基因指导蛋白质的合成的教学设计(第2课时)公开课

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4-1 基因指导蛋白质的合成(第2课时)-高一生物同步备课课件(人教版2019必修2)

4.遗传密码子的破译
肽链
除去DNA和mRNA的细胞提取液人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸
实验结论： 1.与苯丙氨酸对应的密码子是UUU（第一个被破译的密码子）。 2.在多位科学家的不断实验下，终于破译了全部64密码子，并编制出密码子表。
二遗传信息的翻译
5.密码子
称为
科学家经过不断的推测与实验得知：
半胱氨酸
C
终止、硒代半胱氨酸
A
亮氨酸
丝氨酸
终止
色氨酸
G
亮氨酸终止密码子脯：氨酸UAA 、UG组A氨（酸硒代半胱精氨氨_酸_酸）、_U_A_G_U
C
种类
亮氨酸
脯氨酸
亮氨酸起始密码子：脯氨酸
AUG
组氨酸
精氨酸
（谷氨甲酰硫胺氨酸）、精氨酸
C A
（ 64 种）亮氨酸
脯氨酸__G_U_G_（谷氨缬酰氨胺酸、甲硫精氨氨酸酸） G
产物蛋白质酶肽酰转移酶
3.mRNA碱基与氨基酸之间的对应关系
决定一个氨基酸的碱基个数
决定氨基酸种类
AUCG
1个
4
2个
42＝16
AUCG
图示
4
氨基酸
44
氨基酸
AUCG
AUCG
3个
43＝64
AUCG 4 4 4 AUCG
氨基酸
4.遗传密码子的破译
1961年蛋白质的体外合成实验科学家：尼伦伯格、马太实验技术：蛋白质的体外合成技术实验过程： ①在每个试管中分别加入1种氨基酸；②在每个试管中加入除去了DNA和mRNA的细胞提取液；③在每个试管中加入人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸（mRNA）。实验结果：加入苯丙氨酸的试管中，出现了多聚苯丙氨酸的肽链。

《基因指导蛋白质的合成》教学设计2

第一节《基因指导蛋白质的合成》教学设计一、教材分析（一）教材的地位与作用所使用的教材是中图版必修二。

讲述的内容是第三单元第二章第二节“基因的表达”。

本节是从本质上阐述生命现象的理论，是分子遗传学的核心。

本节教材是本册教材的重点之一，有承上启下的作用。

（二）教材前后联系“基因的表达”这部分内容，（1）从物质上看，讨论的是生命特有的两种大分子物质一一蛋口质和核酸在生命现象中的关系。

学习过程需要生物学第一模块《分子与细胞》的知识作为基础，其中密切相关的内容有第二单元“细胞的自我保障”中关于蛋口质的结构和合成,核酸的结构和功能等。

（2）从结构上看，基因表达的过程是在细胞基本结构的不同区域中完成的，因此，还需要第一模块第一单元“有机体中的细胞”中细胞的结构和功能等内容作为基础。

（3）从功能上看，细胞代谢过程都是性状的体现,都是基因表达的结果,从这一点上说，本节内容有有助于对生命最基本特征的理解,这涉及第一模块第三单元“细胞的新陈代谢”中，关于酶在代谢中的作用及第四单元“细胞的生命周期”中有关细胞增殖、分化等内容。

列外，本节教材与生物学第三模块《稳态和环境》的学习也有密切的联系。

因为生命许多特有的调节活动都是基因一一酶一一性状或基因一一蛋白质一一性状的具体体现。

就本册而言本节有利于从本质上理解染色体变异与生物性状的关系；同时也有利于对第二单元基因的分离规律和自由组合规律的本质作进一步理解。

二、学情分析：学生在学习《基因的本质》后，已经对基因产生了浓厚的兴趣,想进一步探知有关基因的其他问题，学习的欲望强烈，但具以往的经验,学生往往会陷入学习时明白，学完了就糊涂的困惑中，同时还有课时紧，任务重的矛盾。

三、教学目标1、概述遗传信息的转录和翻译过程。

2、能运用数学方法,分析碱基与氨基酸的对应关系。

四、教学重点遗传信息的转录和翻译的过程。

五、教学难点：遗传信息的翻译过程。

六、教学方法：合作探究、讨论、对比分析等方法七、教学用具：多媒体、表格等八. 教学过程2・RNA —般为单链，比DNA 短，能通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。

41基因指导蛋白质的合成第2课时教案(2)人教版必修2.doc

4・1基因指导蛋白质的合成第2课时教案（2）人教版必修2（二）遗传信息的翻译问：转录得到的RNA仍是碱基序列，而不是蛋白质。

那么，RNA±的碱基序列如何能变成蛋白质屮氨基酸的种类、数量和排列顺序呢？mRNA如何将信息翻译成蛋白质？翻译的概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成貝有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程，称为遗传信息的翻译。

思考与讨论二提示：1.最多能编码16种氨基酸。

2.至少需要3个碱基。

教师让学生看密码子表，然后分析密码子的特点：（1）一个密码了决定一个特定的氨慕酸；（2）冇的氨慕酸可能冇一个以上的密码子；（3）起始密码子、终ll：密码子。

思考与讨论三提示：1.对应的氨基酸序列是：甲硫氨酸一谷氨酸一丙氨酸一半胱氨酸一脯氨酸一丝氨酸一赖氨酸一脯氨酸。

2.这是一道开放性较强的题，答案并不惟-，旨在培养学生的分析能力和发散性思维。

通过这一•事实可以想到牛•物都貝有相同的遗传语言，所有生物可能有共同的起源或生命在本质上是统一的，等等。

3•此题具有一定的开放性，旨在促进学生积极思考，不必对答案作统一要求。

可以从增强密码容错性的角度来解释，当密码子中有一个碱基改变时，山于密码的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸；也可以从密码子使用频率来考虑，当某种氨基酸使用频率高吋, 几种不同的密码子都编码一种氨基酸可以保证翻译的速度。

问：游离在细胞质中的氨基酸，是怎样运送到合成蛋口质的“牛产线”上的？引导：（1）我们再次比鮫三种RNA的功能。

（2）比较遗传信息、遗传密码和反密码子。

（3）讲述图解、CAI配合：翻译蛋白质的过程。

弄清以下问题：1.氨基酸如何进入核糖体；2.核糖体移动的方向；3.翻译的位点；4.肽链如何形成；5.翻译与转录、复制过程的异同点。

思考与讨论四提示：1・此题旨在检杳对蛋白质合成过程的理解。

可以参照教材屮图4・6的表示方法来绘制。

2.根据mRNA的碱基序列和密码子表就可以写出肽链的氨基酸序列。

基因指导蛋白质的合成 (2) 教学设计

第4章第1节基因指导蛋白质的合成一、知识结构r转录基因指导蛋白质的合成J〔翻译二、教学目标1、概述遗传信息的转录和翻译。

2、运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系。

三、教学重点、难点及解决方法1、教学重点及解决方法［教学重点］遗传信息转录和翻译的过程。

［解决方法］⑴比较RNA与DNA结构的不同，三种RNA的功能及转录与翻译过程，让学生了解各个知识点间的内在联系。

⑵解读DNA遗传信息的过程。

2、教学难点及解决方法［教学难点］遗传信息的翻译过程。

［解决方法］⑴讲清碱基与氨基酸的对应关系，密码子等概念。

⑵利用多媒体课件展示完整的基因表达过程。

四、课时安排2课时。

五、教学方法启发式。

六、教具准备图片、多媒体课件。

七、学生活动1、讨论、争论、看图，形成新的问题。

2、看图分析DNA、RNA的区别，思考碱基与氨基酸的对应关系。

八、教学过程（一）明确目标（二）重点、难点的学习与目标完成过程。

第1课时当我们认识到基因的本质后，能不能利用这一认识，分析现实生活中一些具体的问题呢？例如，在现实生活中，我们能不能像电影《侏罗纪公园》中描述的那样，利用恐龙的DNA,使恐龙复活呢？（学生讨论、争论）如果利用恐龙的DNA使恐龙复活，你认为主要要解决什么问题？看来要解决这个问题，我们还需要研究“基因的表达二引导学生看第4章的章图。

请学生阅读章图中的文字和图解，询问学生看懂了什么，又产生了哪些问题。

提出问题：基因是如何指导蛋白质合成的？分析推理1：问题情境：DNA在细胞核中，而蛋白质合成是在细胞质中进行的，两者如何联系起来? 推测有一种物质能够作为传达DNA信息的信使，科学家发现此物质就是RNAo 分析推理2：问题情境：如何解读DNA信息？解决问题的途径：1、看图比较：核糖与脱氧核糖的结构比较，RNA与DNA的化学组成比较。

2、看图了解：三种RNA的结构及功能。

3、讲述图解、CAI配合：解读DNA信息的过程（即DNA-mRNA）。

人教课标版高中生物必修2《基因指导蛋白质的合成(第2课时)》公开课课件

硫氨氨胱氨氨氨氨
氨酸酸氨酸酸酸酸
酸
酸
依据教材65页密码子表，小组合作探讨以下问题： 1、起始密码、终止密码各有几种？它们分别决定哪种氨基酸？2种 AUG甲硫氨酸 GUG缬氨酸 3种 3种终止密码不决定氨基酸
2、决定氨基酸的密码子有多少种？ 61种
3、一个密码子最多能编码几种氨基酸？1种编码亮氨酸的密码子只有一种吗？不是
2．决定氨基酸的密码子位于[ D ]
A．蛋白质分子上 B．DNA分子上 C．RNA分子上 D．信使RNA分子上
3．一个转运RNA的3个碱基为CGA，此
RNA运载的氨基酸是 [ D ]
A．酪氨酸（UAC） B．谷氨酸（GAG） C．精氨酸（CGA） D．丙氨酸（GCU）
一条多肽链中有氨基酸1000个，则作为合成该多肽的模板信使RNA和用来转录信使RNA
碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样的呢？
如果1个碱基决定1个氨基酸，4种碱基能决定多少种氨基酸？4种，41=4。
如果2个碱基编码一个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？ 16种，42=16。
那一个氨基酸的编码至少需要多少个碱
基，才足以组合出构成蛋白质的20种氨
基酸？
三个碱基， 43=64。
1、密码子：
返回
填表比较转录与翻译
阶段项目
场所
转录细胞核
翻译细胞质的核糖体
模板 DNA的一条链信使RNA
遗传信息传递方向
DNA→mRNA mRNA→蛋白质
原料产物
4种核糖核苷酸信使RNA
20种氨基酸
多肽链，进一步加工为蛋白质
返回
1．DNA复制、转录、翻译分别形成[ A ]
A．DNA、RNA、蛋白质 B．RNA、DNA、多肽 C．RNA、DNA、核糖体 D．RNA、DNA、蛋白质

《基因指导蛋白质的合成》课件公开课

《基因指导蛋白质的合成》课件公开课一、教学内容本节课的教学内容选自高中生物必修一第五章第二节《基因指导蛋白质的合成》。

这部分内容主要包括遗传信息的转录和翻译两个过程，通过学习让学生理解基因控制蛋白质合成的机理，掌握转录和翻译的过程、条件及产物等。

二、教学目标1. 了解遗传信息的转录和翻译过程，理解基因控制蛋白质合成的机理。

2. 能够运用所学的知识解释生活中的生物学现象。

3. 提高学生提取信息、分析问题和解决问题的能力。

三、教学难点与重点1. 教学难点：遗传信息的转录和翻译过程，特别是翻译过程中的tRNA的作用和氨基酸的脱水缩合。

2. 教学重点：基因控制蛋白质合成的机理。

四、教具与学具准备1. 教具：多媒体课件、黑板、粉笔。

2. 学具：学生课本、笔记本、彩笔。

五、教学过程1. 导入：通过一个实例，如“为什么有些人对某些药物过敏”，引发学生对基因控制蛋白质合成的兴趣。

2. 自主学习：让学生阅读课本，了解遗传信息的转录和翻译过程。

3. 课堂讲解：a. 转录过程：讲解DNA模板链的识别、RNA聚合酶的作用、RNA的合成等。

b. 翻译过程：讲解mRNA的编码区、tRNA的识别和携带氨基酸、氨基酸的脱水缩合等。

4. 实例分析：分析一些遗传病如囊性纤维化的发病机制，让学生理解基因突变对蛋白质合成的影响。

5. 随堂练习：设计一些选择题和填空题，检验学生对知识的掌握。

六、板书设计板书设计如下：遗传信息的转录和翻译转录：DNA模板链的识别RNA聚合酶的作用RNA的合成翻译：mRNA的编码区tRNA的识别和携带氨基酸氨基酸的脱水缩合七、作业设计情景：某同学在进行基因工程实验时，将一个抗虫基因插入到植物细胞的DNA中，但实验结果显示插入的基因并没有表达。

请分析可能的原因。

答案：可能的原因有：插入的基因没有转录。

插入的基因转录出的mRNA没有翻译。

插入的基因编码的蛋白质不具有抗虫功能。

2. 题目：请用所学的知识解释镰刀型细胞贫血症的发病机制。

【课件】基因指导蛋白质的合成第2课时课件2022-2023学年高一下学期生物人教版必修2

多肽碱基互补配对 A=U G=C
练习与运用
1.参与翻译的RNA有_3___种
2.DNA中有氢键，RNA中无氢键（ × ） 3.转录只能在细胞核中进行（ ×） 4.转录和翻译过程中碱基配对方式完全相同（ × ） 5.一种氨基酸一定由多种tRNA转运（× ） 6.一种氨基酸只能有一种密码子决定（ × ）一种或多种 7.RNA酶就是具有催化作用的RNA分子（ × ） 8.转录时RNA聚合酶的识别位点在RNA分子上（ × ） 9.DNA的复制和转录过程一定都需要解旋酶（× ）
③反密码子：位于 tRNA 上能与 mRNA 上的密码子发生碱基互补配对的3个相邻的碱基
分子内配对
反密码子 AAG
mRNA 5' A U G U U C U G G C G 3' tRNA
tRNA三维结构
新课导入知识讲解拓展延伸课堂小结随堂练习布置作业
（三）tRNA转运来的氨基酸在核糖体上是如何形成蛋白质的？
位点1上的tRNA将甲硫氨酸交给位点2上的tRNA通过与组氨酸形成肽键，从而转移到占据位点2的tRNA上。
核糖体移动方向
U A UC U GG G A C G u U A C
脱水缩合
肽键
mRNA
UA C CG u GG A C U G
AUGGCACCUGACAUAUAGA
核糖体核糖体核糖体
GAA GAG
注：①在正常情况下，UGA是终止密码子，但在特殊情况下，UGA可以编码硒代半胱氨酸。 ②在原核生物中，GUG也可以作为起始密码子，此时它编码甲硫氨酸。
新课导入知识讲解拓展延伸课堂小结随堂练习布置作业
阅读教材67页表4-1，完成以下问题并尝试归纳密码子的特点。

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普通高中课程标准实验教科书·人教版·必修2
第四章基因的表达
第一节基因指导蛋白质的合成
第2课时《基因指导蛋白质的合成》教学设计
方晓清云霄四中【教学分析】本节内容是在前3章学习逐步阐明基因的本质的基础上，进一步阐明了基因在生物体内是如何起作用的，具体学习基因是如何指导蛋白质的合成。

它在教材中起着承前启后的作用，一方面，是在前3章的基础上完成的，可以加深学生对基因及作用机理的认识；另一方面，又为后面基因对性状的控制、生物的变异和进化进行了必要的知识铺垫。

【学情分析】
高一学生在学习完必修一和必修二前面三章的基础上,已经学习了DNA分子的结构、DNA的复制、DNA和RNA的区别。

但是涉及到必修1和必修2中多个章节内容——学生已遗忘，所以存在缺陷，具体表现在：概念、过程不清，获取信息和综合分析的能力不足，因此应该注意对学生学法的指导。

教学中可让学生课前预习，然后在课堂上模拟遗传信息的翻译过程，能加深对基因表达的理解和相关知识的巩固，学生的各项能力也得到锻炼。

【设计理念】尝试以问题为主线，贯穿翻译的整个教学过程，启发学生逐步深入思考。

通过环环相扣的问题探讨，引导学生亲历思考与探究过程，通过模型构建翻译的过程，体现学生的主动性，培养他们的自主学习的方式和科学探究精神，促进他们科学素养的形成。

【教学目标】
知识目标：
1．概述遗传信息的翻译。

2．概述翻译发生的时间、模板、过程。

3．说明mRNA、tRNA和核糖体在遗传信息表达过程中的协作关系。

能力目标：
1．对图形、图表、文字资料进行识读，并进行模型建构，培养学生观察能力、获取信息能力、推理能力、想象力以及动手能力和应用能力。

2．运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系，培养学生在生物知识背景下的数学计算能力。

情感目标：
1．体验蛋白质合成过程的逻辑美、简约美。

2．在探究学习过程中激发探究兴趣，逐渐形成科学精神、科学态度。

【重点难点】
教学重点：遗传信息的翻译过程。

教学难点：遗传信息的翻译过程。

【教学方法】
启发式教学与探究式教学相结合。

【教学准备】
1．制备flash动画、多媒体课件和模型教具【教学流程】
翻译的
过程
基因指
导蛋白
质合成
过程
2.每种tRNA能识别并转运一种氨基酸。

(二)翻译家如何翻译呢？
请同学看图4-6，模型构建翻译蛋白质的过程
思考以下几个问题：
1.每次进入核糖体的氨基酸的个数。

2.进入核糖体的tRNA与mRNA有何联系。

3.两个氨基酸是如何连接在一起的。

4.蛋白质的合成场所是哪里？需要哪些条件？
（运输工具、模板、原料、能量）
向学生展示翻译的动画
和学生一起归纳：
合成场所：核糖体
条件：运输工具——tRNA
模板——mRNA
原料——20种氨基酸
能量——ATP
多种酶
结果：通过脱水缩合形成多肽链。

翻译的概念：
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，称为遗传信息的翻译。

总结：
（三）比较复制，转录和翻译三个过程的差异：
DNA复制转录翻译
场
所
细胞核细胞核核糖体
模
板
DNA双链
DNA一条
链
mRNA
原
料
4种脱氧核苷酸
4种核糖
核苷酸
20种氨基酸
合
成
DNA分子mRNA 肽链
特
点
半保留复制，边
解旋边复制
边解旋边
转录
一个mRNA分子可以
与多个核糖体结合
播放基因指导蛋白质合成全部过程的动画
(四)布置作业
小组模型
构建翻译
的过程并
请代表上
台演示并
解说翻译
的过程
学生观看
动画并理
解翻译的
过程
对比DNA
的复制，
转录和翻
译过程，
找出异同
点，加深
对三者的
理解
培养学
生观察
能力、获
取信息
能力、推
理能力、
想象力、
动手能
力
对本节
课的内
容进行
总体的
把握.
【板书设计】二、遗传信息的翻译
（一）mRNA碱基与氨基酸之间的对应关系
（二）翻译蛋白质的过程
合成场所：核糖体
条件：运输工具——tRNA
模板——mRNA
原料——20种氨基酸
能量——ATP
多种酶
结果：通过脱水缩合形成多肽链
（三）基因指导蛋白质的合成
【教学反思】教学是激发学生主动建构知识的过程而不是传授、灌输知识的活动。

因此本节课通过设置一系列的问题，分小组讨论，多媒体动画结合教材插图，对难点加以自制模型演示等方法引导学生自主探究，以学定教，不仅使学生较好的掌握知识，体验学习的乐趣，同时也提高学生团队合作能力、动手能力以及语言表达能力。