基因指导蛋白质的合成

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《基因指导蛋白质的合成》的教学设计——新课程培训 编号：Sw0744002
授课老师：陈超群 地区：张家界 学校（通讯地址）：湖南省张家界市桑植 县第一中学
邮编：427100 电子邮件：541726390@
学科 生物 教材名称：遗传与进化（必修二） 教材出版社：人民教育出版
课题名称 基因指导蛋白质的合成 年级：高一 学期：下学期
教学目标 1、知识目标：概述遗传信息的转录和翻译过程2、能力目标： （1）运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系，培养学生分析综合能力。（2）利用课本插图和课件，培养和发展学生的读图能力，提高分析、类比归纳的学习方法，培养学生对信息处理的能力。3、情感目标：体验基因表达过程的和谐美，基因表达原理的逻辑美、 简约美；认同人类探索基因表达的奥秘的过程仍未结束。
指导思想 根据新课程大纲的理念，高中生物教学重在培养学生的科学思维、科学方法、科学精神等生物学科学素养，因此，本节课主要利用探究、自主、合作学习相结合的教学方法，适当创设问题情境和打比方，以问题为主线贯穿转录和翻译的过程，同时利用课本插图和动画课件，创设有利于学生主动探究知识的情境，展示蛋白质合成的动画过程，启发学生讨论、思考问题，引导学生探究，归纳基因控制蛋白质的过程和原理。
重点与难点 1. 教学重点：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；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）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。
教学思路 采用了引导探究式的教学模式，通过教师创设自主合作的学习情景，激发学生的学习积极性，活跃学生的思维
教学手段 多媒体课件教学，挂图，板图，学案
主要资源 PPT课件，学案，挂图
教学过程预设
环节 教师活动（教学内容的呈现） 学生活动（学习活动的设计） 设计意图
一、情境导入二、新课讲授（一）『探究活动』遗传信息的传递途径（二）『自主、合作学习』转录的过程(三）『探究活动』翻译之密码子（四）翻译的过程1、工具--tRNA2、翻译过程(难点)（五）小结（六）课堂训练（七）结束语 创造情境---激发兴趣配乐欣赏一组美丽多彩的生物图片（如鲜花盛开、蝴蝶飞舞、孔雀开屏、水上芭蕾等）提问：这一组美丽多彩的生物图片给大家展示了一个绚丽多彩的生物世界，那生命为什么如此多姿多彩？（老师引导学生回答）引出问题：谁来指导蛋白质的合成？举例分析基因、蛋白质和性状的关系。（作比喻-如果基因是导演的话，蛋白质就是演员。） 引出课题——基因指导蛋白质的合成。新课讲解课件展示真核细胞亚显微结构图），然后提问：控制生物性状的基因在哪里？蛋白质的合成场所 在哪里？1、引导探究：基因位于细胞核中，怎么去指导细胞质中的核糖体合成蛋白质？（打比方-细胞核是司令部，细胞质是战场，DNA可充当什么角色？它为什么不到细胞质中直接指导蛋白质的合成？）推测：有一种物质把遗传信息“带”到核糖体上。（引导学生推测遗传信息从细胞核到核糖体的传递途径可能情况：课件展示素材一：1955年有人曾用洋葱根尖和变形虫进行实验，如果加入 RNA酶分解细胞中的 RNA，蛋白质合成就停止，而如果再加进从酵母中提取出来的RNA，则又可重新合成一定数量的蛋白质。素材二：同年，拉斯特（Laster Gold）等人将变形虫用同位素标记的尿嘧啶核苷培养液来培养，发现标记的RNA分子首先在细胞核中合成。）（提问并引导学生分析实验）：综合两个素材，你认为遗传信息的传递途径是什么？ 2、RNA为什么能完成这一使命？展示三种RNA结构图，简单说明RNA的种类及功能：（mRNA、tRNA、 rRNA）DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的？3、.转录（重点）播放一次完整的转录过程的flase动画，引导学生认真观察每个过程的变化特点。提问：（1）mRNA在哪里产生？DNA以几条链为模板进行转录？与DNA复制有什么不同？（2）图中显示DNA转录出mRNA经过几个步骤？DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的？引导学生归纳转录的概念师生共同分析归纳转录过程：a.解旋 -–RNA聚合酶结合在DNA模板区，DNA双链在解旋酶的作用下解开，碱基得以暴露。b. 碱基互补配对--以一条DNA链为模板，利用细胞核内游离的核糖核苷酸，按A-U，C-G，T-A，G-C配对。c、连接合成RNA链--组成RNA的核糖核苷酸在RNA聚合酶的作用下一个个连接起来。d.释放--合成的mRNA从DNA链上释放，DNA双链恢复。问题提升——教材P64：思考与讨论1、2得出转录的意义：保证遗传信息传递的稳定性和准确性设悬启发：mRNA只有4种碱基，怎样决定20种氨基酸呢 （课件显示素材三：为检验密码子是否含有三个碱基，科学家人工合成只由C、U两种碱基相间排列而成的mRNA，然后以其为模板合成多肽，结果形成了亮氨酸和丝氨酸交替排列的多肽链。已知密码子间是连续阅读，则密码子是“几联体”？ 此实验证明mRNA的3个碱基决定一个氨基酸，即三联体密码子（显示密码子概念）1967年20种氨基酸的密码子全部破译。（显示密码子表并提问密码子表有何特点）经科学研究表明，这种工具是一种RNA，叫做转运RNA，简写为tRNA。　启发：tRNA具有怎样的功能才能担负起携带运输特定氨基酸的“历史使命”呢？（显示tRNA示意图）翻译是如何进行的呢？（1）展示翻译动画过程，让学生对翻译有个大致了解。（2）教师对照挂图分步讲解翻译过程（3）学习小组讨论并派代表讲述翻译过程讲述：肽链合成以后，从信使RNA上脱离开来，再经过细胞质内的某些细胞器（如内质网、高尔基体等）的加工如盘曲折叠螺旋，最终合成一个具有一定氨基酸顺序的,有一定功能的蛋白质分子。引导学生比较转录和翻译的异同由上述过程可以看出：基因的表达过程本质上是基因、mRNA、核糖体、tRNA协同作用的结果。即DNA分子上的基因，其脱氧核苷酸的排列顺序决定了mRNA中核糖核苷酸的排列顺序， mRNA中核糖核苷酸的排列顺序又决定了氨基酸的排列顺序，氨基酸的排列顺序最终决定了蛋白质的结构和功能的特异性，从而使生物体表现出各种遗传性状。1、 假如密码子CCU发生差错，第一个碱基C换成了G，将会对氨基酸序列产生什么影响？若发生差错的是第三个碱基又会如何？2、思考：DNA的碱基、mRNA的碱基与氨基酸个数的关系？有关基因对生物性状的控制原理到此我们已经作了了解。可性状在遗传过程中会表现出怎样的特点？这里有无规律可寻？关于这个问题我们将在下节课开始来讨论。 学生思考后回答——蛋白质是生命的体现者。学生回答：基因学生回顾旧知识回答：细胞核，核糖体观察课件展示的实验，通过比较分析得出结论把遗传信息“带”出来的物质是RNA遗传信息的传递从DNA传到 RNA学生对照学案边看书边填写： 一、细胞中的两种核酸的比较学生阅读教材63页转录的过程，然后看完整的转录过程的flase动画，生回答：细胞核一条学生对照学案完成DNA复制与转录的比较表学生回忆转录的flase动画及观察图解并讲述图解中转录的每一个步骤学生归纳转录的特点（场所、模板、原料、条件、碱基配对、产物、遗传信息流动等）教材P64：思考与讨论1、2（学生用数学方法讨论并交流结果）得出氨基酸与密码子的关系（观察、讨论、回答和补充）（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。tRNA既能携带氨基酸又能识别密码子生生互动，师生互动，突破难点。学生思考，分组讨论，代表回答列表比较转录和翻译个过程的差异： 利用课外资料吸引学生的注意力，为进入下一教学内容作铺垫，进一步激发学生求知欲望。引导学生巩固旧知识，并引出探究内容。打比方形象有趣，可激发学生的兴趣。通过模似科学家研究过程，让学生感受科学探索的乐趣，培养学生比较、分析、想象，由现象揭示本质的探究思维能力和实事求是的科学精神。通过学生的阅读，比较，培养学生的观察能力、分析问题的能力和归纳总结能力。通过学生自主学习，加深对知识的理解。训练学生语言表达能力用不断提升的问题引导学生通过观察比较分析的方法，得出RNA适于作DNA的信使的原因，培养学生类比归纳的学习方法。 通过识图和观看课件，明确转录的概念，认识和理解转录的过程。 提供学生合作学习的机会利用课本表4—1和课件，培养学生的读图能力。 通过展示翻译的动画过程，让学生直观的了解此过程并以表格形式归纳特点建构知识框架，引导学生从整体上认识基因表达的过程和意义思维延伸激发学生课后学习的主动性。
自我反思
主要特点与创新 一是通过创设问题情境、演示图片和动画、引导学生参与探究转录、翻译过程等活动，充分激发了学生兴趣，体现了学生学习的主体性，提高了学生独立思考、分析、观察和归纳能力；二是通过收集有关基因研究的素材，引导学生思考科学家研究的过程，锻炼了学生的处理信息、语言表达及比较、分析、想象等探究性思维能力。
存在的问题与不足 （1）很多知识点由学生自主性学习获取，基础较差的学生跟不上。（2）本节课是从分子水平学习蛋白质的合成，抽象，动画课件不一定反映真实的复杂过程，对学生了解生命过程的真实性有一定影响。
学案（附后）
课题：《基因指导蛋白质的合成》 姓名： 班级:
一、概念: 通过指导 的合成来控制生物的
二、基因控制蛋白质的合成
1、列表比较DNA与RNA
DNA RNA
组成元素
基本单位
化学组成
结构
功能
分布
2、 复制、转录和翻译的比较
复制 转录 翻译
概念
模 板
原 料
能 量
酶
产 物
场 所
信息传递方向
3、密码子：
（1）概念： 上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基叫做一个密码子 。
（2）遗传密码的基本特性：
①遗传密码为 联体
②遗传密码包含起始密码子 和终止密码子
③遗传密码间存在简并现象
④ 遗传密码间无逗号即
⑤ 遗传密码的通用性：
4、氨基酸的搬运工具（tRNA）
①结构：“三叶草”型，一端有 ，另一端有 ，能与 配对。
② 特点： 。

三、训练题
1.假如密码子CCU发生差错，第一个碱基C换成了G，将会对氨基酸序列产生什么影响？若发生差错的是第三个碱基又会如何？

2. DNA ： T A C T C G A T C
（有意链）A T G A G C T A G
↓转录
mRNA （ ）（ ）（ ）（ ） （ ）（ ） （ ）（ ）（ ）
↓翻译
多肽 :
tRNA（ ）（ ）（ ）（ ） （ ）（ ） （ ）（ ）（ ）
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