高中第一節(jié)課教案
發(fā)表時間:2020-11-27第一節(jié) 基因指導蛋白質(zhì)的合成 教學設計。
作為優(yōu)秀的教學工作者,在教學時能夠胸有成竹,高中教師要準備好教案,這是高中教師的任務之一。教案可以更好的幫助學生們打好基礎(chǔ),幫助高中教師營造一個良好的教學氛圍。所以你在寫高中教案時要注意些什么呢?下面是由小編為大家整理的“第一節(jié) 基因指導蛋白質(zhì)的合成 教學設計”,供大家借鑒和使用,希望大家分享!
第一節(jié) 基因指導蛋白質(zhì)的合成 教學設計1.教學重點
(1)了解基因控制蛋白質(zhì)合成的中間物質(zhì)──RNA的基本單位、化學組成和種類,以及它與DNA在組成、結(jié)構(gòu)、功能和分布等方面的異同;
(2)理解基因表達的轉(zhuǎn)錄和翻譯的概念和過程;
(3)比較轉(zhuǎn)錄和翻譯的異同;
(4)認知和區(qū)分相關(guān)概念:遺傳信息、遺傳密碼、反密碼子;
(5)計算問題:基因(DNA)堿基、RNA堿基和氨基酸的對應關(guān)系。
2.教學重難點
(1)理解基因表達的轉(zhuǎn)錄和翻譯的概念和過程
(2)認知和區(qū)分相關(guān)概念:遺傳信息、遺傳密碼、反密碼子;
(3)計算問題:基因(DNA)堿基、RNA堿基和氨基酸的對應關(guān)系,以圖解方法解決。
3.教學建議
結(jié)合教材有關(guān)轉(zhuǎn)錄和翻譯的圖解或模型動畫演示。
4.課時安排
3課時
5.教學過程
學習
階段教師組織和引導學生
活動教學
意圖
導學
引入課題
學生自學
教師指導
學生自學
教師講解
思考討論
教師講解
思考討論
與生活聯(lián)系,激發(fā)學習和探究知識的興趣
教師導學
設置問題情境播放2分鐘《侏羅紀公園》電影。
提問:電影中的科學家是怎么使已滅絕的動物復活的?
(回答:復活的恐龍是科學家利用提取恐龍的DNA培育繁殖而來的。)
教師引導:基因就像一張藍圖,生物體就是根據(jù)這張藍圖用蛋白質(zhì)構(gòu)建起來的。
思考:基因(DNA)在細胞核中,而蛋白質(zhì)的合成是在細胞質(zhì)的核糖體上進行的,在細胞核的基因如何控制在細胞質(zhì)中的蛋白質(zhì)的合成呢?
教師指出:在DNA和蛋白質(zhì)之間,有一種中間物質(zhì)──RNA充當信使。
復習舊知:兩種核酸(DNA和RNA)在化學元素、基本單位、化學組成、結(jié)構(gòu)、功能和分布等方面的區(qū)別
(列表,閱讀課文10分種,學生填寫)
一、細胞中的兩種核酸的比較
DNARNA
組成元素C、H、O、N、P
基本單位脫氧核苷酸(4種)核糖核苷酸(4種)
化學組成一分子磷酸
脫氧核糖
A、T、C、G一分子磷酸
核糖
A、U、C、G
結(jié)構(gòu)規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)一般單鏈結(jié)構(gòu)
功能編碼復制遺傳信息,控制蛋白質(zhì)合成傳遞遺傳信息,并通過蛋白質(zhì)表達出來
分布細胞核的染色體,線粒體,葉綠體細胞質(zhì)的核糖體
另外,教師補充:RNA的在細胞中有三種:
mRNA(信使RNA),tRNA(專運RNA),rRNA(核糖體RNA)。
設問:DNA→RNA→蛋白質(zhì)之間的關(guān)聯(lián)?(學生閱讀課文10分鐘,小組發(fā)言。)
二、基因控制蛋白質(zhì)合成過程
(一)轉(zhuǎn)錄:圖示P63圖4-4以DNA為模板轉(zhuǎn)錄RNA的圖解。利用視頻:顯示轉(zhuǎn)錄過程。
1.定義:轉(zhuǎn)錄是在細胞核內(nèi)進行的,是以DNA雙鏈中的一條為模板,合成mRNA的過程。
2.過程:細胞中游離的核糖核苷酸與供轉(zhuǎn)錄用的DNA的一條鏈上的堿基互補配對,在RNA聚合酶的作用下,依次連接,形成一個mRNA分子。
3.小結(jié):
場所:細胞核;
模板:DNA解旋,以其中一條有意義鏈為模板;
原料:4種核糖核苷酸(A、U、C、G);
合成產(chǎn)物:單鏈的mRNA(信使RNA);所需酶:RNA聚合酶。
設問:DNA的堿基與RNA的堿基如何互補配對?
(二)翻譯:圖示P64圖4-6蛋白質(zhì)合成示意圖。
1.密碼子和反密碼子的區(qū)分:
密碼子:mRNA上三個相鄰的堿基稱為一個密碼子。
反密碼子:每個tRNA上的三個堿基,可以與mRNA上的密碼子互補配對。
tRNA(轉(zhuǎn)運RNA)的特點:象三葉草的葉形,一端是3個堿基,另一端是攜帶氨基酸的部位(如圖)。
思考:mRNA的4種堿基如何決定20種氨基酸?
推理:1種堿基決定1種氨基酸?(不可能)
2個堿基決定1種氨基酸?(16種組合方式也不能決定20種氨基酸,不行。)
提出:mRNA上每3個相鄰的堿基決定1個氨基酸。
小結(jié):64種密碼:61個編碼控制20種氨基酸合成,另外3個(UAG、UAA、UGA)不編碼任何氨基酸,而是合成蛋白質(zhì)的終止信號又稱終止密碼。反密碼子:61種tRNA。
游戲:請學生看圖,想象一下核糖體這個生產(chǎn)車間是如何工作的?能否做一個模型顯示出來?
2、翻譯:
利用視頻:顯示翻譯過程。
(1)定義: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。
(2)過程:核糖體與mRNA的結(jié)合部位會形成2個tRNA的結(jié)合位點。第一個攜帶氨基酸的tRNA的堿基與mRNA的堿基互補配對,進入位點1。第二個攜帶氨基酸的tRNA的堿基與mRNA的堿基互補配對,進入位點2。兩個氨基酸脫水縮合,第一個氨基酸通過肽鍵轉(zhuǎn)移到位點2的tRNA上。核糖體沿著mRNA移動,位點1的tRNA離開核糖體,位點2的tRNA進入位點1,第三個攜帶氨基酸的tRNA的堿基與mRNA的堿基互補配對,進入位點2,繼續(xù)肽鏈的合成,直到讀取到mRNA的終止密碼為止。一個mRNA分子可以與多個核糖體結(jié)合,同時進行多條肽鏈的合成。
肽鏈合成后,從核糖體與mRNA的復合物上脫落離,經(jīng)過盤曲和折疊等方式形成具有一定空間結(jié)構(gòu)和功能的蛋白質(zhì)分子。
(3)小結(jié):
場所:細胞質(zhì)的核糖體;
模板:以mRNA為模板;
原料:20種氨基酸(由tRNA搬運);
合成:有一定氨基酸順序的肽鏈。
設問:已知mRNA的堿基序列是AUGGAAGCAUGUCCGAGCAAGCCG,這mRNA上有多少個密碼子?寫出相應的反密碼子,并根據(jù)密碼子表,列出相應的氨基酸序列。
利用視頻:顯示蛋白質(zhì)合成的全過程。(轉(zhuǎn)錄和翻譯過程)
再次總結(jié):
(三)比較復制,轉(zhuǎn)錄和翻譯三個過程的差異:
DNA復制轉(zhuǎn)錄翻譯
場所細胞核細胞核核糖體
模板DNA雙鏈DNA一條鏈mRNA
原料4種脫氧核苷酸4種核糖核苷酸20種氨基酸
合成DNA分子mRNA肽鏈
特點半保留復制,邊解旋邊復制邊解旋邊轉(zhuǎn)錄一個mRNA分子可以與多個核糖體結(jié)合
(四)與蛋白質(zhì)合成有關(guān)的計算:
思考:DNA的堿基、mRNA的堿基與氨基酸個數(shù)的關(guān)系?
小結(jié):
DNA的堿基數(shù):mRNA的堿基數(shù):蛋白質(zhì)的氨基酸數(shù)=6:3:1
反饋練習學生觀看
學生討論,回答。
學生思考:有中間物質(zhì)傳遞信息。
學生閱讀課文,思考問題,并填寫表。
學生帶著問題閱讀課文,小組討論。
學生思考,回答。
學生思考,回答。
學生思考
學生跟隨教師講解,理解翻譯的過程。
學生思考,回答。
學生觀看。
學生思考,小組討論,以小組發(fā)言。
完成練習
延伸閱讀
基因指導蛋白質(zhì)的合成(1)學案
一名優(yōu)秀的教師在教學時都會提前最好準備,教師在教學前就要準備好教案,做好充分的準備。教案可以讓學生更好的吸收課堂上所講的知識點,幫助教師緩解教學的壓力,提高教學質(zhì)量。那么如何寫好我們的教案呢?急您所急,小編為朋友們了收集和編輯了“基因指導蛋白質(zhì)的合成(1)學案”,希望能為您提供更多的參考。
第4章(基因的表達)
第課時課題名稱
時間第周星期課型新授課主備課人張勤讓
目標1.簡述RNA的結(jié)構(gòu)、種類及DNA與RNA的主要區(qū)別。
2.遺傳信息的轉(zhuǎn)錄。
重點遺傳信息的轉(zhuǎn)錄二次備課
難點遺傳信息的轉(zhuǎn)錄
自
主
學
習一、學生閱讀課本62-63頁明確:
1.RNA的結(jié)構(gòu)
溫馨提示:從基本組成單位、化學成分、結(jié)構(gòu)鏈的長短(與DNA比)考慮。
2.RNA的種類:
3.問題討論:從組成成分上看,RNA與DNA的主要區(qū)別是什么?
4.為什么RNA適合作DNA的信使呢?
二、學生閱讀課本63頁明確:遺傳信息的轉(zhuǎn)錄
⒈遺傳信息的轉(zhuǎn)錄:
⑴場所
⑵模板
⑶產(chǎn)物
⒉學生仔細看課本63頁圖4-4.試說出遺傳信息的轉(zhuǎn)錄的過程
生成問題:
精
講
互
動1.RNA的種類及作用
種類作用
__________________(也叫mRNA)蛋白質(zhì)合成的直接模板
__________________(也叫tRNA)運載氨基酸
__________________(也叫rRNA)核糖體的組成成分
2.遺傳信息的轉(zhuǎn)錄(學生仔細看課本63頁圖4-4)
學生完成課本64頁思考與討論。
師生歸納總結(jié):遺傳信息的轉(zhuǎn)錄
達
標
訓
練1.遺傳信息轉(zhuǎn)錄:以為模板合成的過程。
場所模板產(chǎn)物原料酶能量堿基配對
轉(zhuǎn)錄
2.課本67頁練習基礎(chǔ)題1.
3.思考傳信息的轉(zhuǎn)錄的過程,完成填空。
⑴解旋:_______________解開,堿基得以暴露。
⑵配對:細胞中游離的________與轉(zhuǎn)錄用的DNA的一條鏈上的堿基互補配對。
⑶連接:在_________的作用下,依次連接,形成一個mRNA分子。
⑷脫離:合成的_______________從DNA鏈上釋放,DNA________恢復。
4.思考以下問題:
(1)紅花植株的葉肉細胞和花瓣細胞,轉(zhuǎn)錄形成的mRNA的種類都相同嗎?為什么?
(2)人的胰島細胞和上皮細胞中,轉(zhuǎn)錄形成的mRNA數(shù)量相同嗎?為什么?
(3)細胞核內(nèi)轉(zhuǎn)錄過程中,需要的各種酶是哪里合成的?如何進入細胞核的?
(4)一個DNA分子復制,形成完全相同的2個DNA,一個DNA分子可以轉(zhuǎn)錄出多少種、多少個mRNA呢?
(提示:可從所給選項中選擇:A.一種一個B.一種多個C.多種多個D.無數(shù)種無數(shù)個)
5.歸納RNA與DNA的判定方法
第1節(jié) 基因指導蛋白質(zhì)的合成
學習導航
1.學習目標
(1)區(qū)分遺傳信息、遺傳密碼(密碼子)、反密碼子。
遺傳信息是指DNA(基因)中能控制生物性狀的脫氧核苷酸的排列順序。
遺傳密碼又叫密碼子,是指信使RNA中能決定蛋白質(zhì)中氨基酸排列順序的核苷酸排列順序。
反密碼子是指轉(zhuǎn)運RNA中能識別信使RNA上相應遺傳密碼的核苷酸排列順序。
三者的主要區(qū)別有兩點:一是存在的位置不同,遺傳信息存在于DNA(基因)中,遺傳密碼存在于信使RNA上,反密碼子存在于轉(zhuǎn)運RNA上;二是作用不同,遺傳信息的作用是控制生物性狀,遺傳密碼的作用是決定蛋白質(zhì)中氨基酸的排列順序,反密碼子的作用是識別遺傳密碼。遺傳信息通過決定遺傳密碼和反密碼子中核苷酸排列順序來控制蛋白質(zhì)的合成,從而控制生物的性狀。
(2)比較DNA與RNA在組成、結(jié)構(gòu)、功能等方面的異同。
(3)概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯的概念和過程。
(4)從場所、模板、條件、原料、產(chǎn)物等方面比較轉(zhuǎn)錄和翻譯異同。
(5)運用數(shù)學方法,分析堿基與氨基酸的對應關(guān)系。
2.學習建議
第4章基因的表達新教材新學案生物②必修(A版)(1)學習本節(jié)知識首先通過比較DNA與RNA的異同,了解RNA的分子結(jié)構(gòu);再比較tRNA、mRNA、rRNA,明確它們的作用。
(2)要結(jié)合教材有關(guān)轉(zhuǎn)錄圖解或模型動畫演示,弄明白通過轉(zhuǎn)錄,即堿基互補配對(A-T、G-C、T-A、A-U)實現(xiàn)了遺傳信息由DNA到mRNA的傳遞;再通過翻譯過程,在核糖體中實現(xiàn)了遺傳信息由mRNA(密碼子)到蛋白質(zhì)(氨基酸序列)的傳遞。
(3)本節(jié)的主要知識是遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯,學習過程中要以問題為主線,從細胞水平、分子水平、場所、時間、空間、連續(xù)性等多個層面認識轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程,把握其實質(zhì)。
自我測評
一、選擇題
1.由DNA分子蘊藏的信息所支配合成的RNA在完全水解后,得到的化學物質(zhì)是()。
A.核糖、堿基、磷酸B.氨基酸、核苷酸、葡萄糖
C.氨基酸、葡萄糖、堿基D.脫氧核糖、堿基、磷酸
2.對一個動物個體來說,幾乎所有的體細胞都含有相同的基因,但細胞與細胞之間存在功能的差異,這是因為它們合成不同的()。
A.轉(zhuǎn)運RNAB.信使RNAC.組蛋白D.核糖體
3.右圖所表示的生理過程的名稱、堿基數(shù)、核苷酸數(shù)依次為()。
A.RNA復制、4種、4種B.DNA轉(zhuǎn)錄、4種、4種
C.DNA復制、5種、5種D.RNA轉(zhuǎn)錄、5種、8種
4.DNA分子復制與遺傳信息轉(zhuǎn)錄的相同之處是()。
A.利用的模板都相同B.利用的原料都相同
C.所利用的酶都相同D.都遵循堿基互補配對原則
5.下列關(guān)于對蛋白質(zhì)的翻譯過程的說法中,錯誤的是()。
A.以細胞質(zhì)中游離的氨基酸為原料
B.以核糖體RNA作為遺傳信息模板
C.以轉(zhuǎn)運RNA為氨基酸運輸工具
D.合成具有一定氨基酸序列的蛋白質(zhì)
6.在信使RNA中,決定一個氨基酸需要的堿基數(shù)為()。
A.1個B.2個C.3個D.4個
7.(2003年上海市高考題)某蛋白質(zhì)由n條肽鏈組成,氨基酸的平均分子量為a,控制該蛋白質(zhì)合成的基因含b個堿基對,則該蛋白質(zhì)的分子量約為()。
8.反密碼子是指()。
A.DNA上三個相鄰的堿基對 B.mRNA上三個相鄰的堿基
C.tRNA上的三個堿基D.rRNA上的三個堿基
9.DNA的復制、轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)的合成分別發(fā)生在()。
A.細胞核、細胞質(zhì)、核糖體B.細胞核、細胞核、核糖體
C.細胞質(zhì)、核糖體、細胞核D.細胞質(zhì)、細胞核、核糖體
10.密碼子的組成是()。
A.由A、T、G、C四種堿基中的任何三個做排列組合
B.由A、U、G、C四種堿基中的任何三個做排列組合
C.由A、T、C、G、U五種堿基中任何三個做排列組合
D.由A、U、G、T四種堿基中的任何三個做排列組合
11.從單尾鰭鯉魚的成熟卵中提取一種RNA,注入雙尾鰭金魚受精卵中,結(jié)果幼小金魚中有一些出現(xiàn)單尾鰭性狀。這種RNA之所以對性狀遺傳有明顯的作用,是因為()。
A.它是魚類的主要遺傳物質(zhì)
B.它以密碼子的形式攜帶特定遺傳信息
C.它是有關(guān)蛋白質(zhì)合成的工具
D.它是核糖體的基本的化學成分
12.在雙鏈DNA中,已知其中一條(A+G)/(T+C)=0.4,那么以它的互補鏈為模板,轉(zhuǎn)錄成的mRNA中(A+G)/(C+U)應是()。
A.2.5B.1C.0.4D.1.25
13.下列關(guān)于遺傳信息的物質(zhì)基礎(chǔ)的敘述中,不正確的是()。
A.從根本上講,遺傳信息的物質(zhì)基礎(chǔ)是基因中的特定脫氧核苷酸序列
B.基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA中核糖核苷酸序列也是遺傳信息的物質(zhì)基礎(chǔ)
C.mRNA翻譯形成的蛋白質(zhì)中的氨基酸序列也是遺傳信息的物質(zhì)基礎(chǔ)
D.在DNA分子中,堿基對的特定排列順序同樣是遺傳信息的物質(zhì)基礎(chǔ)
14.細胞內(nèi)的DNA分子轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物不包括()。
A.mRNAB.ATPC.rRNAD.tRNA
二、非選擇題
15.圖4-2表示DNA的一部分和RNA的一片段,請根據(jù)圖回答下面的問題。
(1)以甲鏈為模板合成乙鏈的過程稱為 ,圖中9處發(fā)生的作用是先由,然后與周圍游離的,最后以連接。
(2)以甲鏈為模板合成丙鏈的過程稱為,丙鏈自下而上四個堿基的化學名稱依次為。
(3)乙鏈和丙鏈都是以甲鏈為模板合成的,但二者之間在化學組成上存在的明顯不同之處是:
;
(4)填寫下頁表:
16.下圖是蛋白質(zhì)合成的示意圖,請根據(jù)圖回答下面的問題。
(1)轉(zhuǎn)錄是在中進行的,它是以為模板合成的過程,翻譯是在中進行的,它是以為場所,以為模板,以為運載工具,合成具有一定順序的蛋白質(zhì)的過程。
(2)密碼子是指。
(3)信使RNA上的一段堿基序列是AUGCACUGGCGUUG,則轉(zhuǎn)錄該信使RNA片段的DNA的模板鏈的堿基序列是:
。
17.下圖表示DNA為模板轉(zhuǎn)錄RNA的過程圖解。圖中4、5表示兩種功能不同的酶。請根據(jù)圖分析回答下面的問題。
(1)在玉米的葉肉細胞,則能夠進行該生理過程的細胞結(jié)構(gòu)有。
(2)轉(zhuǎn)錄過程中DNA首先在[ ]的催化作用下,由提供能量,將DNA分子中堿基對內(nèi)的斷開,該過程稱為。
(3)然后在[?。莸拇呋饔孟?,以其中的鏈作為信息模板,以[]為原料,由提供能量,按照原則,合成出[?。?。
(4)通過轉(zhuǎn)錄,DNA分子中的遺傳信息被準確地轉(zhuǎn)移到中。
(5)在真核細胞的細胞核中,轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物通過進入細胞質(zhì)中,與結(jié)合在一起直接指導蛋白質(zhì)的生物合成過程。
參考答案
一、選擇題
1.A 2.B 3.D 4.D 5.B 6.C 7.D 8.C 9.B 10.B 11.B 12.C 13.C 14.B
二、非選擇題
15.(1)DNA的復制;解旋酶的作用使氫鍵斷裂;脫氧核苷酸互補配對;氫鍵(2)轉(zhuǎn)錄尿嘧啶、腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶(3)乙鏈中含有胸腺嘧啶和脫氧核糖,而丙鏈沒有;丙鏈中含有尿嘧啶和核糖,而乙鏈沒有。(4)填表如下:
16.(1)細胞核 DNA的一條鏈 信使RNA 細胞質(zhì) 核糖體 信使RNA 轉(zhuǎn)運RNA 氨基酸
(2)mRNA上決定一個氨基酸的三個相鄰的堿基
(3)TACGTGACCGCAAC
17.(1)細胞核、線粒體、葉綠體(2)[5]解旋酶 ATP 氫鍵 解旋
(3)[4]RNA聚合酶 甲 [3]四中游離的核糖核苷酸 ATP 堿基互補配對
[2]信使RNA(4)信使RNA(5)核孔 核糖體
《基因指導蛋白質(zhì)的合成》教案分析
《基因指導蛋白質(zhì)的合成》教案分析
一、教學目標:
1.概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程。
2.運用數(shù)學方法,分析堿基與氨基酸的對應關(guān)系。
二、教學重點和難點:
1.教學重點:
(1)了解基因控制蛋白質(zhì)合成的中間物質(zhì)──RNA的基本單位、化學組成和種類,以及它與DNA在組成、結(jié)構(gòu)、功能和分布等方面的異同;
(2)理解基因表達的轉(zhuǎn)錄和翻譯的概念及過程;
(3)比較轉(zhuǎn)錄和翻譯的異同;
(4)認知和區(qū)分相關(guān)概念:遺傳信息、遺傳密碼、密碼子與反密碼子;
(5)計算問題:基因(DNA)堿基、RNA堿基和氨基酸的對應關(guān)系。
2.教學重難點:
(1)理解基因表達的轉(zhuǎn)錄和翻譯的概念和過程
(2)認知和區(qū)分相關(guān)概念:遺傳信息、遺傳密碼、密碼子與反密碼子;
(3)計算問題:基因(DNA)堿基、RNA堿基和氨基酸的對應關(guān)系,以圖解方法解決。
三、教學方法:
創(chuàng)設問題情境,結(jié)合教材有關(guān)轉(zhuǎn)錄和翻譯的圖解、各種對比表及flash動畫演示,化抽象為具體,達到形象和直觀的教學效果。
四、課時安排:
2課時
五、教學實施的程序
教學內(nèi)容
教師的組織和引導
學生活動
教學意圖
問題
探討
引入課題:基因指導蛋白質(zhì)的合成
遺傳信息的轉(zhuǎn)錄
遺傳信息的翻譯
問題探討
與蛋白質(zhì)合成有關(guān)的計算
第1課時
播放5分鐘《侏羅紀公園》電影。
提問:電影中的科學家是怎么使已滅絕的動物復活的?
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?
教師引導:基因(DNA)就像一張藍圖,生物體就是根據(jù)這張藍圖用蛋白質(zhì)構(gòu)建起來的。要解決這個問題,我們還需要研究“基因的表達”。
提出問題:基因是如何指導蛋白質(zhì)合成的?
問題情境:基因(DNA)在細胞核中,而蛋白質(zhì)合成是在細胞質(zhì)的核糖體上進行的,在細胞核的基因如何控制在細胞質(zhì)中的蛋白質(zhì)的合成呢?
教師指出:在DNA和蛋白質(zhì)之間,有一種中間物質(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。
問題情境:RNA又是如何解讀DNA的信息呢?
解決問題的途徑:
1.看圖并列表比較:兩種核酸(DNA和RNA)在化學元素、基本單位、化學組成、結(jié)構(gòu)、功能和分布等方面的區(qū)別
2.看圖了解:三種RNA的結(jié)構(gòu)及功能。
3.圖示P63圖4-4以DNA為模板轉(zhuǎn)錄RNA的圖解。利用視頻:顯示轉(zhuǎn)錄過程。講解DNA→mRNA的轉(zhuǎn)錄過程。
講述:細胞中游離的核糖核苷酸與供轉(zhuǎn)錄用的DNA的一條鏈上的堿基互補配對,在RNA聚合酶的作用下,依次連接,形成一個mRNA分子。
設問:DNA的堿基與RNA的堿基如何互補配對?(強調(diào)A-U)
轉(zhuǎn)錄與復制過程有何異同?
小結(jié):
場所:細胞核;模板:DNA解旋,以其中一條鏈為模板;
原料:4種核糖核苷酸(A、U、C、G);
條件:ATP、酶(RNA聚合酶);
產(chǎn)物:單鏈的mRNA(信使RNA)。
練習鞏固
第2課時
問題情境:
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)?
解決問題的途徑:
1.學習遺傳密碼破譯的推測過程。
思考:mRNA的4種堿基如何決定20種氨基酸?
推理:1種堿基決定1種氨基酸?(不可能)
2個堿基決定1種氨基酸?(16種組合方式也不能決定20種氨基酸,不行。)
提出:mRNA上每3個相鄰的堿基決定1個氨基酸。
密碼子:mRNA上三個相鄰的堿基稱為一個密碼子。
2.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。64種密碼:61個編碼控制20種氨基酸合成,另外3個(UAG、UAA、UGA)不編碼任何氨基酸,而是合成蛋白質(zhì)的終止信號又稱終止密碼。
3.再次比較三種RNA(特別是tRNA)的功能。
反密碼子:每個tRNA上的三個堿基,可以與mRNA上的密碼子互補配對,有61種。
4.比較遺傳信息、遺傳密碼和反密碼子。
5.講述圖解、利用動畫:顯示翻譯過程。
講述:核糖體與mRNA的結(jié)合部位會形成2個tRNA的結(jié)合位點。第一個攜帶氨基酸的tRNA的堿基與mRNA的堿基互補配對,進入位點1。第二個攜帶氨基酸的tRNA的堿基與mRNA的堿基互補配對,進入位點2。兩個氨基酸脫水縮合,第一個氨基酸通過肽鍵轉(zhuǎn)移到位點2的tRNA上。核糖體沿著mRNA移動,位點1的tRNA離開核糖體,位點2的tRNA進入位點1,第三個攜帶氨基酸的tRNA的堿基與mRNA的堿基互補配對,進入位點2,繼續(xù)肽鏈的合成,直到讀取到mRNA的終止密碼為止。一個mRNA分子可以與多個核糖體結(jié)合,同時進行多條肽鏈的合成。
肽鏈合成后,從核糖體與mRNA的復合物上脫落離,經(jīng)過盤曲和折疊等方式形成具有一定空間結(jié)構(gòu)和功能的蛋白質(zhì)分子。
小結(jié):場所:細胞質(zhì)的核糖體;模板:以mRNA為模板;
原料:20種氨基酸(由tRNA搬運);
條件:ATP、酶
產(chǎn)物:有一定氨基酸順序的肽鏈。
列表比較:翻譯與轉(zhuǎn)錄、復制過程的異同點。
問題探討:
大家再來探討恐龍能否復活的問題。(基因如何表達?基因表達需要什么條件?)
教師對本節(jié)內(nèi)容進行總結(jié):
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(jié)構(gòu)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。
歸納遺傳信息流動方向:
基因指導蛋白質(zhì)的合成-高中生物學教案
與蛋白質(zhì)合成有關(guān)的計算:
思考:DNA的堿基、mRNA的堿基與氨基酸個數(shù)的關(guān)系?
例:一條多肽鏈中有氨基酸1000個,則作為合成該多肽鏈模板的信使RNA和用來轉(zhuǎn)錄該信使RNA的基因分子分別至少有堿基多少個?
A.3000個和3000個B.1000個和3000個C.1000個和4000個D.3000個和6000個
小結(jié):
DNA的堿基數(shù):mRNA的堿基數(shù):蛋白質(zhì)的氨基酸數(shù)=6:3:1
學生觀看
學生討論,回答。
學生可能會想到,需要使恐龍DNA上的基因表達出來,表現(xiàn)恐龍的特性。
學生思考:有中間物質(zhì)傳遞信息。
看圖表分析比較核糖與脫氧核糖的區(qū)別,DNA與RNA的區(qū)別,通過圖形和CAI課件的演示,認識遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過程。
學生思考
完成練習。
思考堿基與氨基酸的對應關(guān)系;學會查密碼子表,并了解推算密碼子的數(shù)量和種類的方法;通過看圖和CAI演示,感受和認識遺傳信息的翻譯過程。
學生觀看。
學生跟隨教師講解,理解翻譯的過程。
學生思考,回答。
進一步討論、爭論利用DNA能否復活恐龍,從理論上和實際情況兩種可能性討論,認識保護物種的意義。
完成練習。
提出探究的問題,引起懸念,明確探究的目標。
通過問題的步步深入,學生推理分析,形成結(jié)論。
結(jié)合圖解、講述、CAI課件,認識轉(zhuǎn)錄的過程。
鞏固知識。
通過講述、繪制圖解、分析密碼子表、CAI動態(tài)演示,展示遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯的動態(tài)過程。
利用表解,引導學生通過觀察、思考、歸納獲得知識。
讓學生從細胞水平和分子水平兩個層面,整體認識基因表達的意義。
知識歸納
使學生通過解決問題,靈活運用知識。
基因指導蛋白質(zhì)的合成教案
第1節(jié)基因指導蛋白質(zhì)的合成教案
一、教學目標:
1、知識目標:
①概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯
②運用數(shù)學方法,分析堿基與氨基酸的對應關(guān)系。
2、技能目標:
①運用已有的知識和經(jīng)驗提出假說。
②運用數(shù)學方法,分析堿基與氨基酸之間的對應關(guān)系。
3、情感目標:
①體驗基因表達過程的和諧美,基因表達原理的邏輯美、簡約美。
②認同人類探索基因表達的奧秘的過程仍未終結(jié)。
二、教學重點:遺傳信息轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程。
三、教學難點:遺傳信息的翻譯過程。
四、學習方法:課前導學、質(zhì)疑討論、反饋矯正、遷移創(chuàng)新
教學過程
復習提問:
(1)DNA分子主要存在于細胞的什么部位?
(2)蛋白質(zhì)在細胞的什么地方進行合成?
學生回答:DNA分子主要存在于細胞核中的染色體上,而蛋白質(zhì)的合成在細胞質(zhì)中的核糖體上進行。
教師給予肯定并鼓勵。
質(zhì)疑:細胞核中的DNA分子是如何控制細胞質(zhì)中蛋白質(zhì)的合成呢?
學生并回答:是通過RNA分子作為媒介進行的。
教師出示:DNA分子與RNA分子比較投影。
結(jié)構(gòu)基本單位堿基五碳糖主要分布
DNA規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。兩條平行脫氧核苷酸鏈上的堿基遵循堿基互補配對原則(A-T;C-G),通過氫鍵連接形成堿基對。脫氧核糖核苷酸A、C、G、T脫氧核糖細胞核
RNA通常呈單鏈結(jié)構(gòu)核糖核苷酸A、C、G、U核糖細胞質(zhì)
思考:構(gòu)成人體的核酸有兩種,構(gòu)成核酸的基本單位--核苷酸有()
A.2種D.4種C.5種D.8種答案:D
基因是有遺傳效應的DNA片段,主要位于細胞核中,而蛋白質(zhì)是在細胞質(zhì)的核糖體上合成,此過程需要信使RNA作為媒介,那么信使RNA怎樣完成任務呢?
學生活動:
觀察基因表達的多媒體課件。
討論
(1)基因表達整個過程分幾個階段?分別叫什么?
(2)轉(zhuǎn)錄的場所、過程和目的是什么?
(3)翻譯的場所、過程和目的是什么?
教師指導:
a.整個過程是嚴格按照堿基互補配對原則進行的。
b.轉(zhuǎn)錄是在細胞核內(nèi)以DNA的一條鏈為模板合成信使RNA過程。
c.翻譯是在細胞質(zhì)中核糖體上以信使RNA為模板合成具有一定氨基酸排列順序的蛋白質(zhì)過程。
1.轉(zhuǎn)錄中模板DNA鏈的堿基是A、G、C、T是如何與信使RNA中堿基A、G、C、U互補配對呢?
(1)請學生答出DNA分子中堿基互補配對原則來;即A與T配對,G與C配對。
(2)板書DNA的一條鏈,顯示信使RNA的形成過程;即:
從形成過程可看出,是mRNA中的U堿基與DNA分子中的A堿基進行配對。
(3)通過轉(zhuǎn)錄,DNA分子的遺傳信息(即堿基排列順序)就傳遞給了信使RNA。
2.翻譯過程中mRNA上的堿基是如何決定蛋白質(zhì)中的氨基酸的?
(1)請學生先答出組成蛋白質(zhì)的氨基酸的種類以及蛋白質(zhì)多樣性的原因?即:一般有20種;蛋白質(zhì)多樣性是由氨基酸種類、數(shù)量、排列順序及空間結(jié)構(gòu)決定的。
(2)思考:氨基酸有20種,而信使RNA只有四種堿基(A、C、C、U),如何決定20種氨基酸呢?
邏輯推理:
一個堿基決定一個氨基酸,只能決定4種,41=4,不行;
兩個堿基決定一個氨基酸,只能決定16種,42=16,不行;
三個堿基決定一個氨基酸,只能決定64種,43=64,足夠有余。
教師簡介密碼子的發(fā)現(xiàn)過程:
1961年英國的克里克和同事用實驗證明一個氨基酸是由信使RNA上的三個相鄰堿基決定的。
美國年輕的生物化學家尼倫伯格和同事用人工合成方式,首先闡明了遺傳密碼的第一個字---UUU,即決定苯丙氨酸的密碼子。
1967年科學家已將20種氨基酸的密碼子全部破譯。投影顯示20種氨基酸的密碼子表并解說。
(3)游離于細胞質(zhì)基質(zhì)中的氨基酸是怎樣到達核糖體并按一定排列順序形成蛋白質(zhì)呢?
學生活動:回答:需要一種搬運工具搬運--即另一種RNA(轉(zhuǎn)運RNA,即tRNA)。
教師出示轉(zhuǎn)運RNA模型圖并講解:轉(zhuǎn)運RNA種類很多,但每種轉(zhuǎn)運RNA只能識別并轉(zhuǎn)運1種氨基酸。這是因為在轉(zhuǎn)運RNA的一端是攜帶氨基酸的部位,另一端有3個堿基,能專一性地與信使RNA上的特定的3個堿基(即密碼子)配對。
比較轉(zhuǎn)錄和翻譯
步驟轉(zhuǎn)錄翻譯
示DNA(基因)→mRNA→蛋白質(zhì)
場所細胞核細胞質(zhì)中核糖體
過程以DNA的一條鏈為模版合成一條互補的RNA以mRNA為模版,以tRNA為運輸工具將相應氨基酸放在正確位置上與相鄰的前一氨基酸形成肽鍵而連接起來,…,如此形成多肽
結(jié)果DNA中遺傳信息傳遞到mRNA,mRNA通過核孔進入細胞質(zhì)與核糖體接合合成與原DNA相對應的具有特定氨基酸序列的蛋白質(zhì)