1、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
2、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
3、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
4、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 P
5、63 图 44 以 DNA 为模板转录 RNA 的图解。利用视频：显示转录过程。讲解 DNAmRNA 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 AU）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，
6、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：RNA 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
7、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
8、碱基互补配对，进入位点 1，第二个携带氨基酸的RNA 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，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
9、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，并了解推算密码子的数量和种类的方法；通过看图和课件，感受和认知遗传信息的翻译过程。4.5 问题探讨教师活动：恐龙能否复活？（基因如何表达？）学生活动：思考，回答。进一步讨论，争论利用 DNA 能否复活恐龙，从理论上和实际情况两种可能性讨论，认识保护物种的意义。4.6 总结、巩固、计算（1）DNA 与 RNA 的结构及作用比较项目 DNA RNA基本单位 脱氧核糖核苷酸 核糖核苷酸五碳糖 脱氧核糖 核
10、糖含氮碱基 A T G C A U G C空间结构 多为双链结构 多为单链结构主要存在部位 细胞核 细胞质（2）转录、复制的比较比较项目 转录 复制场所 细胞核 细胞核模板 DNA 的一条链 DNA 的两条链原料 4 种核糖核苷酸 4 种脱氧核苷酸产物 mRNA DNA（3）复习引入P67 练习题（4）思考：DNA 的碱基、mRNA 的碱基与氨基酸个数的关系？例：一条多肽链中有氨基酸 1000 个，则作为合成该多肽链模板的信使 RNA 和用来转录该信使 RNA 的基因分子分别至少有碱基多少个？A 3000 个和 3000 个 B 1000 个和 3000 个 C 1000 个和 4000 个
11、D 3000 个和6000 个小结：DNA 的碱基数：mRNA 的碱基数：蛋白质的氨基酸数=6:3:15 本节总结基因的表达过程是在细胞中完成的。DNA 分子、RNA 分子、氨基酸分子和核糖体、线粒体等众多细胞器一道，完成遗传信息的转录和翻译过程。在组成蛋白质的肽链合成后，就从核糖体与 mRNA 的复合物上脱离，经过一系列步骤，被运送到各自的岗位，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子，开始承担细胞生命活动的各项职责。转录 翻译DNA RNA 蛋白质（性状）6 教学反思由于本节内容抽象复杂，涉及的物质种类比较多，应要求学生做好课前预习。教学中，在处理主干知识和侧枝内容的关系时，要做到合理
12、分配时间，明确不同内容的教学要求。教师要注意将知识及时进行归纳、比较和总结。要让学生了解各个知识点间的内在关系，又要简洁、清晰地概述转录和翻译的过程。教师在备课时，一定要仔细分辨并揣摩插图所表达的意思，并能将不同的插图内容与教学流程有机结合起来。在对插图的处理上，还应分清主次和轻重。教材在呈现教学内容时，采用图文并茂的方式来揭示转录与翻译的动态过程。因此，教师不仅要利用插图达到形象和直观的教学效果，还应配合教材中的文字描述作深入浅出的讲解，使文字信息与图形信息结合起来，让学生感知到基因的表达是一个多层次的、动态的、相互协调和配合的过程。尽可能利用多媒体课件进行教学。多媒体课件可以形象、生动的反映基因表达的过程，这是纸质教材难以做到的。在运用多媒体教学时，教师应注意选择时机，已达到帮助学生化解难点，化抽象为形象的目的。不能整节课由多媒体取代，完全企图不用，从而忽视了学生识图、辩图和分析释图的技能培养。本节教学需要师生之间良好的互动基础，教师应设计运用好教材中的问题串，以利用将问题步步深入，营造出探求、推理和发现的科学探究氛围，诱导学生积极应答，参与讨论，是教学活动能够顺利推进。教师要注意教材结尾的一段文字，以此引导学生从不同层次上认识基因表达的意义。
