基因指导蛋白质的合成教案示例高等教育生物学_高等教育-生物学.pdf

基因指导蛋白质的合成教案示例 广州市天河中学 徐穗茸 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和过程；（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、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.教学重难点 （1）理解基因表达的转录和翻译的概念和过程 （2）认知和区分相关概念：遗传信息、遗传密码、反密码子；（3）计算问题：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.教学建议 结合教材有关转录和翻译的图解或模型动画演示。4.课时安排 3 课时 5.教学过程 学习阶段 教师组织和引导 学生活动 教学意图 导学 引入课题 学生自学 教师指导 学生自学 播放 2 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 (回答:复活的恐龙是科学家利用提取恐龙的 DNA 培育繁殖而来的。)教师引导：基因就像一张蓝图，生物体就是根据这张蓝图用蛋白质构建起来的。思考：基因（DNA）在细胞核中，而蛋白质的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质中的蛋白质的合成呢 教师指出：在 DNA 和蛋白质之间，有一种中间物质RNA 充当信使。复习旧知：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 （列表，阅读课文 10 分种，学生填写）一、细胞中的两种核酸的比较 DNA RNA 组 成元素 C、H、O、N、P 基 本单位 脱氧核苷酸（4 种）核糖核苷酸（4 种）化 学一分子磷酸 一分子磷酸 学生观看 学生讨论，回答。学生思考：有中间物质传递信息。学生阅读课文，思考问题，并填写表。设计新情景，引入新内容的学习。通过阅读课文，进一步提高学生自学能力。学生将课文知识建立起教师讲解 思考讨论 教师讲解 思考讨论 与生活联系，激发学习和探究知识的兴趣 教师导学 组成 脱氧核糖 A、T、C、G 核糖 A、U、C、G 结构 规则的双螺旋结构 一般单链结构 功能 编码复制遗传信息,控制蛋白质合成 传递遗传信息，并通过蛋白质表达出来 分布 细 胞 核 的 染 色体,线粒体,叶绿体 细胞质的核糖体 另外，教师补充：RNA 的在细胞中有三种：mRNA（信使 RNA），tRNA（专运 RNA），rRNA（核糖体 RNA）。设问：DNARNA蛋白质之间的关联（学生阅读课文 10 分钟，小组发言。）二、基因控制蛋白质合成过程 （一）转录：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。1.定义：转录是在细胞核内进行的，是以DNA 双链中的一条为模板，合成 mRNA 的过程。2.过程：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。3.小结：场所：细胞核；模板：DNA 解旋，以其中一条有意义链为模板；原料：4 种核糖核苷酸（A、U、C、G）；合成产物：单链的 mRNA（信使 RNA）；所需酶：RNA聚合酶。设问：DNA 的碱基与 RNA 的碱基如何互补配对 （二）翻译：图示 P64 图 4-6 蛋白质合成示意图。1.密码子和反密码子的区分：密码子：mRNA 上三个相邻的碱基称为一个密码子。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。tRNA（转运 RNA）的特点：象三叶草的叶形，一端是 3 个碱基，另一端是携带氨基酸的部位（如图）。思考：mRNA 的 4 种碱基如何决定 20 种 学生带着问题阅读课文，小组讨论。学生思考，回答。学生思考，回答。学生思考 学生跟随教师讲解，理解翻译的过程。有机的联系。教师导学，进一步掌握知识要点。并利用教材中的图解，引导学生通过观察、思考、归纳获得知识。教师导学，帮助学生掌握知识要点。利用图解，引导学生通过观察、思考、归纳获得知识。化学组成和种类以及它与在组成结构功能和分布等方面的异同理解基因表达的转录和翻译的概念和过程比较转录和翻译的异同认知和区分相关概念遗传信息遗传密码反密码子计算问题基因碱基碱基和氨基酸的对应关系教学重难点理氨基酸的对应关系以图解方法解决教学建议结合教材有关转录和翻译的图解或模型动画演示课时安排课时教学过程教学意图设计新情景引入新内容的学习通过阅读课文进一步提高学生自学能力学生阅读课文思考问题并填写表学习阶纪公园电影学生观看提问电影中的学家是怎么使已灭绝的学生讨论回动物复活的答回答复活的恐龙是学家利用提取恐龙的培育繁殖而来的教师引导基因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思考基因在细胞核中 设置问题情境 氨基酸 推理：1 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 3 个相邻的碱基决定 1个氨基酸。小结：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。反密码子：61 种 tRNA。游戏：请学生看图，想象一下核糖体这个生产车间是如何工作的能否做一个模型显示出来 2、翻译：利用视频：显示翻译过程。（1）定义：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。（2）过程：核糖体与 mRNA 的结合部位会形成 2 个 tRNA的结合位点。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 的复合物上脱落离，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。（3）小结：场所：细胞质的核糖体；模板：以 mRNA 为模板；原料：20 种氨基酸（由 tRNA搬运）；合成：有一定氨基酸顺序的肽链。设问：已知 mRNA 的碱基序列是 A U G G A A G C A U G U C C G A G C A A G C C G，这 mRNA上有多少个密码子写出相应的反密码子，并根据密码子表，列出相应的氨基酸序列。利用视频：显示蛋白质合成的全过程。（转录和翻译过程）学生思考，回答。学生观看。学生思考，小组讨论，以小组发言。完成练习。使学生加深对基因表达过程的理解，为后两节学习做好铺垫。使学生通过解决问题，灵活运用知识。知识归纳。知识延伸。巩固知识。化学组成和种类以及它与在组成结构功能和分布等方面的异同理解基因表达的转录和翻译的概念和过程比较转录和翻译的异同认知和区分相关概念遗传信息遗传密码反密码子计算问题基因碱基碱基和氨基酸的对应关系教学重难点理氨基酸的对应关系以图解方法解决教学建议结合教材有关转录和翻译的图解或模型动画演示课时安排课时教学过程教学意图设计新情景引入新内容的学习通过阅读课文进一步提高学生自学能力学生阅读课文思考问题并填写表学习阶纪公园电影学生观看提问电影中的学家是怎么使已灭绝的学生讨论回动物复活的答回答复活的恐龙是学家利用提取恐龙的培育繁殖而来的教师引导基因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思考基因在细胞核中 再次总结：（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 (四)与蛋白质合成有关的计算：思考：DNA 的碱基、mRNA 的碱基与氨基酸个数的关系 小结：DNA 的碱基数:m RNA 的碱基数:蛋白质的氨基酸数=6:3:1 反馈练习 摘自人教网 化学组成和种类以及它与在组成结构功能和分布等方面的异同理解基因表达的转录和翻译的概念和过程比较转录和翻译的异同认知和区分相关概念遗传信息遗传密码反密码子计算问题基因碱基碱基和氨基酸的对应关系教学重难点理氨基酸的对应关系以图解方法解决教学建议结合教材有关转录和翻译的图解或模型动画演示课时安排课时教学过程教学意图设计新情景引入新内容的学习通过阅读课文进一步提高学生自学能力学生阅读课文思考问题并填写表学习阶纪公园电影学生观看提问电影中的学家是怎么使已灭绝的学生讨论回动物复活的答回答复活的恐龙是学家利用提取恐龙的培育繁殖而来的教师引导基因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思考基因在细胞核中