《基因指導蛋白質(zhì)的合成》教案(共4頁)

1、學校：陸河中學 學科：生物 編寫人：彭成仰 第四章第1節(jié) 基因指導蛋白質(zhì)的合成一、 教材分析：本節(jié)是第四章學習的基礎，也是本章教學的難點所在。本節(jié)內(nèi)容不僅抽象復雜，而且涉及的物質(zhì)種類非常多，主干知識是遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程，側(cè)枝內(nèi)容是DNA與RNA結構的比較、核糖與脫氧核糖的比較、三種不同種類的RNA以及遺傳密碼的組成。在處理主干和側(cè)枝內(nèi)容關系時，要合理分配時間，明確不同層次的教學要求。二、 教學目標1、 知識目標：概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程理解遺傳信息與“密碼子”的概念 運用數(shù)學方法，分析堿基與氨基酸的對應關系 2、能力目標培養(yǎng)學生的邏輯思維能力，使學生掌握一定的科學研究方法。理解結構

2、與功能相適應的生物學原理。通過指導學生設計并制作蛋白質(zhì)合成過程的活動模具，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和實踐能力。三、 教學重難點重點：遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程難點：遺傳信息的翻譯過程四、 學情分析通過第二、三章的學習，學生對基因是什么以及基因能夠決定生物體性狀有了一定的科學認識，并已經(jīng)對基因究竟是如何起作用的產(chǎn)生了濃厚的興趣，教學方法1、 教師講述、舉例、圖示、啟發(fā)與學生閱讀、思考、討論探索相結合。課前準備1、學生的學習準備：完成課前預習學案，提出疑惑2、教師的教學準備：課前預習學案、課內(nèi)探究學案、課后訓練與提高、基因控制蛋白質(zhì)合成的多媒體課件七課時安排：2課時 內(nèi)容和練習各一節(jié)八教學過程第一課時復習

3、檢查、總結疑惑基因-蛋白質(zhì)方式 （二）本節(jié)課的重點合作探究，精講點撥 討論：遺傳物質(zhì)DNA一般都存在于細胞核中，而蛋白質(zhì)的合成則是在細胞質(zhì)的核糖體上進行的，那么細胞核中的DNA是如何控制細胞質(zhì)中蛋白質(zhì)的合成過程的？引導學生推斷可能的兩種途徑（直接或間接），然后討論哪種途徑是可行的。好比具有不同語言的兩個國家間的交往一樣，必須時常委派一些能懂這兩國語言的使者才能進行友好往來。使學生知道細胞核中DNA所攜帶的遺傳信息也必須通過中間媒介傳遞到細胞質(zhì)中，才能指導蛋白質(zhì)的合成。教師講述：大量的科學實驗表明，信息的傳遞不是由DNA直接傳遞給蛋白質(zhì)的，而是在細胞核中先把DNA的遺傳信息傳遞給RNA，然后RN

4、A進入細胞質(zhì)中，在蛋白質(zhì)合成中起模板作用。我們把這種RNA形象地叫做信使RNA，簡寫為mRNA。此外還有轉(zhuǎn)運RNA，也叫tRNA,以及核糖體RNA，也叫rRNA。問RNA只有一條鏈，它的結構組成與DNA有什么異同點呢？學生閱讀p63圖4-3，師生討論共同完成，教師適時歸納總結并演示表格內(nèi)容：RNA與DNA的比較項目DNARNA基本單位脫氧核苷酸核氧核苷酸五碳糖脫氧核糖核糖堿基A、G、C、TA、G、C、U無機酸磷酸磷酸類型常為一種類型信使RNA（mRNA）轉(zhuǎn)移RNA（tRNA）核糖體RNA（rRNA）分布主要在細胞核，少量在細胞質(zhì)主要在細胞質(zhì)，少量在細胞核（如核仁）結構雙螺旋結構一般是單鏈 （且

5、比DNA短，能通過核孔）練習反饋1 教師講述：DNA相當于總司令。在戰(zhàn)爭中，如果總司令總是深入前沿陣地直接指揮，就會影響他指揮全局。DNA被核膜限制在細胞核內(nèi)，必須先把遺傳信息傳給mRNA，這一過程稱為轉(zhuǎn)錄。DNA的遺傳信息是怎樣傳給mRNA的？結合多媒體課件或圖示教師精講點撥：DNA雙螺旋解開，DNA雙鏈的堿基得以暴露，其中一條鏈提供準確模板；游離的核苷酸隨機地與DNA鏈的堿基碰撞，當核苷酸的堿基與DNA的堿基互補時，兩者以氫鍵結合。新結合的核苷酸連接到正在合成的mRNA分子上；合成的mRNA從DNA鏈上釋放，而后，DNA雙鏈恢復。小結轉(zhuǎn)錄的相關知識練習及時反饋2過渡 DNA將遺傳信息傳給m

6、RNA后，后者將通過核孔進入細胞質(zhì)內(nèi)，mRNA又是如何指導蛋白質(zhì)合成的呢？轉(zhuǎn)錄得到的RNA仍是堿基序列，而不是蛋白質(zhì)。那么，RNA上的堿基序列如何能變成蛋白質(zhì)中氨基酸的種類、數(shù)量和排列順序呢？mRNA如何將信息翻譯成蛋白質(zhì)？（五）合作探究，精講點撥教師提出翻譯的概念，即游離在細胞質(zhì)中的各種氨基酸，以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程，稱為遺傳信息的翻譯。課件翻譯的過程示意圖：穿插介紹TRNA和密碼子表的相關知識閱讀教材P6566并回答:需要一種搬運工具搬運-即另一種RNA(轉(zhuǎn)運RNA,即tRNA)。 教師出示轉(zhuǎn)運RNA模型圖并講解:轉(zhuǎn)運RNA種類很多，但每種轉(zhuǎn)運RNA只能識別并

7、轉(zhuǎn)運1種氨基酸。這是因為在轉(zhuǎn)運RNA的一端是攜帶氨基酸的部位，另一端有3個堿基，能專一性地與信使RNA上的特定的3個堿基(即密碼子)配對。例如:信使RNA上的三個堿基AAA就是一個密碼，轉(zhuǎn)運RNA中轉(zhuǎn)運賴氨酸的轉(zhuǎn)運RNA一端的三個堿基是UUU，只有它才能按照堿基互補配對原則配對。學生查密碼子表，分析密碼子的特點，練會查表。過程講解mRNA進入細胞質(zhì)，與核糖體結合，當轉(zhuǎn)運RNA運載著一個氨基酸進入到核糖體以后，就以信使RNA為模板，按照堿基互補配對原則，把轉(zhuǎn)運來的氨基酸放在位點1上，第二個轉(zhuǎn)運RNA攜帶相應的氨基酸以同樣的方式進入位點2，此時這兩個氨基酸形成肽鍵，并且第一個氨基酸與它的轉(zhuǎn)運RNA

8、分離，并轉(zhuǎn)移到第二個轉(zhuǎn)運RNA上。與此同時，核糖體沿著信使RNA繼續(xù)滑動三個堿基的位置，并讀取下一個密碼子，第一個轉(zhuǎn)運RNA開核糖體，第二個轉(zhuǎn)運RNA進入位點1，新的轉(zhuǎn)運RNA攜帶相應氨基酸進入位點2。上述過程如此往復地進行，肽鏈也就不斷地延伸，直到信使RNA上出現(xiàn)終止密碼子為止。肽鏈合成以后，從信使RNA上脫離開來，再經(jīng)過細胞質(zhì)內(nèi)的某些細胞器（如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等）的加工如盤曲折疊螺旋，最終合成一個具有一定氨基酸順序的。有一定功能的蛋白質(zhì)分子。學生聽講、思考，并嘗試歸納翻譯的特點組織學生繼續(xù)完成翻譯與轉(zhuǎn)錄、復制過程的異同點的對比。（完成下表）DNA的功能復制遺傳信息表達遺傳信息轉(zhuǎn)錄翻譯（待學

9、）概念以親代DNA為模板合成子代DNA的過程以DNA中的一條鏈為模板，合成mRNA的過程游離在細胞質(zhì)中的各種氨基酸，以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程時間減數(shù)第一次分裂間期或有絲分裂間期在生長發(fā)育的連續(xù)過程中在生長發(fā)育的連續(xù)過程中場所在細胞核（主要），線粒體，葉綠體在細胞質(zhì)的核糖體上條件模板以DNA的兩條鏈為模板以DNA的一條鏈為模板以mRNA為模板原料四種游離的脫氧核苷酸四種游離的核糖核苷酸20種氨基酸酶DNA解旋酶，DNA聚合酶等DNA解旋酶，RNA聚合酶等（各種合成酶等）能量需要ATP堿基配對原則AT，TA，GC，CGAU，UA，GC，CGAU，UA，GC，CG過程DN

10、A雙螺旋解開，每條鏈提供準確模板；按照堿基互補配對原則，各自合成子鏈；子、母鏈結合盤繞形成兩個新DNA分子DNA雙螺旋解開，其中一條鏈提供準確模板；按照堿基互補配對原則，形成mRNA；合成的mRNA從DNA鏈上釋放，而后，DNA雙鏈恢復。mRNA進入細胞質(zhì)，與核糖體結合，mRNA作為模板；按照堿基互補配對原則與mRNA上每三個堿基配對的tRNA運載著氨基酸進入核糖體；以mRNA上的遺傳密碼順序，把一定的氨基酸放在相應的位置，合成有一定的氨基酸序列的蛋白質(zhì)。產(chǎn)物兩個一樣的雙鏈DNA分子一條單鏈的mRNA具有特定氨基酸序列的蛋白質(zhì)。特點邊解旋邊復制，半保留式復制，（半不連續(xù)連續(xù)，可有多個起始點）邊

11、解旋邊轉(zhuǎn)錄，雙鏈DNA分子全保留式轉(zhuǎn)錄。（可有多個基因同時轉(zhuǎn)錄）一個mRNA分子上可以象機結合多個核糖體，同時進行多條肽鏈的合成，翻譯界素后，mRNA分解成蛋個核苷酸。遺傳信息的傳遞方向親代DNA子代DNADNAmRNA通過RNA將遺傳信息反映到蛋白質(zhì)分子結構上，使后代重現(xiàn)親代性狀計算規(guī)律DNA（基因）中的堿基數(shù)（6n）mRNA分子中的堿基數(shù)（3n）蛋白質(zhì)“多肽鏈”中氨基酸數(shù)（=參加轉(zhuǎn)運的tRNA）（= mRNA分子中的密碼子數(shù)）（n）師生共同歸納總結遺傳信息的傳遞，當堂檢測，及時反饋糾正課堂練習題及作業(yè)九板書設計第一節(jié) 基因指導蛋白質(zhì)的合成1轉(zhuǎn)錄（1）在細胞核中，以DNA雙鏈中的一條為摸板合成mRNA的過程。（2）DNA與 RNA的比較（3）過程 （場所、摸板、條件、原料、產(chǎn)物、去向等）2翻譯（1）在細胞質(zhì)的核糖體上，氨基酸以mRNA為摸板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。（2）實質(zhì)：將mRNA中的堿基序列翻譯成蛋白質(zhì)的氨基酸序列。（3）UUCACUAAG CUUUCGCGCGAAUGA翻譯過程 （4）（64個）密碼子：mRNA上