陕西省石泉县高中生物 第四章 遗传的分子基础 4.3 基因指导蛋白质的合成教案 苏教版必修2.doc

4.3.1 基因指导蛋白质的合成课标依据概述遗传信息的转录和翻译；举例说明基因与性状的关系。教材分析转录和翻译过程抽象复杂学生难理解；较多物质和细胞结构参与学生易混乱；涉及到必修1和必修2中多个章节内容学生已遗忘。而本节的突破对本模块学习起着承前启后的作用，没有本节内容的揭示，很多的现象无法解释，很多的研究无法进行，很多的生物技术无法操作。学情分析理科一班、二班的同学大多数可以通过图片展示和教师讲解大致理解基因控制蛋白质合成的过程，老师在授课过程中只需要帮学生梳理知识点就可以了。体育班的同学基础较差，他们对于前面的知识掌握的就不牢固，授课过程中应该多点基础知识的内容。三维学目标知识与能力概述遗传信息的转录和翻译过程。解释中心法则举例说明基因与性状的关系过程与方法（1）运用数学方法，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）引导学生从遗传现象得出基因与性状的关系，培养学生分析归纳问题的能力。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。认同科学研究是一个不断深入、完善的过程。 教学重难点教学重点：遗传信息转录和翻译的过程教学难点：遗传信息的翻译过程教法与学法本课主要利用探究发现结合式的教学方法，适当创设问题情境和打比方，以问题为主线贯穿转录和翻译的过程，同时利用课本插图和动画课件，创设有利于学生主动探究知识的情境，展示蛋白质合成的动画过程，启发学生讨论、思考问题，引导学生探究，归纳基因控制蛋白质的过程和原理。教学资源课本、教辅资料、网络资源 教学过程设计 师生活动设计意图 批注 课时1教师讲述基因和染色体的关系基因、DNA和染色体的关系新课讲解PPT材料：1955年有人曾用洋葱根尖和变形虫进行实验，如果加入 RNA酶分解细胞中的 RNA，蛋白质合成就停止，而如果再加进从酵母中提取出来的RNA，则又可重新合成一定数量的蛋白质。素材二：同年，拉斯特（Laster Gold）等人将变形虫用同位素标记的尿嘧啶核苷培养液来培养，发现标记的RNA分子首先在细胞核中合成。）师：根据材料你认为遗传信息的传递途径中重要的物质是什么？生:RNA教师展示三种RNA结构图，简单说明RNA的种类及功能：（mRNA、tRNA、 rRNA）设疑：DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的？3.转录（重难点）先播放一次完整的转录过程的flase动画，引导学生认真观察每个过程的变化特点。提问：mRNA在哪里产生？（生回答：细胞核）再展示教材P77图4-12“以DNA为模板转录RNA的图解”师生共同分析归纳转录过程：a.解旋 -RNA聚合酶结合在DNA模板区，DNA双链在RNA聚合酶（解旋酶）的作用下解开，碱基得以暴露。b. 碱基互补配对-以DNA的一条链为模板，利用细胞核内游离的核糖核苷酸，按A-U，C-G，T-A，G-C配对。c、连接合成RNA链-组成RNA的核糖核苷酸在RNA聚合酶的作用下一个个连接起来。d.释放-合成的mRNA从DNA链上释放，DNA双链恢复。利用动画课件逐步演示转录过程并讲解，加深学生对转录过程直观的理解。师生归纳转录的特点（场所、模板、原料、条件、碱基配对、产物、遗传信息流动等）（课件逐一显示）问题提升思考与讨论得出转录的意义：保证遗传信息传递的稳定性和准确性课时2回顾旧知转录得到的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？mRNA如何将信息翻译成蛋白质？mRNA通过核孔进入细胞质中，开始它新的历程翻译。师： 科学家实验实验证明mRNA的3个碱基决定，即三联体密码子显示密码子表并总结密码子表有何特点）遗传密码的特性：a、 有3个终止密码，没有对应的氨基酸，所以，在64个遗传密码中，能决定氨基酸的遗传密码子只有61个。b、 通用性：地球上几乎所有的生物共用一套密码子表。c、 简并性：一种氨基酸有两种以上的密码子的情况 。问题：氨基酸被运送到核糖体需要一种工具，这种工具也是一种RNA，叫做转运RNA，简写为tRNA。（显示tRNA示意图）师：分子结构呈三叶草形，其“叶柄”端能与一个特定的氨基酸结合，“叶片”端有三个特殊的碱基称为“反密码子”，能与mRNA上的“密码子”相识别。反密码子的种类：61种。师：了解了mRNA上的密码子和工具tRNA，翻译是如何进行的呢？（展示翻译动画过程并提问：）生：（仔细观看动画）动画看两遍。第一遍学生自主学习，第二遍教师讲解过程要点讲述：肽链合成以后，从信使RNA上脱离开来，再经过细胞质内的某些细胞器（如内质网、高尔基体等）的加工如盘曲折叠螺旋，最终合成一个具有一定氨基酸顺序的。有一定功能的蛋白质分子。由上述过程可以看出：基因的表达过程本质上是基因、mRNA、核糖体、tRNA协同作用的结果。即DNA分子上的基因，其脱氧核苷酸的排列顺序决定了mRNA中核糖核苷酸的排列顺序， mRNA中核糖核苷酸的排列顺序又决定了氨基酸的排列顺序，氨基酸的排列顺序最终决定了蛋白质的结构和功能的特异性，从而使生物体表现出各种遗传性状。基因控制蛋白质合成的过程数量关系真核细胞中复制、转录、翻译的比较课时4在上一节课中我们详细学习了基因指导蛋白质的合成过程，你能否根据基因指导蛋白质合成的全过程，试画一个流程图，简要地表示出其中遗传信息的传递方向？一、中心法则的提出及其发展1、中心法则的提出1957年，克里克的一个猜想：中心法则 遗传信息可以从DNA流向DNA，也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质。中心法则在后来的蛋白质的合成过程被揭示后获得公认，中心法则实质上蕴涵着核酸和蛋白质这两类生物大分子之间的相互联系和相互作用，而其产生和发展则与人类对核酸结构和功能的认识密切相关。 其实生命的本质就是遗传信息的流动，整个生命的核心问题就是如何保证遗传信息能够沿着正确的方向准确无误、顺畅及时地进行流动。随着大量实验数据的积累，人们发现中心法则也存在一些不足。大家试想一下，克里克的猜想存在什么遗漏之处？2、中心法则的发展 资料分析大家认为克里克的中心法则应该做什么修改？ 资料1： 资料2： 资料3： 这些修改都被证实了吗？ 讨论你认为这些资料是否推翻了传统的中心法则？你能不能试着画修改后的中心法则3、中心法则的地位 中心法则是生命体系中最核心、最简约、最本质的规律，掌握这个规律对生命本质的把握有着重要的作用。（1） 中心法则在信息角度论证了生物界的统一性。（2）中心法则为现代生物学理论的大统一奠定了基础，遗传、发育和进化是最基本的三大生命现象。 二、基因、蛋白质与性状的关系 基因控制蛋白质的合成与基因控制生物的性状有何关系？与生物遗传又有什么关系？实际上我们早已能够回答，请大家回忆必修一的相关知识，蛋白质与生物性状有什么关系？蛋白质如何承担生命活动？有不同的蛋白质就会使生物体呈现出不同的生理特性，而基因也是通过控制合成不同的蛋白质，从而来调控生物的性状。 实例分析 a.、豌豆的圆粒和皱粒： b、白化病：白化病是一种较常见的皮肤及其附属器官黑色素缺乏所引起的疾病。这类病人通常是全身皮肤、毛发、眼睛缺乏黑色素，表现出怕光等行为。人类的肤色就是由黑色素的含量多少决定的。 由这两个实例大家可以总结出什么共同点？ c、囊性纤维病：该病是北美白种人中常见的一种遗传病，主要表现为汗液中氯离子的浓度升高，支气管被异常的黏液堵塞，常于幼年死于肺部感染。研究表明：其病因是一个跨膜蛋白（CFTR蛋白）的基因缺失了3个碱基。d、镰刀型细胞贫血症：正常人的红细胞呈中央微凹的圆饼状，而镰刀型细胞贫血症的患者的红细胞是弯曲的镰刀状。（P80）这样红细胞容易破裂，使人患溶血性贫血，严重时会导致死亡。 大家再总结一下，这两个病例有什么共同点？ 1、基因对性状的控制 （1）间接作用：基因 酶或激素 细胞代谢 性状 （2）直接作用：基因 结构蛋白 细胞结构 性状 总之，生物的形态、结构和生理等方面的性状主要是由蛋白质体现的，蛋白质的合成又受基因的控制。所以生物的性状是由基因控制的。2、控制生物性状的因素 生物体的有些性状是受到单基因控制的，而有些性状不仅由一个基因控制，可能由多个基因来决定（如人的身高、血压、智力、长相等）；基因对性状的控制是通过控制酶的合成、控制蛋白质的结构来实现的；同一生物在不同环境中有不同的表现型，基因型是生物发育的内因；而环境条件是外因，表现型是生物发育的结果，是基因型和环境条件共同作用的结果。问题探讨三、细胞质基因1、叶绿体、线粒体中的DNA也能进行半自主性自我复制，并通过转录和翻译控制着某些蛋白质的合成。我们习惯上把存在于细胞质中的遗传物质，叫做细胞质基因。2、由于人和高等动物的受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞，受细胞质内遗传物质（线粒体DNA）控制的性状由母亲传给后代，这一特点称为母系遗传。母系遗传不是指性状由母亲传给女儿，而是传给所有子女。1、 通过图片导入新课可以吸引学生的注意力。 2、 图片展示、学生带着问题观察，教师再做补充说明有利于学生理解抽象概念。及时小结有利于学会形成系统的知识框架。利用小故事过渡到下一个知识点，使学生学习新概念更有激情。学生自主学习，并总结特点有利于学会归纳思维的培养。课堂总结既可以总结本节课的重点，同时也可以回顾整节课。当堂检测有效练习1构成人体的核酸有两种，构成核酸的基本单位核苷酸有多少种？碱基有多少种？ A2种 4种 B4种 4种C5种 5种 D8种 5种2细胞内与遗传有关的物质，从复杂到简单的结构层次是 ADNA染色体脱氧核苷酸基因 B染色体脱氧核苷酸DNA基因 CDNA染色体基因脱氧核苷酸 D染色体DNA基因脱氧核苷酸3下列哪一组物质是RNA的组成成分 A脱氧核糖核酸和磷酸 B脱氧核糖、碱基和磷酸 C核糖、碱基和磷酸 D核糖、嘧啶和核酸4DNA分子的解旋发生在 过程中 A复制 B转录 C翻译 D复制和转录5果蝇的遗传物质由 种核苷酸组成 A2 B4 C5 D86. 一个DNA分子可以转录出多少种多少个 mRNA A一种一个 B一种多个C多种多个 D无数种无数个7烟草、烟草花叶病毒、T2噬菌体中含有 的物质，下列叙述正确的是 A核酸的种类依次是2、1、2 B核苷酸的种类依次是8、5、4 C五碳糖的种类依次是2、2、1D含N碱基的种类依次是5、4、48. mRNA上有25的腺嘌呤，35的尿嘧 啶，则转录该mRNA的DNA分子上腺嘌呤占碱基总数的A50% B25%C30%D35%板书设计第一课时基因的概念：基因、DNA和染色体的关系：第二课时遗传密码、密码子翻译教学反思第一课时本节课知识内容较为集中，难点内容学生也能够较快掌握，主要是一些记忆性的知识，比如说转录过程所需要用到的酶以及场所条件等等，要注意与DNA的复制加以区分，这两个概念有很多过程上相同的要点，其次，注意督促体育班的学生进行记忆，本节内容对于基础较差的学生来说主要就是记忆要点和区分概念。第二课时本节内容比较抽象，主要难点包括了密码子概念的理解以及翻译过程中几个步骤，主要通过向学生展示翻译过程的动画来进行讲解，但是我发现在讲解的过程中学生容易被动画吸引，对其本质含义理解并不深刻透彻，教学过程中应该注重互动和提问。第三课时过学生理解和评价“基因决定生物性状”活动，培养锻炼学生的多种能力。但反思本节课的教学，依然存在个别学生参与活动不够积极，思考、分析问题自主性不强的现象；教学中教师对学生的讨论、发言尚存在总结点评不到位之处，这是今后教学设计和课堂教学要克服和完善的地方。备注