课件18张PPT。第四节 遗传信息的表达
—RNA和蛋白质合成
丽水中学：叶伟媛浙江金华猪 金华两头乌 两头乌猪性成熟早，遗传性稳定，繁殖力强，是经济杂交的优良母本。其皮薄骨细，肉质鲜美，肉间脂肪含量高，其后腿是腌制火腿的最佳原料。 请大家以两头乌猪为例，绘制其遗传信息的传递图。探究一 1955年拉斯特使用同位素标记法用变形虫做换核实验。
实验A：变形虫放在标记的尿嘧啶核苷酸培养液中培养，结果
发现标记的RNA分子首先在细胞核中出现。
实验B：变形虫培养在未标记的尿嘧啶核苷酸培养液中，变形虫
的细胞核和细胞质中均未发现有标记的RNA。 实验C：将A组变形虫的细胞核移植到B组变形虫的细胞质中，
将重组的细胞放于未标记的尿嘧啶核苷酸培养液中培
养。结果细胞质中发现有标记的RNA。 问:1.实验A、B结果说明什么？2.实验C结果说明什么？ 3.拉斯特为什么用没有标记的B组变形虫为
重组细胞提供细胞质，用A组变形虫直接做
实验行不行呢？RNA是在细胞核中合成细胞核中合成的RNA进入细胞质A组变形虫的细胞质中有从培养液中吸收的标记的尿嘧啶核苷酸1.DNA如何指导RNA的合成？需要什么条件？
2.合成的RNA与DNA有什么区别？思考探究二 1955年有人曾用洋葱根尖和变形虫作为材料进行实验，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RNA，则又可重新合成一定数量的蛋白质。2.RNA分子中4种碱基序列是如
何决定蛋白质分子中20种氨基
酸序列的？即碱基与氨基酸之
间的对应关系是怎样的？ 问：1.从此实验你能
推出什么结论？RNA可以指导
蛋白质的合成。探究三 1960年尼伦伯格和马太采用了蛋白质的体外合成技术，在每个试管中分别加入一种氨基酸，再加入除去了DNA和mRNA的细胞提取液，以及人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸。问：1.请预测实验结果？多聚尿嘧啶核苷酸起什么作用？
与苯丙氨酸对应的密码子是什么？
2.细胞提取液为实验具体提供什么？
为什么要除去细胞提取液中的DNA和mRNA？
3.如果你是尼伦伯格和马太，你将如何设计对照组的实
验，确保你的重大发现得到同行的认可？mRNA上的遗传密码基因控制蛋白质的合成 金华两头乌 “两头乌”生长速度慢、饲养成本高，与生长快、瘦肉多、体重大、饲料转化率高，并且适宜大群饲养的外国“洋”猪种相比，饲养户大都偏爱后者。因此此猪种面临非常
危险的境地，我们该
怎么办？退出小结退出1.下列有关叙述，正确的是（ ）
A．一种氨基酸只有一种与之对应的遗传密码
B．每种氨基酸只能由一种tRNA转运
C．mRNA上的遗传密码都有与之对应的氨基酸
D．信使RNA上的GGC在人细胞中和猪细胞中决定
的是同一种氨基酸D退出2.下图为原核细胞中转录、翻译的示意图。据图判断，
下列描述中正确的是（ ）
A．图中表示4条多肽链正在合成
B．转录产物RNA经核孔进入细胞质与核糖体结合
C．多个核糖体共同完成一条多肽链的翻译
D．一个基因在短时间内可表达出多条多肽链
D退出C3.已知AUG、CUG为起始密码，UAA、UGA、UAG
为终止密码。某原核生物的一个mRNA碱基排列顺序
如下：A—U—U—C—G—A—U—G—A—C‥‥‥
（40个碱基）‥‥‥C—U—C—U—A—G—A—U—
C—U，此mRNA控制合成的蛋白质含氨基酸的个数为
（ ）
A.20个 B.15个 C.16个 D.18个
退出RNADNA逆转录退出4.下图为人类免疫缺陷病毒（HIV）侵染人体淋巴细胞及其繁殖
过程的示意图。请据图分析说明下列问题（提示：HIV病毒
是一种球形病毒，外有蛋白质组成的外壳，内有两条RNA）。
退出（4）图中6至8是形成病毒蛋白质的过程，该过程需经过
和 两个过程。
（5）图中6至7是形成病毒RNA的过程，其中6的腺嘌呤与8的
互补。
（6）目前科学家们研制出的治疗艾滋病的药物是用来阻止
4至5的进行，其原理是抑制 的活性。尿嘧啶翻译转录逆转录酶尿嘧啶翻译转录逆转录酶可遗传的变异遗传性和稳定性谢谢！请批评指导！第四节 遗传信息的表达
—RNA和蛋白质合成
丽水中学 叶伟媛
一、教学理念
科学是一个探究的过程，学生在生物学课程中的学习方式也应该体现自然科学的这一特点。探究性学习指学生通过类似于科学家科学探究活动的方式获取科学知识，并在这个过程中学会科学的方法和技能、科学的思维方式，形成科学观点和科学精神。本节教学设计打破以往学生一贯接受结论性知识，而对于获取知识的过程和方法知之甚少的情况，注重知识的形成过程，强调科学结论出现在探究试验之后，让学生通过观察、质疑、表达和交流等探究式活动，培养学生的科学素质，促进学生的全面发展。
二、学习任务分析
本节的教学内容是《生物(必修)·遗传与进化》（浙江科学技术出版社）“第三章动物生命活动的调节”的“第四节遗传信息的表达—RNA和蛋白质合成”（1课时复习课）。课程标准对本节内容的要求是：概述遗传信息的转录和翻译。根据此要求浙江省教学指导意见提出基本要求：1. 列举DNA的功能；2.比较DNA与RNA的异同；3.概述遗传信息的转录和翻译；4.说明遗传密码和中心法则，养成事物是普遍联系的辩证观点。5.概述基因的概念。发展要求：比较复制、转录和翻译。
三、学习者分析及学法设计
高三学生已经具有一定的生物知识基础、一定的观察思维能力、逻辑推理能力及对实验现象的分析能力，但对知识的联系整合及拓展运用有待进一步提高和培养。因此，在教学过程中，教师除了注重启发引导学生进行自主探究，通过精心设置疑问，激发学生进行探究和学习的兴趣，培养学生的分析和理解能力，还注重学生对知识整体的理解和构建知识的网络结构，以及对知识的拓展提升。
根据建构主义学习理论，学习是学生自己进行知识建构的过程，又因为本节内容具有一定的抽象性，因此，在学法指导上采用提供观察、思考的机会，鼓励学生观察，充分调动学生已有的知识经验，并让学生用自己的语言进行归纳，从而在原有知识的基础上发展新知；按照认知发现理论，学习者在一定情境中对学习材料的亲身经历和发现，才是学习者最有价值的东西，因此提供学生熟悉的情景，鼓励学生大胆探究实验，让学生通过自主学习、探究学习、合作学习，达到解决问题、发展思维、提高能力的目的，培养实事求是、勇于探索的独创精神。
四、教学目标
知识目标
1. 列举DNA的功能；
2.能说出DNA与RNA的异同，能简单阐述RNA的种类及功能；
3.能概述转录和翻译的过程；
4.能说出中心法则的内容。
能力目标
1.通过对实验结果的分析,培养学生推理能力和分析能力；
2.通过对转录和翻译过程的观看和总结,培养学生的观察能力和综合能力；
3.通过问题的思考分析培养学生分析问题，解决问题的能力。
情感、态度价值观目标
1. 通过实验推导蛋白质合成过程，让学生体验科学发现过程中成功的喜悦，培养学生探究科学的兴趣；
2.通过分析科学实验过程，培养学生严谨的科学态度。
五、教学重点和难点
教学重点：遗传信息的转录和翻译的过程
教学难点：遗传信息的翻译过程
六、教学方法和设计思路
结合教材特点和学生实际，本节课主要采用引导－探究式教学方法。结合讲述法、实验法、讨论法等多种教学方法，运用POWERPOINT多媒体课件加强直观教学，采用边讲述、边思考、边观察与学生讨论相结合的方法。
在教师的引导下，从知识的发生过程入手，重视把凝结在教材中的科学活动充分展开，重视概念的产生、知识的形成及思维获得过程，着重引导学生自己去探索、观察、思考、分析、归纳、总结，使学生在一系列教学活动中去发现问题、解决问题，培养学生的合作、探索精神，发展学生的思维能力。根据本节课的知识特点，通过学生熟悉的生活情景引入课题，激发学生学习的兴趣；通过科学家的科学实验设计层层问题，提高学生实验分析能力；通过对遗传信息的转录和翻译的复习，让学生对遗传信息的表达建立一个整体支架，要求学生能够把握知识的内在逻辑联系，能够与已有的知识建立联系，进行解释、推理、区分和扩展等；通过金华猪改良方法设计进一步提升和拓展知识。
七、教学过程设计
教学内容
教师的组织和引导
学生活动
教学意图
设计情境，
引入新课
【展示】金华两头乌猪的图片。
【讲述】两头乌猪是金华的特产，是我国著名的地方优良猪种；该猪性成熟早，遗传性稳定，繁殖力强，是经济杂交的优良母本。其皮薄骨细，肉质鲜美，肉间脂肪含量高，其后腿是腌制火腿的最佳原料。
【提问】请大家以两头乌猪为例思考，并绘制其遗传信息的传递图。请同学到黑板上来展示自己结果。
【过渡】两头乌的优良性状是怎样表达出来，它的具体过程是怎样？科学家是怎样进行研究的？这节课就与大家一起回忆复习遗传信息的表达—RNA和蛋白质合成。
板书： 第四节 遗传信息的表达
—RNA和蛋白质合成。
思考并绘制以两头乌猪为例的遗传信息传递图。
思考回答遗传物质DNA的两大功能。
通过学生生活中熟悉的例子引入课题，激发学生学习的兴趣；激活和检测学生已有的知识贮备。
遗传信息的转录
【展示】探究一 1955年拉斯特使用同位素标记法用变形虫做换核实验。
实验A：变形虫放在标记的尿嘧啶核苷酸培养液中培养，结果发现标记的RNA分子首先在细胞核中出现。
实验B：变形虫培养在未标记的尿嘧啶核苷酸培养液中，变形虫的细胞核和细胞质中均未发现有标记的RNA。
实验C：将A组变形虫的细胞核移植到B组变形虫的细胞质中，将重组的细胞放于未标记的尿嘧啶核苷酸培养液中培养。结果细胞质中发现有标记的RNA。
【提问】1、实验A、B结果说明什么？
2、实验C结果说明什么？
3、拉斯特为什么用没有标记的B组变形虫为重组细胞提供细胞质，用A组变形虫直接做实验行不行呢？
【提问】1、实验中的RNA在细胞核中合成后进入细胞质，在细胞核中DNA是如何指导RNA的合成？需要什么条件？
2、合成的RNA与DNA有什么不同
学生借助已有的知识贮备进行相互讨论、思考实验，并回答问题。
回忆转录的概念、过程、条件，RNA的种类，转录与复制的关系。
通过勤于动手、乐于探究的科学探究活动，培养获取知识的能力，体验科学的过程和方法，主动搜集和分析各种信息，善于与人交流和合作，培养一定的创新精神和实践能力。
激活原有的知识，巩固基础知识。
教学内容
教师的组织和引导
学生活动
教学意图
遗传信息的翻译
【过渡】细胞核中合成的RNA进入细胞质起什么作用？
【展示】探究二 1955年有人曾用洋葱根尖和变形虫作为材料进行实验，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RNA，则又可重新合成一定数量的蛋白质。
【提问】1、从实验二的现象中，你能推出什么结论？
2、RNA分子中4种碱基序列是如何决定蛋白质分子中20种氨基酸序列的？即碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样的？
【展示】探究三 1960年尼伦伯格和马太采用了蛋白质的体外合成技术，在每个试管中分别加入一种氨基酸，再加入除去了DNA和mRNA的细胞提取液，以及人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸。
【提问】1、请预测实验结果；加入的多聚尿嘧啶核苷酸起到了什么作用？与苯丙氨酸对应的密码子是什么？
2、为什么要除去细胞提取液中的DNA和mRNA？
3、如果你是尼伦伯格和马太，你将如何设计对照组的实验，确保你的重大发现得到同行的认可？
【讲述】1967年科学家破译了全部遗传密码子表。
【展示】密码子表。
【提问】认真观察密码子表，请分析密码子的特点，以及思考反密码子有几种。
【讲述】通过科学家们的实验研究，我们已经清楚在细胞质中RNA可以控制蛋白质的合成。
【提问】这个过程称什么？是怎样进行？需要什么条件？
【讲述】请同学观看、回忆并复述DNA控制蛋白质合成的整个过程。
学生讨论、分析、思考，回答问题。
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；通过实验的分析，感受和认识遗传信息翻译的研究历程。
学会查密码子表，分析密码子的特点。
学生回忆、思考、回答问题。
通过问题的步步深入，学生推理分析，形成结论。
通过对实验过程的分析，可以让学生了解科学家进行科学家进行科学实验的实验方法，学习用科学家的思维方式去分析解决问题。
培养学生的观察、分析、总结能力
培养学生的总结和语言表达能力。
促使学生整体把握因控制蛋白质合成的全过程。
教学内容
教师的组织和引导
学生活动
教学意图
中心法则
【过渡】刚才我们复习的是金华两头乌猪的遗传信息的传递，是否所有的生物的遗传信息的传递都是一样的？
【提问】例如以RNA为遗传物质的生物遗传信息的流向是怎样？
学生举例分析并回忆总结中心法则。
让学生从细胞水平和分子水平两个层面，整体认识遗传信息的流动。
知识的拓展和应用
【讲述】两头乌猪有着非常多的优点，但其生长速度慢、饲养成本高，与生长快、瘦肉多、体重大、饲料转化率高，并且适宜大群饲养的外国“洋”猪种相比，饲养户大都偏爱后者。因此，上世纪80年代中后期，在一些世界名猪如“大白”“长白”“杜洛克”等大量进入我市后，“两头乌”的地位一落千丈。因此此猪种面临非常危险的境地，我们该怎么办？
【提问】请同学相互讨论可以如何改良猪种？
学生相互讨论分析
对知识进行拓展和运用，能进一步加深学生对转录和翻译过程的理解。
通过此过程让学生理解基因是控制生物性状结构和功能的基本单位，所有的生物共用一套密码子
巩固练习，强化新知
【展示】多媒体展示练习，评价学生的学习结果。
（1）编写有吸引力的巩固知识题
（2）编写有思维力度的促进能力发展题
（3）编写渗透情感又体现能力培养方面题
学生做练习
通过对学生练习结果的评价，了解学生对知识的掌握程度。
小结全课，交流评价
请同学对本节课进行总结，根据同学总结的情况作一定的补充，并强调本节课的重点内容。
思考：通过本节课的学习你有什么收获，并谈谈你的体会。
最后进行赏识性的评价。
对知识点进行总结，对本节内容进行反思和相互交流评价。
通过小结和思考可以知道是否达到教学目标。进行赏识性的评价是对学生活动的总结和升华，促进学生知识、能力、情感态度价值观得到良好的发展。
板书设计（略）
