1基因指导蛋白质的合成教学设计教案.doc

   教学准备
1.   教学目标
1.1 知识与技能：
①概述遗传信息的转录和翻译。
②运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系。
1.2过程与方法：
①作好本章的引子。
②准确把握主干知识与侧枝内容的教学要求
ƒ充分利用教材中的插图
1.3 情感态度与价值观：
①认同基因指导蛋白质合成的方法
2.   教学重点/难点
2.1 教学重点
①遗传信息转录和翻译的过程
2.2 教学难点
①遗传信息的翻译过程。
3.   教学用具
教学课件
4.   标签
   教学过程
引入新课
片段1：导入
师：当我们认识到基因的本质后，能不能利用这一认识，分析现实生活中一些具体的问题呢？例如，在现实生活中，我们能不像电影《侏罗纪公园》中描述的那样，利用恐龙的DNA，使恐龙复活呢？
生：讨论、争论，看图，形成新的问题
（提出探究的问题，引起悬念，明确探究的目标）
师：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？
生：需要使恐龙DNA上的基因表达出来，表现恐龙的特性。
师：看来要解决这个问题，我们还需要研究“基因的表达”。引导学生看本章的章图。询问学生看懂了什么，又产生了哪些问题。
师：基因是如何指导蛋白质合成的？导入新课。
片段2学习转录过程
师：DNA在细胞核中，而蛋白质合成是在细胞质中进行的，两者如何联系起来？
推测有一种物质能够作为传达DNA信息的信使，科学家发现此物质就是RNA。
师：如何解读DNA信息？
生：看图分析比较核糖和脱氧核糖的区别，通过图形和CAI课件的演示，认识遗传信息的转录过程，并且完成对比表格。
RNA与DNA的比较

师：DNA是如何转录的，特点是什么？转录的单位是什么？转录与复制有何异同？
（通过问题的步步深入，学生推理分析，形成结论）
生：学生阅读教材找到答案。
（结合图解、讲CAI课件，认识转录的过程）
教师讲述：DNA相当于总司令。在战争中，如果总司令总是深入前沿阵地直接指挥，就会影响他指挥全局。DNA被核膜限制在细胞核内，必须先把遗传信息传给mRNA，这一过程称为转录。
教师提问：为什么mRNA适于作DNA的信使呢？DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的？
结合多媒体课件或图示教师精讲点拨：
①DNA双螺旋解开，DNA双链的碱基得以暴露，其中一条链提供准确模板；
②游离的核苷酸随机地与DNA链的碱基碰撞，当核苷酸的碱基与DNA的碱基互补时，两者以氢键结合。
③新结合的核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上；
④合成的mRNA从DNA链上释放，而后，DNA双链恢复。
学生听讲、阅读、思考，师生讨论共同完成以上问题，即①mRNA为单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中；②转录成的RNA的碱基序列，与供转录用的DNA单链的碱基序列之间的碱基是互补配对关系，与DNA双链间碱基互补配对不同的是，RNA链中与DNA链的A配对的是U，不是T。这样转录出的这个mRNA与DNA另一条链的碱基序列基本相同，只是DNA链上T的位置，RNA链上是U，从而保证了转录的准确性。
教师讲述：转录与复制都需要模板、都遵循碱基互补配对规律，等等。可以从所需条件、过程中的具体步骤和过程中所表现出的规律等角度进行对比分析。
师：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？RNA如何将信息翻译成蛋白质？
设疑提问：通过转录过程遗传信息传递给mRNA，那么传到mRNA上的遗传信息是怎么控制蛋白质合成的呢？引出第二部分教学内容——翻译（同时板书）
翻译：
继续设疑：
1.组成蛋白质的氨基酸有多少种？（20）
2.mRNA只有4种碱基，怎样决定20种氨基酸呢？
让学生根据下面提出的问题分组讨论mRNA上的碱基与氨基酸之间的对应关系并交流结果。
问题：
1为什么不是一个碱基决定一个氨基酸？
2为什么不是两个碱基决定一个氨基酸？
3为什么是三个碱基决定一个氨基酸？
4三个碱基组成的一个密码子共有多少钟？
5.64种密码子和20种氨基酸怎样对应？让学生阅读教材P65密码子表。
问题提升：分析讨论P65【思考与讨论】1、2、3总结密码子的两个特性——通用性和简并性（同时板书）
巩固练习：教材P67拓展题：1.和2
继续设疑：是谁把细胞质中游离的氨基酸运到蛋白质的“装配机器”——核糖体上的？————引出tRNA
课件显示：tRNA的结构示意图，特别注意反密码子的种类和读取的方向 （61种，从携带氨基酸的那一端开始读取）
继续设疑：tRNA怎样把细胞质中游离的氨基酸运到蛋白质的“装配机器”——核糖体上呢？————引出对翻译过程的学习
翻译的过程：
首先提出问题串：翻译的场所、过程、原料、产物、酶、模板、模板的去路、配对的原则分别是什么？
再播放课件动画演示翻译的过程，提醒学生带着问题仔细看。然后填表并进行角色表演，演错了下台。
（课前，我先依次把写有密码子AUG、UAC、CAC、CAU、AGU、UUU、UAA、CUC、的硬纸片粘在一根长绳子上作mRNA，在十张等大小的长方形硬纸片上分别写上“亮氨酸、甲硫氨酸，组氨酸、组氨酸、丝氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、苏氨酸等。再准备画有反密码子为UAC、AUG、GUG、GUA、UCA、AAA、AUU、GAG的tRNA的纸帽子。裁好的胶带作肽键。）
角色扮演：一.选演员（原则：根据回答下列问题的准确率和速度来确定扮演各个结构的演员。）
 1．翻译的场所是什么?核糖体里有几个位点?——定核糖体
 2.翻译的模板是什么？什么是密码子?——定mRNA
 3.起始密码是什么？对应的反密码子是什么？——定反密码子为AUC的tRNA。依次找出其它扮演tRNA的演员。
二、准备
1.演员生1核糖体站在前面面向全体同学。
2.两个演员mRNA生2和生3分别拽着绳子的两端站在两边.
3.转运tRNA戴好各自的帽子，在前面站成一排。
4.老师把氨基酸纸片贴在黑板上。
5.其他同学是观众，观看他们是否有错。找出错误的同学替换出错演员上场。
三、表演
1.生2和生3,让绳子上的密码子AUG、UAC、分别进入核糖体生1的位点1（右手）和位点2（左手）。
2.戴UAC帽子演员生4出列赶紧到黑板上拿甲硫氨酸，然后到生1处摘下帽子与密码子识别互补，
3.戴AUG帽子演员生5赶紧到黑板上拿酪氨酸，然后到生1处摘下帽子与密码子识别互补，
4. 生1拿肽键的胶条把两个氨基酸连在一起，形成一个二肽，放在生5手里，沿mRNA移动一个密码子的位置。生4离开，生5进入1号位。
5. 生6携带组氨酸进入2号位，重复前面的步骤，直到没有演员过来，翻译停止。
6. 最后生1介绍：“肽链离开核糖体，被送到相应的位置盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质。我离开mRNA，然后mRNA可能会解体。
鼓掌，退场。
总结提问：谁搬运了组氨酸？（生4和生5）这说明了什么？（一种tRNA只能搬运一种氨基酸，而一种氨基酸可以由多种tRNA搬运。
总结概述：分别找两个学生概述翻译的过程，总结翻译的概念。（板书）
再设疑：若短时间需要合成大量相同氨基酸序列的多肽链，精密的细胞是如何保证的呢？
引导学生看教材最后一图，并播放动画。让学生明白：一个mRNA可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成。
 四、完成预习作业中的实践活动：破译遗传信息。
提问：通过上面的探索过程，相信大家已经学会怎样破译基因所含的遗传信息了。现在请同学们完成预习作业中的第二部分：破译遗传信息。

（学生进行实践活动。）
答案：根据“基因→mRNA→蛋白质”这条主线。这段遗传信息所决定的氨基酸序列是：甲硫氨酸-谷氨酰氨-酪氨酸-甘氨酸-谷氨酰氨-亮氨酸-亮氨酸
（这样处理保证整节课的完整性，因为在课的开始，提出了问题：“这个基因决定着什么样的生物性状呢？这就是我们这节课所要探究的主要内容。”所以，在课临近结束时，让学生完成实践，学生获得成就感。而且，通过实践，使学生回顾了这节课新知识的主线条：基因→mRNA→蛋白质；从知识回顾中还获得了新知识，那就是在实践中发现的：多种密码子可以决定同一种氨基酸及终止子的意义等。）
   课堂小结
本节教材的特点之一是插图多而复杂。尤其是转录过程流程图、翻译过程流程图和一个mRNA分子上的多个核糖体同时合成多条肽链示意图等。备课时教师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的结合起来，还要分清主次和轻重。
   课后习题
1．下列对转运RNA的描述，正确的是（   C    ）    
A．每种转运RNA能识别并转运多种氨基酸 
B．每种氨基酸只有一种转运RNA能转运它 
C．转运RNA能识别信使RNA上的密码子 
D．转运RNA转运氨基酸到细胞核内 
2.遗传物质的功能之一是传递遗传信息，下列哪一项与该功能无关（  B   ）     
A．DNA复制       B．蛋白质合成        
C．细胞分裂       D．生殖 
3.不属于基因功能的是（   B   ）   
A．携带遗传信息  B．携带遗传密码  
C．能转录信使RNA  D．能控制蛋白质的合成 
4.在蛋白质的合成过程中，决定蛋白质种类的是（   B  ）   
A．核苷酸        B．信使RNA      
C．核糖体        D．转运RNA 
5填空题：已知几种氨基酸的密码子为
精氨酸：CGU、CGC、CGA、CGG、AGA、AGG  缬氨酸：GUU、GUC、GUA、GUG
甘氨酸：GGU、GGC、GGA、GGG 组氨酸：CAU、CAC 色氨酸：UGG甲硫氨酸：AUG 
（1）用化学方法使一种六肽分子降解，在其产物中测出三种三肽：
甲硫氨酸—组氨酸—色氨酸；精氨酸—缬氨酸—甘氨酸；甘氨酸—甲硫氨酸—组氨酸
①这种六肽的氨基酸顺序为                        。 
②编码这个六肽的DNA分子至少含           个脱氧核糖。
（2）某一蛋白质分子分析表明，在编码甘氨酸的位点上发生的三个突变都是由一个碱基替换引起的。突变的起源如下：

则甘氨酸最可能的密码子是___________________。
（3）当基因片段转录链中转录成GUC的CAG突变为CAA时，这种突变的结果对该生物的影响是___________________ 。
答案：
（1）①精氨酸—缬氨酸—甘氨酸—甲硫氨酸—组氨酸—色氨酸  ②36   
（2）GG    
（3）没有影响