内容的安排上最突出的特点是重视对学生思维能力和科学态度的培养，例如：课本中的主动思维“遗传密码是如何破译的？”就较好地体现了这一点。如何在教学过程中体现新课程的理念，在教学过程中我重要是从下列角度去考虑的：二、教学目的知识目的1、概述遗传信息的转录和翻译。2、能运用数学办法，分析碱基与氨基酸的对应关系，理解密码的简并性。能力目的培养和发展学生的观察识图能力，分析归纳和推理判断的能力。让学生能运用文字、图表、图解等形式，叙述转录和翻译的概念、原理和过程。情感目的培养学生用生物学观点认识和分析生物体生命活动的基本规律。三、重点与难点：基因体现的转录和翻译的过程。四、教学办法教师讲述、启发与学生讨论探索相结合五、教学过程：引言：美国科幻电影《侏罗纪公园》曾轰动一时。在侏罗纪公园中，生活着多个各样的恐龙。它们在旷野中跳跃疾驰，互相争斗，给观众留下极为深刻的印象。下面我们先来观赏电影《侏罗纪公园》的一种片段。播放结束，提问：电影中的科学家是怎么使已灭绝的动物复活的？（让学生讨论）(回答：复活的恐龙是科学家运用提取的恐龙DNA哺育繁殖而来的。)教师引导：基因就像是一张蓝图，生物体就是根据这张蓝图用蛋白质构建起来的。[意图]：从教学的引入上，我先给学生放了电影《侏罗纪公园》的一种片段，目的是想激发学生的学习爱好，为本节课的学习创设一种较好的问题情境。新课解说引导探究：基因位于细胞核中，怎么去指导细胞质中的核糖体合成蛋白质？（打比方——细胞核是司令部，细胞质是战场，DNA可充当什么角色？它为什么不到细胞质中直接指导蛋白质的合成？）推测：有一种物质把遗传信息“带”到核糖体上。提供材料：课件展示素材一：1955年有人曾用洋葱根尖和变形虫进行实验，如果加入RNA酶分解细胞中的RNA，蛋白质合成就停止，而如果再加进从酵母中提取出来的RNA，则又可重新合成一定数量的蛋白质。素材二：同年，拉斯特（LasterGold）等人将变形虫用同位素标记的尿嘧啶核苷培养液来培养，发现标记的RNA分子首先在细胞核中合成。提问并引导学生分析实验：综合两个素材，你认为遗传信息的传递途径是什么？生：(观察课件展示的实验，通过比较分析得出结论)科学家发现把遗传信息“带”出来的物质是RNA。[意图]：引导学生分析科学实验，自己得出结论，提高学生的综合分析能力。投影：三种RNA的图片类别DNARNA基本单位脱氧核苷酸核糖核苷酸酸磷酸磷酸五碳糖脱氧核糖核糖碱基腺嘌呤（A）鸟嘌呤（G）胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（T）腺嘌呤（A）鸟嘌呤（G）胞嘧啶（C）尿嘧啶（U）核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸腺嘌呤核苷酸鸟嘌呤核苷酸胞嘧啶核苷酸尿嘧啶核苷酸[意图]：复习旧知的目的是为了在已有知识的基础上引发学生的思维，联系前面所学的知识为本节的重点和难点——转录和翻译的学习作好铺垫。转录：学生阅读课本P67，自主学习与思考：1、什么是转录？2、转录的场合、模板、原料、产物分别是什么？多媒体课件演示转录过程的进行。师生共同总结以上两个问题。[分析]：“转录”这部分内容的学习，我采用的教学办法是以学生自学为主，先学后教。重在对学生自主学习方式的培养，教师在此处的作用仅为学生的学习提供了一种平台。而运用多媒体演示转录过程的进行，能够使复杂问题形象化，抽象问题简朴化，从而让学生主动参加，来激发学生的学习爱好。引导探究：遗传密码是如何破译的？在遗传密码破译之前，科学家们并不懂得mRNA上的碱基能编码哪种氨基酸。但是已经懂得mRNA上的碱基有几个？（4种：A、G、C、U），而构成生物体的氨基酸的种类有几个？（20种）。4种碱基如何编码20种氨基酸？我们一起来做一种推测：1个碱基决定1种氨基酸与否可能？2个相邻的碱基决定1种氨基酸与否可能？mRNA上每3个相邻的碱基与否能决定1个氨基酸呢？但每3个相邻的碱基编码哪一种氨基酸呢？科学家们是用什么办法搞清这个问题的呢？遗传密码的破译是通过几位青年科学家艰辛而又富有创新的实验来完毕的。学生阅读课本P68主动思维中的事实，理解尼伦伯格等人的实验过程。阅读并思考下列问题：1、多聚U的作用相称于什么？（mRNA）2、多聚U上的三个相邻的碱基有几个组合方式？(1种：UUU，也就是相称于mRNA上的遗传密码只有1种。)3、20种氨基酸分成5组分别加入5支试管中，产生了多肽的试管中含有哪几个氨基酸？（4种：酪氨酸、苯丙氨酸、半胱氨酸、丝氨酸）4、该多肽是由哪些氨基酸脱水缩合而成？科学家又是如何探究这个问题的？（将这四种氨基酸单独放入四支试管，每支试管分别再加入多聚U。成果只有苯丙氨酸的试管中出现了多肽。）5、科学家的实验能阐明什么问题？（UUU能指导苯丙氨酸脱水缩合形成多肽。即破译了苯丙氨酸的一种密码子----UUU）这个实验给了你什么启示？如果要继续破译其它的密码子（AGC），你能够采用什么办法？从科学家的实验，我们能够看出遗传密码是什么？（遗传学上把mRNA上决定一种氨基酸的三个相邻的碱基，叫做一种遗传密码子。）学生阅读P69遗传密码子表，分析思考下列问题：1、20种氨基酸由多少个密码子负责编码？（61个）2、与否有不编码氨基酸的密码子？（3个终止密码子：UAA、UAG、UGA）3、密码子AUG的作用是什么？（不仅能编码甲硫氨酸，同时也是真核细胞惟一的起始密码子）尼伦伯格等人因破译遗传密码而荣获1968年的诺贝尔生理学或医学奖。由于遗传密码的破译，探索基因控制蛋白质合成的研究也获得了进展。[意图]：新教材将科学家如何破译遗传密码的实验引入课本，有助于训练学生的科学思维，启迪学生去主动思考。在解决这部分内容时，先运用数学排列组合的知识，引导学生去推测密码子的个数，再引导学生主动思维，去发掘本实验设计的巧妙之处。但基于学生现有的基础知识以及学生思维的局限性，在引导学生思维时，可通过一系列问题的引领，来逐步提高学生的思维，并在学生对问题的思维之中渗入科学态度和科学精神的教育。翻译学生阅读课本P69最后一段到P71，思考：1、什么是翻译？2、翻译的过程如何？涉及哪些阶段？（规定重点阅读P70的蛋白质合成示意图。）3、翻译的场合、模板、原料、产物分别是什么？教师播放视频：蛋白质合成过程。师生共同总结以上三个问题。[意图]：插图丰富多彩，色彩逼真是新教材的亮点之一。让学生根据课本第70页“图4-14蛋白质合成示意图”，找出翻译的三个阶段，这就规定学生对知识的理解，全方面而深刻。在学生读图的同时，教师播放视频动画：蛋白质的合成过程，变静为动，化抽象为直观，促使学生真正理解翻译的全过程，提高知识的概括化水平。知识的概括化水平的高低，决定着知识的迁移程度。最后激励学生在电脑上运用课件模拟该过程的进行。让学生主动参加，增强了学习爱好。总结：列表比较：（师生共同总结）转录翻译含义以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。按照mRNA上的密码子的信息指导氨基酸分子合成多肽链的过程。场合细胞核细胞质的核糖体信息来源DNA信使RNA信息传递方向DNARNA信使RNA蛋白质原料A、U、C、G4种核糖核苷酸约20种氨基酸产物信使RNA有一定氨基酸次序的多肽链实质遗传信息的转录遗传信息的体现[意图]：转录和翻译这部分内容是一种难点，运用表格的形式对知识进行归纳，促使学生学会用归类和对比的学习办法，使知识系统化、条理化。

课堂延伸：DNA作为遗传物质，在传递遗传信息时，普通能保持稳定，但也有出差错的时候，如果出了差错会造成如何的后果呢？与否会引发蛋白质分子构造的变化？例如：DNA上故意义链上有三个碱基为AAA，则转录成mRNA上的密码子UUU，编码苯丙氨酸。若其中有一种碱基发生了变化，成果会如何？若AAA变成了AUA，则编码的氨基酸与否会发生变化？若AAA变成了AAG，则编码的氨基酸与否会发生变化？对此感爱好的同窗课后能够进一步探讨。

[意图]：本课结束时，提出了一种问题让学生去思考，既是为背面一节“基因突变”的学习做铺垫，同时也培养了学生分析问题的能力和创新能力。练习1、一种转运RNA的一端三个碱基是CGA，此转运RNA运载的氨基酸是（）A、酪氨酸（UAC）B、谷氨酸（GAC）C、精氨酸（CGA）D、丙氨酸（GCU）2、与构成蛋白质的20种氨基酸相对应的密码子有（）A、4个B、20个C、61个D、64个3、遗传信息和遗传密码子分别位于（）A、DNA和信使RNA上B、DNA和转运RNA上C、信使RNA和转运RNA上D、染色体和基因上4、下列各项哪一项是蛋白质合成所不需的（）A、mRNAB、核糖体C、内质网D、tRNA作业布置回想复习基础知识，完毕课后习题。板书设计基因指导蛋白质的合成（一）遗传信息的转