(完整版)基因指导蛋白质合成教案
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基因指导蛋白质合成
1 教材分析
1.1 地位作用
“基因指导蛋白质合成”是普通高中课程标准实验教科书生物必修二“遗传与进化”第四章内容。本节课的内容是在学习了《基因的本质》的基础上所进行的,学好本节课程即可以使学生巩固前面的知识,也为学好基因突变做好铺垫。
1.2 主要内容
基因是生命活动的控制者,蛋白质是生命活动的重要体现者,本节内容将生命活动中的两大物质紧密联系起来。通过学习本节课程内容,掌握DNA和RNA、转录与翻译、密码子与反密码子、3种RNA等概念及其之间的关系。
2 教学目标及重、难点
2.1 教学目标
知识目标:概述遗传信息的转录和翻译。
能力目标:运用数学方法,分析碱基与氨。基酸的对应关系
情感目标:在学习生命活动过程中,认同保护物种的意义。
2.2 教学重点和难点
2.2.1 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。
2.2.2 教学难点:
(1)理解基因表达的转录和翻译的概念和过程;
(2)基因(DNA)碱基、RNA碱基和氨基酸的对应关系,以图解方法解决。
3 教学策略
由于本节课比较抽象,学生对转录与翻译过程的空间结构变化会不理解,但这同时也是本节课的重点。所以我会利用动画把抽象的知识直观化,让同学能更好的理解反应过程。在这节课的末尾,利用习题巩固所学的知识。
4 教学过程
第一课时
4.1 提出问题,创设情境,引入课题
教师活动: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?
学生活动:学生观看、讨论和回答问题。(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。)
结论:基因(DAN)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”。
4.2 引入课题:基因指导蛋白质的合成
教师活动:提出问题:基因是如何指导蛋白质合成?基因在细胞核中,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之中的蛋白质合成呢?
学生活动:思考,有中间物质传递信息。
结论: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。
4.3 遗传信息的转录
教师活动:RNA由是如何解读DNA的信息呢?
(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DNA—mRNA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)。
学生活动:看图标分析比较核糖与脱氧核糖的区别,DNA与RNA的区别,通过图形和课件的演示,认识遗传信息的转录的过程。
第二课时
4.4 遗传信息的翻译
教师活动: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的氨基酸的种类、数量和排序顺序呢?mRNA如何将信息翻译成蛋白质?
4.4.1学习遗产密码破译的推测过程。
思考:mRNA的4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1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。
4.4.2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。
4.4.3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
4.4.4比较遗传信息、遗传密码和反密码子。
4.4.5讲述图解、利用动画,显示翻译过程。
讲述:核糖体与mRNA结合部位会形成2个tRNA的结合点。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进入为位点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:mRNA;
原料:20种氨基酸;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。
学生活动: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