《基因指导蛋白质的合成》教案

1 学校 陆河中学 学科 生物 编写人 彭成仰 第四章第 1 节 基因指导蛋白质的合成 一 教材分析 本节是第四章学习的基础 也是本章教学的难点所在 本节内容不仅抽象复杂 而且 涉及的物质种类非常多 主干知识是遗传信息的转录和翻译的过程 侧枝内容是 DNA 与 RNA 结构的比较 核糖与脱氧核糖的比较 三种不同种类的 RNA 以及遗传密码的组成 在处理主干和侧枝内容关系时 要合理分配时间 明确不同层次的教学要求 二 教学目标 1 知识目标 概述遗传信息的转录和翻译过程 理解遗传信息与 密码子 的概念 运用数学方法 分析碱基与氨基酸的对应关系 2 能力目标 培养学生的逻辑思维能力 使学生掌握一定的科学研究方法 理解结构与功能相适应的生物学原理 通过指导学生设计并制作蛋白质合成过程的活动模具 培养学生的创新意识和实践能力 三 教学重难点 重点 遗传信息的转录和翻译过程 难点 遗传信息的翻译过程 四 学情分析 通过第二 三章的学习 学生对基因是什么以及基因能够决定生物体性状有了一定的 科学认识 并已经对基因究竟是如何起作用的产生了浓厚的兴趣 教学方法 1 教师讲述 举例 图示 启发与学生阅读 思考 讨论探索相结合 课前准备 1 学生的学习准备 完成课前预习学案 提出疑惑 2 教师的教学准备 课前预习学案 课内探究学案 课后训练与提高 基因控制蛋白质 合成的多媒体课件 七 课时安排 2 课时 内容和练习各一节 八 教学过程 第一课时 复习检查 总结疑惑 基因 蛋白质方式 二 本节课的重点 合作探究 精讲点拨 讨论 遗传物质 DNA 一般都存在于细胞核中 而蛋白质的合成则是在细胞质的核糖 体上进行的 那么细胞核中的 DNA 是如何控制细胞质中蛋白质的合成过程的 引导学生 推断可能的两种途径 直接或间接 然后讨论哪种途径是可行的 好比具有不同语言的 两个国家间的交往一样 必须时常委派一些能懂这两国语言的使者才能进行友好往来 使 学生知道细胞核中 DNA 所携带的遗传信息也必须通过中间媒介传递到细胞质中 才能指 导蛋白质的合成 教师讲述 大量的科学实验表明 信息的传递不是由 DNA 直接传递给蛋白质的 而 是在细胞核中先把 DNA 的遗传信息传递给 RNA 然后 RNA 进入细胞质中 在蛋白质合 2 成中起模板作用 我们把这种 RNA 形象地叫做信使 RNA 简写为 mRNA 此外还有转运 RNA 也叫 tRNA 以及核糖体 RNA 也叫 rRNA 问 RNA 只有一条链 它的结构组成与 DNA 有什么异同点呢 学生阅读 p63 图 4 3 师生讨论共同完成 教师适时归纳总结并演示表格内容 RNA 与 DNA 的比较 练习反馈 1 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 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 DNA 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 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 新结合的核苷酸连接到正在合成的 mRNA 分子上 合成的 mRNA 从 DNA 链上释放 而后 DNA 双链恢复 小结转录的相关知识 练习及时反馈 2 过渡 DNA 将遗传信息传给 mRNA 后 后者将通过核孔进入细胞质内 mRNA 又是如何指导蛋白质合 成的呢 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 五 合作探究 精讲点拨 教师提出翻译的概念 即游离在细胞质中的各种氨基酸 以 mRNA 为模板合成具有一 定氨基酸顺序的蛋白质的过程 称为遗传信息的翻译 课件翻译的过程示意图 穿插介绍 TRNA 和密码子表的相关知识 阅读教材 P65 66 并回答 需要一种搬运工具搬运 即另一种 RNA 转运 RNA 即 tRNA 教师出示转运 RNA 模型图并讲解 转运 RNA 种类很多 但每种转运 RNA 只能识别并 转运 1 种氨基酸 这是因为在转运 RNA 的一端是携带氨基酸的部位 另一端有 3 个碱基 能专一性地与信使 RNA 上的特定的 3 个碱基 即密码子 配对 例如 信使 RNA 上的三个 碱基 AAA 就是一个密码 转运 RNA 中转运赖氨酸的转运 RNA 一端的三个碱基是 UUU 只有它才能按照碱基互补配对原则配对 学生查密码子表 分析密码子的特点 练会查表 项目 DNA RNA 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 T A G C U 无机酸 磷酸 磷酸 类型 常为一种类型 信使 RNA mRNA 转移 RNA tRNA 核糖体 RNA rRNA 分布 主要在细胞核 少量在细胞质 主要在细胞质 少量在细胞核 如核仁 结构 双螺旋结构 一般是单链 且比 DNA 短 能通过核孔 3 过程讲解 mRNA 进入细胞质 与核糖体结合 当转运 RNA 运载着一个氨基酸进入到核 糖体以后 就以信使 RNA 为模板 按照碱基互补配对原则 把转运来的氨基酸放在位点 1 上 第二个转运 RNA 携带相应的氨基酸以同样的方式进入位点 2 此时这两个氨基酸形 成肽键 并且第一个氨基酸与它的转运 RNA 分离 并转移到第二个转运 RNA 上 与此同 时 核糖体沿着信使 RNA 继续滑动三个碱基的位置 并读取下一个密码子 第一个转运 RNA 开核糖体 第二个转运 RNA 进入位点 1 新的转运 RNA 携带相应氨基酸进入位点 2 上述过程如此往复地进行 肽链也就不断地延伸 直到信使 RNA 上出现终止密码子为 止 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 学生听讲 思考 并尝试归纳翻译的特点 组织学生继续完成翻译与转录 复制过程的异同点的对比 完成下表 表达遗传信息DNA 的功能 复制遗传信息 转录 翻译 待学 概念 以亲代 DNA 为模板 合成子代 DNA 的过 程 以 DNA 中的一条链为模 板 合成 mRNA 的过程 游离在细胞质中的各种氨基酸 以 mRNA 为模板合成具有一定氨 基酸顺序的蛋白质的过程 时间 减数第一次分裂间 期或有丝分裂间期 在生长发育的连续过程 中 在生长发育的连续过程中 场所 在细胞核 主要 线粒体 叶绿体 在细胞质的核糖体上 模 板 以 DNA 的两条链为 模板 以 DNA 的一条链为模板 以 mRNA 为模板 原 料 四种游离的脱氧核 苷酸 四种游离的核糖核苷酸 20 种氨基酸 酶 DNA 解旋酶 DNA 聚 合酶等 DNA 解旋酶 RNA 聚合 酶等 各种合成酶等 条 件 能 量 需要 ATP 碱基配 对原则 A T T A G C C G A U U A G C C G A U U A G C C G 过程 DNA 双螺旋解开 每条链提供准确模 板 按照碱基互补 配对原则 各自 合成子链 子 母链结合 盘绕形成两个新 DNA 分子 DNA 双螺旋解开 其 中一条链提供准确模板 按照碱基互补配对 原则 形成 mRNA 合成的 mRNA 从 DNA 链上释放 而后 DNA 双链恢复 mRNA 进入细胞质 与核糖体 结合 mRNA 作为模板 按照碱基互补配对原则与 mRNA 上每三个碱基配对的 tRNA 运载着氨基酸进入核糖体 以 mRNA 上的遗传密码顺序 把一 定的氨基酸放在相应的位置 合成有一定的氨基酸序列的蛋 白质 产物 两个一样的双链 DNA 分子 一条单链的 mRNA 具有特定氨基酸序列的蛋白质 特点 边解旋边复制 半 边解旋边转录 双链 一个 mRNA 分子上可以象机结合 4 保留式复制 半不 连续连续 可有多 个起始点 DNA 分子全保留式转录 可有多个基因同时转 录 多个核糖体 同时进行多条肽 链的合成 翻译界素后 mRNA 分解成蛋个核苷酸 遗传信 息的传 递方向 亲代 DNA 子代 DNA DNA mRNA 通过 RNA 将遗传信息反映到蛋 白质分子结构上 使后代重现 亲代性状 计算规 律 DNA 基因 中的碱 基数 6n mRNA 分子中的碱基数 3n 蛋白质 多肽链 中氨基酸数 参加转运的 tRNA mRNA 分子中的密码子数 n 师生共同归纳总结遗传信息的传递 当堂检测 及时反馈纠正 课堂练习题及作业 九 板书设计 第一节 基因指导蛋白质的合成 1 转录 1 在细胞核中 以 DNA 双链中的一条为摸板合成 mRNA 的过程 2 DNA 与 RNA 的比较 3 过程 场所 摸板 条件 原料 产物 去向等 2 翻译 1 在细胞质的核糖体上 氨基酸以 mRNA 为摸板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过 程 2 实质 将 mRNA 中的碱基序列翻译成蛋白质的氨基酸序列 3 翻译过程 4 64 个 密码子 mRNA 上决定一个氨基酸的 3 个相邻碱基 其中 AUG 这是起始密码 UAG UAA AGA 为终止密码 密码子表的解读 5 信使 mRN A 将基因中的遗传信息传递到蛋白质上 是链状的 RNA 转运 RNA tRNA 三叶草结构 识别遗传密码和运载特定的氨基酸 单链 核糖体 RNA rRNA 是核糖体中的 RNA 小结 转录和翻译的比较 遗传信息的传递 十 练习和作业 UUC ACUAAG CUUUCG CGC GAAUGA