资源简介

名 称 4.1基因指导蛋白质的合成 学时 共2课时
学习内容分析 本节内容是必修Ⅱ第四章的开篇，是本章学习的基础，重点和难点。基于教学内容概念多，知识点抽象复杂的特点和学生已经学习基因本质的学习情况，本节课将采用授导课模式，组织教学。
学习者分析 高一学生已具备一定的逻辑思维能力和社会实践能力，但还不能完全脱离教师的引导。在课堂上，以学生为主，通过教师对具体问题的指引，学生自己分析和探索，引导他们逐步完成教学目标。
教学目标 知识目标：通过观察动画、讨论学习以及实践应用，能够简要概述遗传 信息的转录。 能力目标：运用已有的知识和经验提出假说，学会数学推理方法。 情感态度与价值观：体验基因表达转录过程的和谐美，以及为下节让学生感受基因表达原理 的逻辑美、简约美做铺垫。
教学设计思路 本课的教学设计内容主要分为六部分， 一、引用名片《蜘蛛侠》图片激发学生学习兴趣，适时设问，基因控制生物性状，再通过恐龙复活图片引发学生争论逐步接近主题:基因如何指导蛋白质的合成 二、一展所学，分析推理:根据分析学过的关于DNA、RNA和蛋白质的知识，推测基因需要遗传信息的传递者，且这个传递者为RNA。 三、温故知新，类比推理:指导学生自主学习RNA的组成。结构和分类，类比与DNA的异同，由DNA得复制，推出RNA转录和翻译的基本过程。然后，播放PPT印证体会。
依据的理论 引导发现式教学:教师的提问贯穿教学过程始终，引领学生的思维朝正确的方向探究;层层设问，环环相套，使课程结构紧密，有利于学生的认知。 翻译过程的领会，主要通过“从做中学”达到知行统一的教学目标。
信息技术与教学活动运用分析
知识点 学 学习器材 使用方式 教学活动效果
转录过程 概述转录过程 投影仪显示内容 使用投影仪播放DNA的转录过程 将抽象概念图像化，辅助学生对复杂生理过程的学习。
教学过程
第一课时
教学内容 教师活动 学生活动 设计意图
本章的开篇的简介 简述：基因在哪里，基因是什么，同时也体会到了科学家在科研道路上的曲折坚辛和追求科学真理的执著。从而过渡到基因的表达。 引用杨焕明教授的《我赞叹生命的美丽》的语句指出蓝图和现实的关系。 聆听并体会 渗透情感教育
问题探究 引入新课 (5分钟) 引用《蜘蛛侠》图片:“蜘蛛侠是如何变身的 ”，然后层层设问: 1. 帕克被转基因蜘蛛咬后，当时什 么物质进入他的细胞 (基因) 2.一段时间后，帕克变成伸手袖中能飞丝的蜘蛛侠。(引出基因控制生物的性状)。那么是不是我们有了某种生物的全套的DNA或基因就能在体外表达出相应的生物性状呢？（学生会正反两方展开舌战）引出《基因指导蛋白质的合成》 学生观察图片，讨论回答，并引出主题。 学生很容易想到基因指导蛋白质的合成，来表达遗传信息。 利用经典图片引入课题，提高学生学习动机，明确学习目标。
基因指导蛋白质的合成 遗 传 信 使 的 存 在 (5分钟) 遗 传 信 息 的 转 录 (30分钟) 主题:基因如何指导蛋白质的合成 教师引领学生回顾已学知识， (
性状
) 控制 基因 （主要在细胞核） 承 担 ？ 蛋白质 （细胞质） 通过复习找出矛盾点：基因为什么不能 指导蛋白质的合成。 提出问题组1: (1)是什么做媒介传递着遗传信息 是什么呢？ (2) DNA位于细胞核，蛋白质合成在细胞质中的核糖体，两者之间如何联系 遗传信息的转录 教师承上设问 问题组2: RNA的组成与结构怎样 与DNA比较差异如何 板书： RNA： 单位：核糖核苷酸 比较： 项目DNARNA基本单位脱氧核苷酸核氧核苷酸五碳糖脱氧核糖核糖碱基A、G、C、TA、G、C、U结构双螺旋结构一般是单链）主要分布在细胞核主要在细胞质， 类型常为一种类型 （mRNA） （tRNA） （rRNA
问题3： 如何将DNA的遗传信息传递给RNA 引导学生看图，运用类比方法分析，总结先得到答案。 在分析第三问前，播放DNA复制的PPT。 让学生类比推理以DNA为模板合成RNA的过程。 接着，分步播放转录FLASH，边播放边分析小结。 转录概念:RNA在细胞核中，以DNA德一条链为模板合mRNA的过程，称为遗传信息的转录。 总结比较DNA复制与转录之间的联系和区别;并随堂指导学生做随堂练习。 探究：转录出的RNA碱基序列与DNA模板链有何异同？与互补链呢？ DNA T A G C T T G 模板 A T C G A A C RNA U A G C U U G 随堂演练： PPT：巩固练习和能力拓展 小结DNA和RNA转录的关系。 思考与讨论：P66 1．转录与DNA复制有什么共同之处？这对保证遗传信息的准确转录有什么意义？ （1）相同点：都需要模板、酶、能量等；都遵循碱基互补配对原则 （2）意义：碱基互补配对规律能够保证遗传信息传递的准确性。 2．若一条mRNA以DNA的b链为模板，请写出该mRNA与a链的碱基序列 b链：模板链（有意义链） a链：非模板链（无意义链） 学生先分析思考，推理回答。 回答：场所不同 分析推理: 推测有一种物质在DNA与蛋白质之间充当信使。因为遗传信息是DNA上碱基的排列顺序，RNA也是种核酸，含碱基，应该能作为信使，传递遗传信息。 快速浏览课本了解RNA的结构组成和种类。 然后看书印证。 分析比较DNA与RNA结构，讨论形成答案。 并用投影展示学生成果，发现错误在及时纠正。 观看DNA复制FLASH，由DNA与RNA的结构异同与DNA的复制过程，分析第三问，。 类比推理: 1. 转录条件: 原料、酶、能量、模板 2. 转录过程: 以一条链为模板 碱基互补配对原则 3. 转录结果: 一条核苷酸单链 学生观看，结合课本图4-4，印证刚才推理的正确性，抓住关键点，认识遗传信息的转录过程。 习题处理 学生诵读 总结：为什么RNA适合做DNA的信使呢？ 学生完成表格 通过连续设问，对以学知识的回顾，引导学生大胆猜想，形成自我认知的基础和动力。 通过DNA和RNA的结构比较，DNA复制PPT观看与分析。使学生联想转录的一些基本要素。带着这些印记，进行对转录的学习，有助于学生把握要点。 结合图解，讲述、FLASH课件，抓住关键点，认识转录过程。 渗透情感教育 通过故事增加学生对对转录的认识
《DNA的爱情》故事地点：细胞 时间：分裂间期 DNA苏醒了并睁开了眼睛，望着这个美妙的世界。这里像一个工厂， 细胞的成员各司其职，繁忙而有序地工作。 DNA突然对一个RNA产生了兴趣。她是那么的漂亮优雅，单链的身材显得格外苗条而有曲线。DNA天天注视这个RNA，晚上一闭眼就想到她。他知道他已经喜欢上她了，尽管他不知道什么是爱情。 有一天，DNA终于鼓起勇气，拖着冗长的身体，来到RNA身边，和她说起了话。DNA和RNA都很健谈，他们聊了很久，因为他们发现他们有很多共同点。 第二天，DNA又找RNA聊天，这次他们聊到了深夜，意犹未尽。最后 RNA对DNA说：我们以后可能不能在一起聊天了。 DNA显得很紧张，焦虑地问RNA为什么。RNA说：我已经长大成熟了， 明天就要通过核孔到细胞质去，那才是我生命的归属地，那有核糖体等 着我，他们需要我，因为我生来就是为了翻译蛋白质的。 DNA和RNA都很伤心，DNA知道他不能阻止她的离开，他和RNA一起坐到天亮。 一大早，RNA和DNA挥手告别。在核孔附近，DNA鼓起勇气，对RNA说：I wish I was RNA! RNA皱着眉头说：Why？ DNA羞涩地说：So I Could Have…..Have …..Have U！
总结：RNA的结构 转录的过程（注重从那7个字理解和记忆） 转录与DNA复制的比较 结束语：再次引用杨焕明教授的一句话：生命是美丽的，探索生命的奥秘一定会是我们的人生更美好，也将是生命世界更美好！祝大家身体健康，学习进步！ 配套作业
第二课时
DNA终于又转录了一个mRNA。 DNA说：“你好，我是你的模板。” mRNA说：“你好，我是mRNA。” DNA仔细地看着mRNA：“你和他，真是一模一样。” mRNA：“谁？” DNA：“我上一次转录的mRNA。”停了停，又说：“你们明明是一样的，为什么我还在想念他呢？”说完，DNA慢慢合上了眼睛。 DNA上一次转录的mRNA呢？ 学生思考 导入
（二）遗传信息的翻译 现在让我们一起来研究基因表达的第二个步骤——遗传信息的翻译 mRNA通过核孔进入细胞质中，开始它新的历程——翻译 遗传学上把以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程叫做翻译。 转录得到的RNA仍是碱基序列，而不是蛋白质。 （1）如果1个碱基决定1个氨基酸，4种碱基能决定多少种氨基酸？ 41=4 （2）如果2个碱基编码一个氨基酸，最多能编码多少种氨基酸？ 42=16 （3）一个氨基酸的编码至少需要多少个碱基，才足以组合出构成蛋白质的20种氨基酸？ 43=64，足够有余 经过不断的推测和实验得知：mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸 我们将这样3个相邻的碱基称为1个密码子。 （1）密码子总数是64种，但决定氨基酸的密码子是61种，3个是终止密码子， 所有生物的密码子是相同的 （2）一种密码子决定一种氨基酸，但一种氨基酸可以由1种或多种不同的密码子决定。 （1）当密码子中有一个碱基改变时，由于密码的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸； （2）当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸，可以保证翻译的速度。 通过这一事实可以想到生物都具有相同的遗传语言，所有生物可能有共同的起源或生命在本质上是统一的…… 思考：当某DNA碱基发生改变，是否一定会导致生物性状发生改变？ 不一定。因为发生改变的碱基可能有以下两种情况： （1）该碱基位于DNA无效片段上； （2）该碱基改变后形成的密码子与原来的密码子决定同一种氨基酸。 将氨基酸运到“生产线”上去的“搬运工”，是另一种RNA——tRNA tRNA的种类很多，但是每种tRNA只能识别并转运1种氨基酸。 ①每种tRNA只能识别并转运一种特定的氨基酸 ②一种氨基酸可以由__一种或几种___tRNA来运输 ③决定氨基酸的密码子有61种，所以tRNA有61种 翻译的具体过程： 1．场所：细胞质的核糖体 2．基本条件： （1）模板：mRNA （2）原料：游离的氨基酸 （3）能量：ATP （4）酶： 3．产物：多肽或蛋白质 4．遗传信息流动：mRNA→蛋白质 （三）基因表达的计算 在遗传信息的流动过程中，DNA、RNA是信息的载体，蛋白质是信息的表达产物，而ATP为信息的流动提供能量，可见，生命是物质、能量和信息的统一体。 【小结】 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？mRNA如何将信息翻译成蛋白质？ DNA和RNA都只含有4种碱基，而组成生物体蛋白质的氨基酸有20种。这4种碱基是怎样决定蛋白质的20中氨基酸的？ P67：20种氨基酸的密码子表 思考与讨论：P67 从密码子表中可以看到，一种氨基酸可能有几个密码子，这一现象称作密码子的简并。你认为密码的简并对生物体的生存发展有什么意义？ 2．地球上几乎所有的生物都共用上述密码子表。根据这一事实，你能想到什么？ mRNA进入细胞质后，就与核糖体结合起来，形成合成蛋白质的“生产线”，利用氨基酸进行脱水缩合形成多肽链。但是，氨基酸是怎样运送到核糖体上？ ①tRNA呈__三叶草形___； ②一端为携带__氨基酸__的部位； ③另一端有3个碱基。 每个tRNA上的这3个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对， 称反密码子。 ④有__61__个反密码子 ⑤一个反密码子含有_3__个碱基 ⑥一个tRNA转运__1__种氨基酸 ⑦一种氨基酸可以由__一种或几种__tRNA来运输 学生阅读课本了解翻译的过程 也可以通过人体模型展示翻译的过程 过渡 关于中国谍战的电视剧，国共战争时期除了地面作战还有地下战斗。他们用的电报在交流重要信息时，都是用数码，为了不让信息落入敌方手中。 通过回忆密切相关的知识，导入新内容。 结合图解，讲述、FLASH课件，抓住关键点 通过讲授密码子与氨基酸蛋白质，帮助理解翻译的全过程。 这一内容有利于学生梳理基因指导合成蛋白质以及遗传信息流动 查看学生对课堂内容的掌握情况，及时查缺补漏。
板书设计： 4.1基因指导蛋白质的合成 (
A
Pi
核糖
) 一、遗传信息的转录 1.RNA: A （1）单位：核糖核苷酸 U G C （2）RNA种类： ① 信使（mRN A） ② 转运RNA（tRNA） ③ 核糖体RNA（rRNA） （3）结构：通常为单链 2.转录过程 ①场所：主要是在细胞核中 摸板 ②条件 原料 能量 酶 ③过程：解旋 配对 合成 脱离 ④产物：mRNA 二．翻译的具体过程： 1．场所：细胞质的核糖体 2．基本条件： （1）模板：mRNA （2）原料：游离的氨基酸 （3）能量：ATP （4）酶： 3．产物：多肽或蛋白质 4．遗传信息流动：mRNA→蛋白质

展开更多......

收起↑