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1、第1节 基因指导蛋白质的合成一、学习目标：1.概述遗传信息的转录和翻译的过程。2.运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系。二、教学重点和难点：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.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、密码子与反密
2、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。三、教学方法：创设问题情境，结合教材有关转录和翻译的图解、各种对比表及flash动画演示，化抽象为具体，达到形象和直观的教学效果。四、课时安排：1 课时五、教学过程教学内容教师的组织和引导学生活动教学意图问题探讨引入课题：基因指导蛋白质的合成一、遗传信息的转录二、遗传信息的翻译问题探讨与蛋白质合成有关的计算播放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？ 教师引导：基因(DNA)就像一张蓝图，生物体就是根据这张蓝图用蛋白质
3、构建起来的。要解决这个问题，我们还需要研究“基因的表达”。 问题：基因是如何指导蛋白质合成的？问题情境：基因（DNA）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，有一种中间物质能够作为传达DNA信息的信使，科学家发现此物质就是RNA。问题情境：RNA又是如何解读DNA的信息呢？解决问题的途径：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
4、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A-U）转录与复制过程有何异同？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）。问题情境：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氨基酸的种类、数量和排列顺序呢？mRNA如何将信息翻译成蛋白质？解决问题的途径：1
5、.学习遗传密码破译的推测过程。思考：mRNA的4种碱基如何决定20种氨基酸？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。）：mRNA上每3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。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。3.再次比较三种RNA（特别是tRNA）的功
6、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.比较遗传信息、遗传密码和反密码子。5.讲述图解、利用动画：显示翻译过程。讲述：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
7、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。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）；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。问题探讨：大家再来探讨恐龙能否复活的问题。（基因如何表达？基因表达需要什么条件？）教师对本节内容进行总结：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
8、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。归纳遗传信息流动方向： 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？例：一条多肽链中有氨基酸1 000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.3 000个和3 000个 B.1 000个和3 000个 C.1 000个和4 000个 D.3 000个和6 000个小结：DNA的碱基数:mRNA的碱基数:蛋白质的氨基酸数=
9、 6:3:1学生观看学生讨论，回答。 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。学生思考：有中间物质传递信息。看图表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CAI课件的演示，认识遗传信息的转录过程。学生思考完成小结。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CAI演示，感受和认识遗传信息的翻译过程。学生观看。学生跟随教师讲解，理解翻译的过程。学生思考，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。完成练习。探究的问题，引起悬念，明确探究的目标。通过
10、问题的步步深入，学生推理分析，形成结论。结合图解、讲述、CAI课件，认识转录的过程。巩固知识。通过讲述、绘制图解、分析密码子表、CAI动态演示，展示遗传信息的转录和翻译的动态过程。利用表解，引导学生通过观察、思考、归纳获得知识。让学生从细胞水平和分子水平两个层面，整体认识基因表达的意义。知识归纳使学生通过解决问题，灵活运用知识。六、教学反思由于本节内容抽象复杂, 插图多, 涉及的物质种类也比较多，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，又要能简洁、
11、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地结合起来。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、生动地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，以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，完全弃图不用，从而忽视了学生识图、辨图和分析释图的技能培养。本节教学需要师生之间有良好的互动基础，教师应设计运用好教材中的问题串，以利于将问题步步深入，营造出探求、推理和发现的科学研究氛围，诱导学生积极应答，参与讨论，使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。 6 / 6
