2019-2020年高中生物《4.1 基因指导蛋白质的合成》教学设计 新人教版必修2.doc

2019-2020年高中生物4.1 基因指导蛋白质的合成教学设计 新人教版必修2一,教学目标1.知识目标 识记:概述遗传信息的转录和翻译过程. 理解:密码子和反密码子的概念.2.情感态度与价值观 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.3.能力目标 (1)分析碱基与氨基酸的对应关系,培养学生分析综合能力. (2)通过对遗传信息究竟如何表达 的探究,培养学生的探究精神和创造性思维. （3）通过对转录与翻译图解的认识，培养学生的试视图能力二,教学重点和难点1,教学重点:遗传信息转录和翻译的过程.2,教学难点:遗传信息的翻译过程.3.这两个过程中的主要特点三,教学设计思路在教学中,教师可以通过多媒体动画,也可以通过比喻等手法使抽象问题具体化.比喻是教学语言中的重要修辞方法,贴切形象的比喻可以降低对感知事物的理解难度.通过规律的总结，加深学生对转录和翻译的理解和记忆引子:利用问题探讨引导学生讨论:如果能利用恐龙的DNA使恐龙复活,你认为主要解决什么问题 学生可能会想到,需要使恐龙DNA上的基因表达出来,表现恐龙的特性.看来要解决这个问题,我们还需要研究基因的表达.从而引出课题.提出问题:基因是如何指导蛋白质合成的 分析推理1:DNA在细胞核中,而蛋白质合成是在细胞质中进行的,两者如何联系起来呢 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.分析推理2:RNA如何解读DNA的遗传信息 5,分析推理3:mRNA的信息如何用于合成蛋白质 在具体实施过程中,首先通过一个破译电码的小游戏,引申到遗传信息的破译上来.在激发学生的学习兴趣的同时,又降低了学生理解基因的表达的难度.在具体学习到翻译这一过程的时候,同样,教师把遗传密码的翻译过程比喻为破译莫尔斯电码的过程,化抽象为形象.总结:基因的表达是在细胞中完成的.DNA分子,RNA分子,氨基酸分子,核糖体和线粒体等众多的细胞器一道,合作完成遗传信息的转录和翻译.在组成蛋白质的肽链合成后,肽链就从核糖体与mRNA的复合物上脱离,经过一系列步骤,被运送到各自的岗位,盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子,开始承担细胞生命活动的各项职责.问题探讨:大家现在再来探讨恐龙能否复活的问题.首先,恐龙的基因是如何表达的 基因表达需要什么条件 通过探讨,引导学生认识保护生物多样性的重要意义.四,教学实施的程序(二)课堂教学片段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，如果能复活，那里面有什么玄机呢？ 生:讨论,争论,看图,形成新的问题师: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.而RNA为什么能作为DNA的信使生：观察DNA和RNA的结构特点，得出结论 DNA RNA 组成元素 C、H、O、N、P 基本单位 脱氧核苷酸（4种） 核糖核苷酸（4种） 化学组成 一分子磷酸 脱氧核糖 A、T、C、G 一分子磷酸 核糖 A、U、C、G 结构 规则的双螺旋结构 一般单链结构 功能 编码复制遗传信息,控制蛋白质合成 传递遗传信息，并通过蛋白质表达出来 分布 细胞核的染色体,线粒体,叶绿体 细胞质的核糖体 DNA. RNA的 比较：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.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 学生活动 完成 下列填空。 （1） 转录的定义： （2） 转录的场所： （3） 转录的模板： （4） 转录的原料： （5） 转录的条件： 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 片段3:学习翻译过程师:基因位于哪里 生:DNA.师:基因位于DNA上,是具有遗传效应的DNA片段.一个DNA含有多个基因.比如:在果蝇的一个DNA上,存在多个基因.每一个基因都决定一种生物性状.比如白眼基因决定果蝇的眼睛颜色是白色的.师:基因与基因结构上的不同体现在哪里 生:碱基排列顺序不同.师:不同的碱基排列顺序决定生物不同的性状.所以,基因上的碱基排列顺序就代表着遗传信息.我们可以看到预习作业上画有一个基因片段,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.(从破译电码的小游戏,自然地引申到基因控制生物的性状上来.学生的学习积极性被调动起来了.)师:翻译是以信使RNA为模板,合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程.合成蛋白质的场所是哪里 生:细胞质中的核糖体师:信使RNA结合在糖体上面后,就要翻译成蛋白质了.你们知道AUGCAA能翻译成怎样的蛋白质吗 生:不知道.(翻译成什么呢 到底怎样翻译呢 学生充满了迷惑.)师:那你们知道./.-./-.-翻译成什么吗 生:SPY.师:这串莫尔斯电码有几个三个密码 生:三个.(以莫尔斯电码做类比,生动有趣,同时降低理解难度)师:同理,这mRNA上的碱基也差不多,信使RNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基,叫做密码子.师:请问,老师黑板上画了几个密码子 生:2个(也有可能答4个,老师就说明密码子的不重叠性和不间断性)师:这三个密码翻译成什么把它翻译出来吧.片段4:完成预习作业中的实践活动:破译遗传信息.师: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.)生: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.)习题：基因指导蛋白质的合成（2）一、选择题（ ）1下列对转运RNA的描述，正确的是 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 ADNA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 A核苷酸 B信使RNA C核糖体 D转运RNA（ ）5若测得精氨酸的转运RNA上的反密码子为GCU，则DNA分子模板上决定这个精氨酸的相应碱基为 AGCA BCGA CGCT DCGT（ ）6下列哪一项不可能是遗传密码AATC BUUC CCAG D GGC（ ）7把兔子血红蛋白的信使RNA加入到大肠杆菌的提取液中，结果能合成出兔子的血红蛋白，这说明 A所有的生物共用一套遗传密码 B 蛋白质的合成过程很简单 C兔血红蛋白的合成基因进入大肠杆菌D兔子DNA可以指导大肠杆菌的蛋白质合成（ ）8人体血红蛋白的一条肽链有145个肽键，形成这条肽链的氨基酸分子数及控制这条肽链合成的DNA中的碱基数至少为A145和876 B146和438 C146和876 D145和438（ ）9甲硫氨酸的遗传密码是AUG，那么控制它的相应的一小段DNA中以及信使RNA和转运RNA中共有核苷酸：A4种 B3种 C5种 D8种（ ）10遗传密码子位于ADNA上 B信使RNA上 C转运RNA上 D核糖体RNA上（ ）11某基因有192个脱氧核苷酸，其控制合成的多肽应脱掉的水分子数为A191个 B95个 C32个 D31个（ ）12一条DNA分子上的某个基因有300个碱基对，则它控制合成的蛋白质分子中含有肽键的个数最多为 A99个 B100个 C49个 D50个 （ ）13某蛋白质由n条肽链组成，氨基酸的平均分子量为a，控制该蛋白质合成的基因含b个碱基对，则该蛋白质的分子量约为 A2/3ab-6b+18n B1/3ab-6bC（1/3b-a）18 D1/3ab-（1/3b-n）18二、非选择题14下面是科学家们发现氨基酸的密码子是由三个碱基组成的过程。（1）假设：氨基酸是由三个碱基决定的，即密码子由三个碱基组成。（2）实验验证：用人工合成的只含一种核苷酸的信使RNA，给以适当的条件，让其翻译，测定翻译出的多肽链中所含的氨基酸。用人工合成的CUCUCUCUCUCU这样的多核苷酸链进行翻译，形成的是亮氨酸与丝氨酸交替排列的氨基酸链。（3）结论：信使RNA上决定氨基酸的密码子是由三个碱基组成的。分析上述过程，回答以下问题：（1）科学家们为什么会想到氨基酸的密码子是由三个碱基组成的？ （2）实验中，让人工合成的信使RNA进行翻译时应提供哪些条件？ （3）如果是两个碱基决定一个氨基酸，则第个实验的结果应该是 。15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这种六肽的氨基酸顺序为 。编码这个六肽的DNA分子至少含 个脱氧核糖。甘氨酸缬氨酸甲硫氨酸精氨酸（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 。的后代也是单尾鳍。结合题干材料，分析原因可能是_。 (4)科学家取出蛙肠上皮细胞的细胞核移入蛙的去核的卵细胞内，重组细胞发育为蛙。该实验中卵细胞的细胞质所起作用是什么?_。 基因指导蛋白质的合成（1-5CBBBC 6-10AACDB 11-13DAD14（1）如果1个碱基决定1个氨基酸，那么，4种碱基只能决定4种氨基酸。如果2个碱基决定1个氨基酸，最多也只能决定16（42=16）种氨基酸。如果3个碱基决定1个氨基酸，这样的组合可以达到64（43=64）种，这对于决定20种氨基酸够了。（2）原料：氨基酸 酶 转运RNA 适宜温度、pH值（只要写出了两项给全分）（3）只有一种氨基酸形成的肽链15精氨酸缬氨酸甘氨酸甲硫氨酸组氨酸色氨酸 36 GGG 没有影响