2019-2020年高中生物 《基因指導蛋白質(zhì)的合成》教案9 新人教版必修2.doc

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2019-2020年高中生物 《基因指導蛋白質(zhì)的合成》教案9 新人教版必修2 一、教學目標 1. 知識方面 概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯。 2. 能力方面 運用數(shù)學方法，分析堿基與氨基酸的對應關系。 二、教學重點和難點 1.教學重點 遺傳信息轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程。 2.教學難點 遺傳信息的翻譯過程。 三、教學方法 討論法、 演示法、講述法 四、教學課時 2 五、教學過程 教學內(nèi)容 教師組織和引導 學生活動 教學意圖 問題探討章引言 引導組織閱讀P61 〖問〗當我們認識到基因的本質(zhì)后，能不能利用這一認識，分析現(xiàn)實生活中一些具體的問題呢？例如，在現(xiàn)實生活中，我們能不能像電影《侏羅紀公園》中描述的那樣，利用恐龍的DNA，使恐龍復活呢？ 如果能利用恐龍的DNA使恐龍復活，你認為主要要解決什么問題？ 〖提示〗此節(jié)問題探討意在引導學生思考DNA在生物體內(nèi)有哪些作用，又是如何發(fā)揮作用的。一種生物的整套DNA分子中貯存著該種生物生長、發(fā)育等生命活動所需的全部遺傳信息，也可以說是構建生物體的藍圖。但是，從DNA到具有各種性狀的生物體，需要通過極其復雜的基因表達及其調(diào)控過程才能實現(xiàn)，因此，在可預見的將來，利用DNA分子來使滅絕的生物復活仍是難以做到的。 看來要解決這個問題，我們還需要研究“基因的表達”。引導學生看第4章的章圖。請學生閱讀章圖中的文字和圖解，詢問學生看懂了什么，又產(chǎn)生了哪些問題。 閱讀思考討論回答 閱讀思考討論回答 需要使恐龍DNA上的基因表達出來，表現(xiàn)恐龍的特性。 〖問〗基因是如何指導蛋白質(zhì)合成的？ 激起興趣引入新課懂得基因表達的含義 一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄 〖問〗1.基因是有遺傳效應的DNA片段；DNA主要存在于細胞核中，而蛋白質(zhì)的合成是在細胞質(zhì)中進行的。那么，DNA攜帶的遺傳信息是怎樣傳遞到細胞質(zhì)中去的呢？ 分析推理1：推測有一種物質(zhì)能夠作為傳達DNA信息的信使，科學家發(fā)現(xiàn)此物質(zhì)就是RNA。 〖問〗問為什么RNA適于作DNA的信使呢？ RNA與DNA的比較 項目 DNA RNA 基本單位 脫氧核苷酸 核氧核苷酸 五碳糖 脫氧核糖 核糖 堿基 A、G、C、T A、G、C、U 無機酸 磷酸 磷酸 類型 常為一種類型 信使RNA（mRNA） 轉(zhuǎn)移RNA（tRNA） 核糖體RNA（rRNA） 分布 主要在細胞核， 少量在細胞質(zhì) 主要在細胞質(zhì)， 少量在細胞核（如核仁） 結構 雙螺旋結構 一般是單鏈 （且比DNA短，能通過核孔） 閱讀思考 閱讀思考列表比較 引起思考 RNA與DNA的比較 想像空間 〖提示〗DNA相當于總司令。在戰(zhàn)爭中，如果總司令總是深入前沿陣地直接指揮，就會影響他指揮全局。DNA被核膜限制在細胞核內(nèi)，使轉(zhuǎn)錄和翻譯過程分隔在細胞的不同區(qū)域進行，有利于這兩項重要生命活動的高效、準確。 思考討論回答 拓展思維 DNA的遺傳信息是怎樣傳給mRNA的？ ①DNA雙螺旋解開，DNA雙鏈的堿基得以暴露，其中一條鏈提供準確模板； ②游離的核苷酸隨機地與DNA鏈的堿基碰撞，當核苷酸的堿基與DNA的堿基互補時，兩者以氫鍵結合。 ③新結合的核苷酸連接到正在合成的mRNA分子上； ④合成的mRNA從DNA鏈上釋放，而后，DNA雙鏈恢復。 思考回答聽講 授新課 思考與討論一 〖提示〗 1.可以從所需條件、過程中的具體步驟和過程中所表現(xiàn)出的規(guī)律等角度來分析。例如，轉(zhuǎn)錄與復制都需要模板、都遵循堿基互補配對規(guī)律，等等。堿基互補配對規(guī)律能夠保證遺傳信息傳遞的準確性。 2.轉(zhuǎn)錄成的RNA的堿基序列，與作為模板的DNA單鏈的堿基序列之間的堿基是互補配對關系，與DNA雙鏈間堿基互補配對不同的是，RNA鏈中與DNA鏈的A配對的是U，不是T；與DNA另一條鏈的堿基序列基本相同，只是DNA鏈上T的位置，RNA鏈上是U。 思考討論回答 培養(yǎng)思考討論回答問題的能力 DNA兩大功能的執(zhí)行情況比較（表二） DNA 的功能 復制遺傳信息 表達遺傳信息 轉(zhuǎn)錄 翻譯（待學） 概念 以親代DNA為模板合成子代DNA的過程 以DNA中的一條鏈為模板，合成mRNA的過程 游離在細胞質(zhì)中的各種氨基酸，以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程 時間 減數(shù)第一次分裂間期或有絲分裂間期 在生長發(fā)育的連續(xù)過程中 在生長發(fā)育的連續(xù)過程中 場所 在細胞核（主要），線粒體，葉綠體 在細胞質(zhì)的核糖體上 條件 模板 以DNA的兩條鏈為模板 以DNA的一條鏈為模板 以mRNA為模板 原料 四種游離的脫氧核苷酸 四種游離的核糖核苷酸 20種氨基酸 酶 DNA解旋酶，DNA聚合酶等 DNA解旋酶，RNA聚合酶等 （各種合成酶等） 能量 需要ATP 堿基配對原則 A—T，T—A，G—C，C—G A—U，U—A，G—C，C—G A—U，U—A，G—C，C—G 過程 ①DNA雙螺旋解開，每條鏈提供準確模板； ②按照堿基互補配對原則，各自合成子鏈； ③子、母鏈結合盤繞形成兩個新DNA分子 ①DNA雙螺旋解開，其中一條鏈提供準確模板； ②按照堿基互補配對原則，形成mRNA； ③合成的mRNA從DNA鏈上釋放，而后，DNA雙鏈恢復。 ①mRNA進入細胞質(zhì)，與核糖體結合，mRNA作為模板； ②按照堿基互補配對原則與mRNA上每三個堿基配對的tRNA運載著氨基酸進入核糖體；以mRNA上的遺傳密碼順序，把一定的氨基酸放在相應的位置，合成有一定的氨基酸序列的蛋白質(zhì)。 產(chǎn)物 兩個一樣的雙鏈DNA分子 一條單鏈的mRNA 具有特定氨基酸序列的蛋白質(zhì)。 特點 邊解旋邊復制，半保留式復制，（半不連續(xù)連續(xù)，可有多個起始點） 邊解旋邊轉(zhuǎn)錄，雙鏈DNA分子全保留式轉(zhuǎn)錄。（可有多個基因同時轉(zhuǎn)錄） 一個mRNA分子上可以象機結合多個核糖體，同時進行多條肽鏈的合成，翻譯界素后，mRNA分解成蛋個核苷酸。 遺傳信息的傳遞方向 親代DNA→子代DNA DNA→mRNA 通過RNA將遺傳信息反映到蛋白質(zhì)分子結構上，使后代重現(xiàn)親代性狀 計算規(guī)律 DNA（基因）中的堿基數(shù) （6n） mRNA分子中的堿基數(shù) （3n） 蛋白質(zhì)“多肽鏈”中氨基酸數(shù) （=參加轉(zhuǎn)運的tRNA） （= mRNA分子中的密碼子數(shù)） （n） 第二課時 二、遺傳信息的翻譯 翻譯的概念 思考與討論二 思考與討論三 翻譯過程 思考與討論四 〖問〗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)？ 〖翻譯的概念〗游離在細胞質(zhì)中的各種氨基酸，以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程，稱為遺傳信息的翻譯。 〖提示〗 1.最多能編碼16種氨基酸。 2.至少需要3個堿基。 〖講述〗讓學生看密碼子表。 〖講述〗大家查密碼子表，分析密碼子的特點： (1)一個密碼子決定一個特定的氨基酸；(2)有的氨基酸可能有一個以上的密碼子；(3)起始密碼子、終止密碼子。 〖提示〗 1.對應的氨基酸序列是：甲硫氨酸—谷氨酸—丙氨酸—半胱氨酸—脯氨酸—絲氨酸—賴氨酸—脯氨酸。 2.這是一道開放性較強的題，答案并不惟一，旨在培養(yǎng)學生的分析能力和發(fā)散性思維。通過這一事實可以想到生物都具有相同的遺傳語言，所有生物可能有共同的起源或生命在本質(zhì)上是統(tǒng)一的，等等。 3. 此題具有一定的開放性，旨在促進學生積極思考，不必對答案作統(tǒng)一要求?？梢詮脑鰪娒艽a容錯性的角度來解釋，當密碼子中有一個堿基改變時，由于密碼的簡并性，可能并不會改變其對應的氨基酸；也可以從密碼子使用頻率來考慮，當某種氨基酸使用頻率高時，幾種不同的密碼子都編碼一種氨基酸可以保證翻譯的速度。 〖游離在細胞質(zhì)中的氨基酸，是怎樣運送到合成蛋白質(zhì)的“生產(chǎn)線”上的？〗 〖引導〗1.我們再次比較三種RNA的功能。 2.比較遺傳信息、遺傳密碼和反密碼子。 3.講述圖解、CAI配合：翻譯蛋白質(zhì)的過程。 弄清以下問題： 1.氨基酸如何進入核糖體； 2.核糖體移動的方向； 3.翻譯的位點； 4.肽鏈如何形成； 5.翻譯與轉(zhuǎn)錄、復制過程的異同點。（填表二） 【提示】 1.此題旨在檢查對蛋白質(zhì)合成過程的理解。可以參照教材中圖46的表示方法來繪制。 2.根據(jù)mRNA的堿基序列和密碼子表就可以寫出肽鏈的氨基酸序列。 總結：基因的表達過程是在細胞中完成的。DNA分子、RNA分子、氨基酸分子和核糖體，線粒體等眾多細胞器一道，完成遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程。在組成蛋白質(zhì)的肽鏈合成后，就從核糖體與mRNA的復合物上脫離，經(jīng)過一系列步驟，被運送到各自的崗位，盤曲折疊成具有特定空間結構和功能的蛋白質(zhì)分子，開始承擔細胞生命活動的各項職責。 思考回答 看表 思考回答 查表 看圖思考 1.學習遺傳密碼破譯的推測過程。 2.查密碼子表，分析密碼子的特點。 練會查表 學會翻譯的過程 〖板書設計〗 〖問〗問為什么RNA適于作DNA的信使呢？ RNA與DNA的比較 項目 DNA RNA 基本單位 脫氧核苷酸 五碳糖 核糖 堿基 A、G、C、T 無機酸 磷酸 類型 常為一種類型 分布 ， 主要在細胞質(zhì)， 少量在細胞核（如核仁） 結構 一般是單鏈 （且比DNA短，能通過核孔） DNA兩大功能的執(zhí)行情況比較 DNA 的功能 復制遺傳信息 表達遺傳信息 轉(zhuǎn)錄 翻譯（待學） 概念 以DNA中的一條鏈為模板，合成mRNA的過程 時間 在生長發(fā)育的連續(xù)過程中 場所 在細胞核（主要），線粒體，葉綠體 條件 模板 以DNA的兩條鏈為模板 原料 四種游離的脫氧核苷酸 酶 DNA解旋酶，RNA聚合酶等 能量 需要ATP 堿基配對原則 過程 ① ②按照堿基互補配對原則，各自合成子鏈； ③子、母鏈結合盤繞形成兩個新DNA分子 ①DNA雙螺旋解開，其中一條鏈提供準確模板； ② ； ③ 。 產(chǎn)物 一條單鏈的mRNA 特點 邊解旋邊轉(zhuǎn)錄，雙鏈DNA分子全保留式轉(zhuǎn)錄。 遺傳信息的傳遞方向 親代DNA→子代DNA