(完整版)基因指导蛋白质合成教案

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
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
（2）转录、复制的比较
（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
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=6:3:1
5 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。