陜西省石泉縣高中生物 第四章 遺傳的分子基礎(chǔ) 4.3 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成教案 蘇教版必修2.doc

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4.3.1 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成 課標(biāo)依據(jù) 概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯；舉例說明基因與性狀的關(guān)系。 教材分析 轉(zhuǎn)錄和翻譯過程抽象復(fù)雜——學(xué)生難理解；較多物質(zhì)和細(xì)胞結(jié)構(gòu)參與——學(xué)生易混亂；涉及到必修1和必修2中多個(gè)章節(jié)內(nèi)容——學(xué)生已遺忘。而本節(jié)的突破對本模塊學(xué)習(xí)起著承前啟后的作用，沒有本節(jié)內(nèi)容的揭示，很多的現(xiàn)象無法解釋，很多的研究無法進(jìn)行，很多的生物技術(shù)無法操作。 學(xué)情分析 理科一班、二班的同學(xué)大多數(shù)可以通過圖片展示和教師講解大致理解基因控制蛋白質(zhì)合成的過程，老師在授課過程中只需要幫學(xué)生梳理知識(shí)點(diǎn)就可以了。 體育班的同學(xué)基礎(chǔ)較差，他們對于前面的知識(shí)掌握的就不牢固，授課過程中應(yīng)該多點(diǎn)基礎(chǔ)知識(shí)的內(nèi)容。 三 維 學(xué) 目 標(biāo) 知識(shí)與能力 概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程。 解釋中心法則 舉例說明基因與性狀的關(guān)系 過程與方法 （1）運(yùn)用數(shù)學(xué)方法，分析堿基與氨基酸的對應(yīng)關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生分析綜合能力。 （2）通過對“遺傳信息究竟如何表達(dá)？”的探究，培養(yǎng)學(xué)生的探究精神和創(chuàng)造性思維。 （3）引導(dǎo)學(xué)生從遺傳現(xiàn)象得出基因與性狀的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生分析歸納問題的能力。 情感態(tài)度與價(jià)值觀 體驗(yàn)基因表達(dá)過程的和諧美，基因表達(dá)原理的邏輯美、簡約美。 認(rèn)同科學(xué)研究是一個(gè)不斷深入、完善的過程。 教 學(xué) 重 難 點(diǎn) 教學(xué)重點(diǎn)： 遺傳信息轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程 教學(xué)難點(diǎn)： 遺傳信息的翻譯過程 教法 與 學(xué)法 本課主要利用探究—發(fā)現(xiàn)結(jié)合式的教學(xué)方法，適當(dāng)創(chuàng)設(shè)問題情境和打比方，以問題為主線貫穿轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程，同時(shí)利用課本插圖和動(dòng)畫課件，創(chuàng)設(shè)有利于學(xué)生主動(dòng)探究知識(shí)的情境，展示蛋白質(zhì)合成的動(dòng)畫過程，啟發(fā)學(xué)生討論、思考問題，引導(dǎo)學(xué)生探究，歸納基因控制蛋白質(zhì)的過程和原理。 教學(xué)資源 課本、教輔資料、網(wǎng)絡(luò)資源 教 學(xué) 過 程 設(shè) 計(jì) 師生活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖 批注 課時(shí)1 教師講述基因和染色體的關(guān)系 基因、DNA和染色體的關(guān)系 新課講解 PPT材料：1955年有人曾用洋蔥根尖和變形蟲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如果加入 RNA酶分解細(xì)胞中的 RNA，蛋白質(zhì)合成就停止，而如果再加進(jìn)從酵母中提取出來的RNA，則又可重新合成一定數(shù)量的蛋白質(zhì)。素材二：同年，拉斯特（Laster Gold）等人將變形蟲用同位素標(biāo)記的尿嘧啶核苷培養(yǎng)液來培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)標(biāo)記的RNA分子首先在細(xì)胞核中合成。） 師：根據(jù)材料你認(rèn)為遺傳信息的傳遞途徑中重要的物質(zhì)是什么？ 生:RNA 教師展示三種RNA結(jié)構(gòu)圖，簡單說明RNA的種類及功能：（mRNA、tRNA、 rRNA） 設(shè)疑：DNA的遺傳信息是怎樣傳給mRNA的？ 3.轉(zhuǎn)錄（重難點(diǎn)） 先播放一次完整的轉(zhuǎn)錄過程的flase動(dòng)畫， 引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察每個(gè)過程的變化特點(diǎn)。 提問：mRNA在哪里產(chǎn)生？（生回答：細(xì)胞核） 再展示教材P77圖4-12“以DNA為模板轉(zhuǎn)錄RNA的圖解” 師生共同分析歸納轉(zhuǎn)錄過程： a.解旋 -–RNA聚合酶結(jié)合在DNA模板區(qū)，DNA雙鏈在RNA聚合酶（解旋酶）的作用下解開，堿基得以暴露。 b. 堿基互補(bǔ)配對--以DNA的一條鏈為模板，利用細(xì)胞核內(nèi)游離的核糖核苷酸，按A-U，C-G，T-A，G-C配對。 c、連接合成RNA鏈--組成RNA的核糖核苷酸在RNA聚合酶的作用下一個(gè)個(gè)連接起來。 d.釋放--合成的mRNA從DNA鏈上釋放，DNA雙鏈恢復(fù)。 利用動(dòng)畫課件逐步演示轉(zhuǎn)錄過程并講解，加深學(xué)生對轉(zhuǎn)錄過程直觀的理解。 師生歸納轉(zhuǎn)錄的特點(diǎn)（場所、模板、原料、條件、堿基配對、產(chǎn)物、遺傳信息流動(dòng)等）（課件逐一顯示） 問題提升——思考與討論 得出轉(zhuǎn)錄的意義：保證遺傳信息傳遞的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性 課時(shí)2 回顧舊知 轉(zhuǎn)錄得到的RNA仍是堿基序列，而不是蛋白質(zhì)。那么，RNA上的堿基序列如何能變成蛋白質(zhì)中氨基酸的種類、數(shù)量和排列順序呢？mRNA如何將信息翻譯成蛋白質(zhì)？ mRNA通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中，開始它新的歷程——翻譯。 師： 科學(xué)家實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)證明mRNA的3個(gè)堿基決定，即三聯(lián)體密碼子 顯示密碼子表并總結(jié)密碼子表有何特點(diǎn)） 遺傳密碼的特性： a、 有3個(gè)終止密碼，沒有對應(yīng)的氨基酸，所以，在64個(gè)遺傳密碼中，能決定氨基酸的遺傳密碼子只有61個(gè)。 b、 通用性：地球上幾乎所有的生物共用一套密碼子表。 c、 簡并性：一種氨基酸有兩種以上的密碼子的情況 。 問題：氨基酸被運(yùn)送到核糖體需要一種工具，這種工具也是一種RNA，叫做轉(zhuǎn)運(yùn)RNA，簡寫為tRNA。（顯示tRNA示意圖） 師：分子結(jié)構(gòu)呈三葉草形，其“葉柄”端能與一個(gè)特定的氨基酸結(jié)合，“葉片”端有三個(gè)特殊的堿基稱為“反密碼子”，能與mRNA上的“密碼子”相識(shí)別。反密碼子的種類：61種。 師：了解了mRNA上的密碼子和工具tRNA，翻譯是如何進(jìn)行的呢？（展示翻譯動(dòng)畫過程并提問：） 生：（仔細(xì)觀看動(dòng)畫）動(dòng)畫看兩遍。第一遍學(xué)生自主學(xué)習(xí)，第二遍教師講解過程要點(diǎn) 講述：肽鏈合成以后，從信使RNA上脫離開來，再經(jīng)過細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的某些細(xì)胞器（如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等）的加工如盤曲折疊螺旋，最終合成一個(gè)具有一定氨基酸順序的。有一定功能的蛋白質(zhì)分子。由上述過程可以看出：基因的表達(dá)過程本質(zhì)上是基因、mRNA、核糖體、tRNA協(xié)同作用的結(jié)果。即DNA分子上的基因，其脫氧核苷酸的排列順序決定了mRNA中核糖核苷酸的排列順序， mRNA中核糖核苷酸的排列順序又決定了氨基酸的排列順序，氨基酸的排列順序最終決定了蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能的特異性，從而使生物體表現(xiàn)出各種遺傳性狀。 基因控制蛋白質(zhì)合成的過程數(shù)量關(guān)系 真核細(xì)胞中復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯的比較 課時(shí)4 在上一節(jié)課中我們詳細(xì)學(xué)習(xí)了基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成過程，你能否根據(jù)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的全過程，試畫一個(gè)流程圖，簡要地表示出其中遺傳信息的傳遞方向？ 一、中心法則的提出及其發(fā)展 1、中心法則的提出 1957年，克里克的一個(gè)猜想：中心法則 遺傳信息可以從DNA流向DNA，也可以從DNA流向RNA，進(jìn)而流向蛋白質(zhì)。 中心法則在后來的蛋白質(zhì)的合成過程被揭示后獲得公認(rèn)，中心法則實(shí)質(zhì)上蘊(yùn)涵著核酸和蛋白質(zhì)這兩類生物大分子之間的相互聯(lián)系和相互作用，而其產(chǎn)生和發(fā)展則與人類對核酸結(jié)構(gòu)和功能的認(rèn)識(shí)密切相關(guān)。 其實(shí)生命的本質(zhì)就是遺傳信息的流動(dòng)，整個(gè)生命的核心問題就是如何保證遺傳信息能夠沿著正確的方向準(zhǔn)確無誤、順暢及時(shí)地進(jìn)行流動(dòng)。隨著大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的積累，人們發(fā)現(xiàn)中心法則也存在一些不足。 [大家試想一下，克里克的猜想存在什么遺漏之處？] 2、中心法則的發(fā)展 [資料分析]大家認(rèn)為克里克的中心法則應(yīng)該做什么修改？ 資料1： 資料2： 資料3： 這些修改都被證實(shí)了嗎？ [討論]你認(rèn)為這些資料是否推翻了傳統(tǒng)的中心法則？你能不能試著畫修改后的中心法則 3、中心法則的地位 中心法則是生命體系中最核心、最簡約、最本質(zhì)的規(guī)律，掌握這個(gè)規(guī)律對生命本質(zhì)的把握有著重要的作用。 （1） 中心法則在信息角度論證了生物界的統(tǒng)一性。 （2）中心法則為現(xiàn)代生物學(xué)理論的大統(tǒng)一奠定了基礎(chǔ)，遺傳、發(fā)育和進(jìn)化是最基本的三大生命現(xiàn)象。 二、基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系 基因控制蛋白質(zhì)的合成與基因控制生物的性狀有何關(guān)系？與生物遺傳又有什么關(guān)系？實(shí)際上我們早已能夠回答，請大家回憶必修一的相關(guān)知識(shí)，蛋白質(zhì)與生物性狀有什么關(guān)系？蛋白質(zhì)如何承擔(dān)生命活動(dòng)？有不同的蛋白質(zhì)就會(huì)使生物體呈現(xiàn)出不同的生理特性，而基因也是通過控制合成不同的蛋白質(zhì)，從而來調(diào)控生物的性狀。 [實(shí)例分析] a.、豌豆的圓粒和皺粒： b、白化?。喊谆∈且环N較常見的皮膚及其附屬器官黑色素缺乏所引起的疾病。這類病人通常是全身皮膚、毛發(fā)、眼睛缺乏黑色素，表現(xiàn)出怕光等行為。人類的膚色就是由黑色素的含量多少?zèng)Q定的。 由這兩個(gè)實(shí)例大家可以總結(jié)出什么共同點(diǎn)？ c、囊性纖維?。涸摬∈潜泵腊追N人中常見的一種遺傳病，主要表現(xiàn)為汗液中氯離子的濃度升高，支氣管被異常的黏液堵塞，常于幼年死于肺部感染。研究表明：其病因是一個(gè)跨膜蛋白（CFTR蛋白）的基因缺失了3個(gè)堿基。 d、鐮刀型細(xì)胞貧血癥：正常人的紅細(xì)胞呈中央微凹的圓餅狀，而鐮刀型細(xì)胞貧血癥的患者的紅細(xì)胞是彎曲的鐮刀狀。（P80）這樣紅細(xì)胞容易破裂，使人患溶血性貧血，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致死亡。 大家再總結(jié)一下，這兩個(gè)病例有什么共同點(diǎn)？ 1、基因?qū)π誀畹目刂? （1）間接作用：基因 酶或激素 細(xì)胞代謝 性狀 （2）直接作用：基因 結(jié)構(gòu)蛋白 細(xì)胞結(jié)構(gòu) 性狀 總之，生物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理等方面的性狀主要是由蛋白質(zhì)體現(xiàn)的，蛋白質(zhì)的合成又受基因的控制。所以生物的性狀是由基因控制的。 2、控制生物性狀的因素 生物體的有些性狀是受到單基因控制的，而有些性狀不僅由一個(gè)基因控制，可能由多個(gè)基因來決定（如人的身高、血壓、智力、長相等）；基因?qū)π誀畹目刂剖峭ㄟ^控制酶的合成、控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的；同一生物在不同環(huán)境中有不同的表現(xiàn)型，基因型是生物發(fā)育的內(nèi)因；而環(huán)境條件是外因，表現(xiàn)型是生物發(fā)育的結(jié)果，是基因型和環(huán)境條件共同作用的結(jié)果。 [問題探討] 三、細(xì)胞質(zhì)基因 1、葉綠體、線粒體中的DNA也能進(jìn)行半自主性自我復(fù)制，并通過轉(zhuǎn)錄和翻譯控制著某些蛋白質(zhì)的合成。我們習(xí)慣上把存在于細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)，叫做細(xì)胞質(zhì)基因。 2、由于人和高等動(dòng)物的受精卵中的細(xì)胞質(zhì)幾乎全部來自卵細(xì)胞，受細(xì)胞質(zhì)內(nèi)遺傳物質(zhì)（線粒體DNA）控制的性狀由母親傳給后代，這一特點(diǎn)稱為母系遺傳。母系遺傳不是指性狀由母親傳給女兒，而是傳給所有子女。 1、 通過圖片導(dǎo)入新課可以吸引學(xué)生的注意力。 2、 圖片展示、學(xué)生帶著問題觀察，教師再做補(bǔ)充說明有利于學(xué)生理解抽象概念。 及時(shí)小結(jié)有利于學(xué)會(huì)形成系統(tǒng)的知識(shí)框架。 利用小故事過渡到下一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，使學(xué)生學(xué)習(xí)新概念更有激情。 學(xué)生自主學(xué)習(xí)，并總結(jié)特點(diǎn)有利于學(xué)會(huì)歸納思維的培養(yǎng)。 課堂總結(jié)既可以總結(jié)本節(jié)課的重點(diǎn)，同時(shí)也可以回顧整節(jié)課。 當(dāng)堂檢測 有效練習(xí) 1．構(gòu)成人體的核酸有兩種，構(gòu)成核酸的基本單位——核苷酸有多少種？堿基有多少種？[ ] A．2種 4種 B．4種 4種 C．5種 5種 D．8種 5種 2．細(xì)胞內(nèi)與遺傳有關(guān)的物質(zhì)，從復(fù)雜到簡單的結(jié)構(gòu)層次是[ ] A．DNA→染色體→脫氧核苷酸→基因 B．染色體→脫氧核苷酸→DNA→基因 C．DNA→染色體→基因→脫氧核苷酸 D．染色體→DNA→基因→脫氧核苷酸 3．下列哪一組物質(zhì)是RNA的組成成分[ ] A．脫氧核糖核酸和磷酸 B．脫氧核糖、堿基和磷酸 C．核糖、堿基和磷酸 D．核糖、嘧啶和核酸 4．DNA分子的解旋發(fā)生在 過程中[ ] A．復(fù)制 B．轉(zhuǎn)錄 C．翻譯 D．復(fù)制和轉(zhuǎn)錄 5．果蠅的遺傳物質(zhì)由 種核苷酸組成[ ] A．2 B．4 C．5 D．8 6. 一個(gè)DNA分子可以轉(zhuǎn)錄出多少種多少個(gè) mRNA [ ] A．一種一個(gè) B．一種多個(gè) C．多種多個(gè) D．無數(shù)種無數(shù)個(gè) 7．煙草、煙草花葉病毒、T2噬菌體中含有 的物質(zhì)，下列敘述正確的是[ ] A．核酸的種類依次是2、1、2 B．核苷酸的種類依次是8、5、4 C．五碳糖的種類依次是2、2、1 D．含N堿基的種類依次是5、4、4 8. mRNA上有25％的腺嘌呤，35％的尿嘧 啶，則轉(zhuǎn)錄該mRNA的DNA分子上腺嘌呤占?jí)A基總數(shù)的 A．50% B．25% C．30% D．35% 板書設(shè)計(jì) 第一課時(shí) 基因的概念： 基因、DNA和染色體的關(guān)系： 第二課時(shí) 遺傳密碼、密碼子 翻譯 教學(xué)反思 第一課時(shí) 本節(jié)課知識(shí)內(nèi)容較為集中，難點(diǎn)內(nèi)容學(xué)生也能夠較快掌握，主要是一些記憶性的知識(shí)，比如說轉(zhuǎn)錄過程所需要用到的酶以及場所條件等等，要注意與DNA的復(fù)制加以區(qū)分，這兩個(gè)概念有很多過程上相同的要點(diǎn)，其次，注意督促體育班的學(xué)生進(jìn)行記憶，本節(jié)內(nèi)容對于基礎(chǔ)較差的學(xué)生來說主要就是記憶要點(diǎn)和區(qū)分概念。 第二課時(shí) 本節(jié)內(nèi)容比較抽象，主要難點(diǎn)包括了密碼子概念的理解以及翻譯過程中幾個(gè)步驟，主要通過向?qū)W生展示翻譯過程的動(dòng)畫來進(jìn)行講解，但是我發(fā)現(xiàn)在講解的過程中學(xué)生容易被動(dòng)畫吸引，對其本質(zhì)含義理解并不深刻透徹，教學(xué)過程中應(yīng)該注重互動(dòng)和提問。 第三課時(shí) 過學(xué)生理解和評(píng)價(jià)“基因決定生物性狀”活動(dòng)，培養(yǎng)鍛煉學(xué)生的多種能力。但反思本節(jié)課的教學(xué)，依然存在個(gè)別學(xué)生參與活動(dòng)不夠積極，思考、分析問題自主性不強(qiáng)的現(xiàn)象；教學(xué)中教師對學(xué)生的討論、發(fā)言尚存在總結(jié)點(diǎn)評(píng)不到位之處，這是今后教學(xué)設(shè)計(jì)和課堂教學(xué)要克服和完善的地方。 備注