1、第四章第1節(jié)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成一、教材分析：本節(jié)是第四章學(xué)習(xí)的根底，也是本章教學(xué)的難點所在。 本節(jié)內(nèi)容不僅抽象復(fù)雜， 而且涉及的物質(zhì)種類非常多，主干知識是遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程，側(cè)枝內(nèi)容是DNA與RNA結(jié)構(gòu)的比擬、核糖與脫氧核糖的比擬、三種不同種類的RNA以及遺傳密碼的組成。在處理主干和側(cè)枝內(nèi)容關(guān)系時，要合理分配時間，明確不同層次的教學(xué)要求。二、教學(xué)目標(biāo)1、知識目標(biāo)：概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程理解遺傳信息與“密碼子的概念運用數(shù)學(xué)方法，分析堿基與氨基酸的對應(yīng)關(guān)系2、能力目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力，使學(xué)生掌握一定的科學(xué)研究方法。理解結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生物學(xué)原理。通過指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計并制作蛋白質(zhì)

2、合成過程的活動模具，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和實踐能力。三、教學(xué)重難點重點：遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程難點：遺傳信息的翻譯過程四、學(xué)情分析通過第二、三章的學(xué)習(xí)，學(xué)生對基因是什么以及基因能夠決定生物體性狀有了一定的科 學(xué)認(rèn)識，并已經(jīng)對基因究竟是如何起作用的產(chǎn)生了濃厚的興趣，教師可充分利用開頭的 “問題探討、本節(jié)的插圖，設(shè)計一些深入淺出、環(huán)環(huán)相扣的問題來引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行閱讀、思考、 討論，讓學(xué)生從中體會科學(xué)探究的方法和樂趣。五、教學(xué)方法1、教師講述、舉例、圖示、啟發(fā)與學(xué)生閱讀、思考、討論探索相結(jié)合。2、學(xué)案導(dǎo)學(xué)六、課前準(zhǔn)備1、學(xué)生的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備：完成課前預(yù)習(xí)學(xué)案，提出疑惑2、 教師的教學(xué)準(zhǔn)備：課前預(yù)習(xí)學(xué)案、課內(nèi)探

3、究學(xué)案、課后訓(xùn)練與提高、基因控制蛋白質(zhì)合 成的多媒體課件、信使 RNA和轉(zhuǎn)運RNA結(jié)構(gòu)比照圖片七課時安排：2課時八教學(xué)過程第一課時預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑情境導(dǎo)入、展示目標(biāo)問當(dāng)我們認(rèn)識到基因的本質(zhì)后，能不能利用這一認(rèn)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(jì)公園?中描述的那樣，利用恐龍的 DNA使恐龍復(fù)活呢？如果能利用恐龍的 DNA使恐龍復(fù)活，你認(rèn)為主要要解決什么問題？引導(dǎo)組織學(xué)生閱讀 P61第4章的章圖。請學(xué)生閱讀章圖中的文字和圖解， 詢問學(xué)生看懂 了什么，又產(chǎn)生了哪些問題。學(xué)生閱讀思考討論并答復(fù)：需要使恐龍DNA上的基因表達(dá)出來， 表現(xiàn)恐龍的特性。DNA在

4、生物體內(nèi)有哪些作用，又是如何發(fā)設(shè)計意圖此節(jié)問題探討意在引導(dǎo)學(xué)生思考揮作用的。從而激起學(xué)生興趣并引入新課，即懂得基因表達(dá)的含義集中學(xué)生注意力，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)。合作探究，精講點撥討論：遺傳物質(zhì) DNA 般都存在于細(xì)胞核中，而蛋白質(zhì)的合成那么是在細(xì)胞質(zhì)的核糖 體上進(jìn)行的，那么細(xì)胞核中的DNA是如何控制細(xì)胞質(zhì)中蛋白質(zhì)的合成過程的？引導(dǎo)學(xué)生推 斷可能的兩種途徑直接或間接，然后討論哪種途徑是可行的。好比具有不同語言的兩個國家間的交往一樣， 必須時常委派一些能懂這兩國語言的使者才能進(jìn)行友好往來。使學(xué)生知道細(xì)胞核中DNA所攜帶的遺傳信息也必須通過中間媒介傳遞到細(xì)胞質(zhì)中，才能指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成。教師講述：大量的科學(xué)

5、實驗說明，信息的傳遞不是由DNA直接傳遞給蛋白質(zhì)的，而是在細(xì)胞核中先把 DNA的遺傳信息傳遞給 RNA，然后RNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中，在蛋白質(zhì)合成中 起模板作用。我們把這種RNA形象地叫做信使 RNA，簡寫為mRNA。此外還有轉(zhuǎn)運 RNA， 也叫tRNA,以及核糖體 RNA，也叫rRNA。問RNA只有一條鏈，它的結(jié)構(gòu)組成與DNA有什么異同點呢？學(xué)生閱讀p63圖4-3，師生討論共同完成，教師適時歸納總結(jié)并演示表格內(nèi)容：RNA與 DNA的 比擬工程DNARNA根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 TA、G C、U無機(jī)酸磷酸磷酸類型常為一種類型信使 RNA mRNA 轉(zhuǎn)移 RNA

6、tRNAJ 核糖體 RNA rRNA分布主要在細(xì)胞核， 少量在細(xì)胞質(zhì)主要在細(xì)胞質(zhì)，少量在細(xì)胞核如核仁結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu)一般是單鏈且比DNA短，能通過核孔教師講述：DNA相當(dāng)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(xì)胞核內(nèi)，必須先把遺傳信息傳給mRNA，這一過程稱為轉(zhuǎn)錄。問為什么mRNA適于作DNA的信使呢？ DNA的遺傳信息是怎樣傳給 mRNA 的？結(jié)合多媒體課件或圖示教師精講點撥： DNA雙螺旋解開，DNA雙鏈的堿基得以暴露，其中一條鏈提供準(zhǔn)確模板； 游離的核苷酸隨機(jī)地與 DNA鏈的堿基碰撞，當(dāng)核苷酸的堿基與DNA的堿基互補(bǔ)時，兩者以氫鍵

7、結(jié)合。 新結(jié)合的核苷酸連接到正在合成的mRNA分子上； 合成的mRNA從DNA鏈上釋放，而后，DNA雙鏈恢復(fù)。mRNA單鏈，而且比 DNARNA的堿基序列，與供轉(zhuǎn)DNA雙鏈間堿基互補(bǔ)配對不學(xué)生聽講、閱讀、思考，師生討論共同完成以上問題，即 短，因此能夠通過核孔，從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中；轉(zhuǎn)錄成的 錄用的DNA單鏈的堿基序列之間的堿基是互 補(bǔ)配對關(guān)系，與同的是，RNA鏈中與DNA鏈的A配對的是 U，不是T。這樣轉(zhuǎn)錄出的這個 mRNA與 DNA另一條鏈的堿基序列根本相同，只是DNA鏈上T的位置，RNA鏈上是U，從而保證了轉(zhuǎn)錄的準(zhǔn)確性。教師講述：轉(zhuǎn)錄與復(fù)制都需要模板、都遵循堿基互補(bǔ)配對規(guī)律，等等?？梢?/p>

8、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)律等角度進(jìn)行比照分析。學(xué)生思考、討論，教師指導(dǎo)、補(bǔ)充，最后歸納，并演示以下表格：DNA兩大功能的執(zhí)行情況比擬表二DNA的功能復(fù)制遺傳信息表達(dá)遺傳信息轉(zhuǎn)錄翻譯待學(xué)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勺過程時間減數(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 中場所在細(xì)胞核主要，線粒宜體，葉綠體條 件模板以DNA的兩條鏈為模 板以DNA的一條鏈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酶DNA解旋酶，DNA聚合酶等DNA解旋酶，RNA聚合酶 等能量需要ATP堿基配對原那么A T， T

9、A， GGC GA U U 代 G C CG過程 DNA雙螺旋解開， 每條鏈提供準(zhǔn)確模 板； 按照堿基互補(bǔ)配 對原那么，各自合成子 鏈； 子、母鏈結(jié)合盤繞 形成兩個新DNA分 子 DNA雙螺旋解開，其中 一條鏈提供準(zhǔn)確模板； 按照堿基互補(bǔ)配對原 那么，形成mRNA ; 合成的mRNA從 DNA鏈上釋放，而后， DNA雙鏈恢復(fù)。產(chǎn)物兩個一樣的雙鏈 DNA 分子一條單鏈的mRNA特點邊解旋邊復(fù)制，半保 留式復(fù)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 分子全保存式轉(zhuǎn)錄?？?有多個基因冋時轉(zhuǎn)錄遺傳信 息的傳 遞方向親代 DNA子代 DNADNA> mRNA通過RNA將遺傳信息

10、反映到蛋白 質(zhì)分子結(jié)構(gòu)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)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tRNAJ=mRNA分子中的密碼子數(shù)n6n反思總結(jié)，當(dāng)堂檢測：弓I導(dǎo)學(xué)生反思總結(jié)本節(jié)主要內(nèi)容，當(dāng)堂檢測，及時反應(yīng)糾正發(fā)導(dǎo)學(xué)案，布置預(yù)習(xí)：DNA將遺傳信息傳給 mRNA后，后者將通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，mRNA又是如何指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的呢？這節(jié)課后大家先預(yù)習(xí)這一局部，并完成課后延伸拓展作業(yè)。第二課時預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑情境導(dǎo)入、展示目標(biāo)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

11、將信息翻譯成蛋白質(zhì)？并展示本節(jié)的學(xué)習(xí)目標(biāo)。合作探究，精講點撥教師提出翻譯的概念，即游離在細(xì)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。問翻譯過程中 mRNA上的堿基是如何決定蛋白質(zhì)中的氨基酸的？(1)請學(xué)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 氨基酸呢？RNA只有四種堿基(A、C、C、U)，如何決定20種邏輯推理：4種，4仁4，不行；16 種，42=16 ，不行；64種，43=64 ，足夠有余。一個堿基決定一個氨基

12、酸，只能決定 兩個堿基決定一個氨基酸，只能決定 三個堿基決定一個氨基酸，只能決定 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(xué)家尼倫伯格和同事用人工合成方式，首先說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(xué)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。學(xué)生查密碼子表，分析密碼子的特點，練會查表。(3)游離于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的氨基酸是怎樣到達(dá)核糖體并按一定排列順序形成蛋白質(zhì)呢？學(xué)生活動：閱讀教材P6566并答復(fù)：需要一種搬運工具搬運-即另一種RNA(轉(zhuǎn) 運

13、 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。例如：信使RNA上的三 個堿基AAA就是一個密碼，轉(zhuǎn)運RNA中轉(zhuǎn)運賴氨酸的轉(zhuǎn)運 RNA 一端的三個堿基是 UUU , 只有它才能按照堿基互補(bǔ)配對原那么配對。指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行以下比擬，師生共同整理歸納：1. 我們再次比擬三種 RNA的功能。2. 比擬遺傳信息、遺傳密碼和反密碼子。答案略教師繼續(xù)講述：由于核糖體中的信使RNA中有許多密碼子，每個密碼子

14、與轉(zhuǎn)運特定氨基酸的轉(zhuǎn)運 RNA能夠堿基配對，這樣它才能對號入座。也就是說一種轉(zhuǎn)運RNA在哪個位置上對號人座是靠轉(zhuǎn)運 RNA的三個堿基去識別。而位置那么是信使RNA按遺傳信息預(yù)先定了的，同時課件展示蛋白質(zhì)合成示意圖：mRNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，與核糖體結(jié)合，當(dāng)轉(zhuǎn)運RNA運載著一個氨基酸進(jìn)入到核糖體以后，就以信使RNA為模板，按照堿基互補(bǔ)配對原那么，把轉(zhuǎn)運來的氨基酸放在位點1上，第二個轉(zhuǎn)運RNA攜帶相應(yīng)的氨基酸以同樣的方式進(jìn)入位點2，此時這兩個氨基酸形成肽鍵，并且第一個氨基酸與它的轉(zhuǎn)運 RNA別離，并轉(zhuǎn)移到第二個轉(zhuǎn)運RNA上。與此同時，核糖體沿著信使RNA繼續(xù)滑動三個堿基的位置，并讀取下一個密碼子，第一個

15、轉(zhuǎn)運RNA開核糖體,第二個轉(zhuǎn)運RNA進(jìn)入位點1，新的轉(zhuǎn)運RNA攜帶相應(yīng)氨基酸進(jìn)入位點 2。上述過程如此往 復(fù)地進(jìn)行，肽鏈也就不斷地延伸，直到信使RNA上出現(xiàn)終止密碼子為止。肽鏈合成以后，從信使 RNA上脫離開來，再經(jīng)過細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的某些細(xì)胞器如內(nèi)質(zhì) 網(wǎng)、高爾基體等的加工如盤曲折疊螺旋，最終合成一個具有一定氨基酸順序的。有一定功能的蛋白質(zhì)分子。學(xué)生聽講、思考，并嘗試歸納以下問題：問1氨基酸如何進(jìn)入核糖體？2. 核糖體上有幾個翻譯的位點？3. 核糖體移動的方向？4. 肽鏈如何形成？學(xué)生看圖思考、討論答復(fù)答案略，并組織學(xué)生繼續(xù)完成翻譯與轉(zhuǎn)錄、復(fù)制過程的異 同點的比照。完成下表DNA的功能復(fù)制遺傳信息表達(dá)

16、遺傳信息轉(zhuǎn)錄翻譯待學(xué)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勺過程游離在細(xì)胞質(zhì)r中的各種氨基酸， 以mRNA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(xì)胞核主要，線粒體，葉綠體在細(xì)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堿基配對原那么A T， T A， GG C GA U U

17、 代 G C CGA U UA, GC C G過程 DNA雙螺旋解開， 每條鏈提供準(zhǔn)確模 板； 按照堿基互補(bǔ)配 對原那么，各自合成子 鏈； 子、母鏈結(jié)合盤繞 DNA雙螺旋解開，其中 一條鏈提供準(zhǔn)確模板； 按照堿基互補(bǔ)配對原 那么，形成mRNA ; 合成的mRNA從 DNA鏈上釋放，而后， DNA雙鏈恢復(fù)。 mRNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，與核糖體結(jié) 合，mRNA乍為模板； 按照堿基互補(bǔ)配對原那么與 mRNAh每三個堿基配對的 tRNA 運載著氨基酸進(jìn)入核糖體；以 mRNAh的遺傳密碼順序， 把一定 的氨基酸放在相應(yīng)的位置，合成形成兩個新DNA分 子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

18、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(fù)制，半保 留式復(fù)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 分子全保存式轉(zhuǎn)錄?？?有多個基因冋時轉(zhuǎn)錄一個mRNA分子上可以象機(jī)結(jié)合 多個核糖體，同時進(jìn)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 DNADNA> mRNA通過RNA將遺傳信息反映到蛋白 質(zhì)分子結(jié)構(gòu)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)6nmRNA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教師歸納，并突出強(qiáng)調(diào)：a. 信使RNA的遺傳信息即堿基排列順序是由DNA決定的。b. 轉(zhuǎn)運RNA攜帶的氨基酸如賴氨酸、丙氨酸能在蛋白質(zhì)的氨基酸順序的哪一個位置上是 由信使RNA決定的，歸根到底是由DNA的特定片段基因決定的，由于DNA分子的多樣 性，就決定了蛋白質(zhì)分子的多樣性。反思總結(jié)，當(dāng)堂檢測：師生共同歸納總結(jié)遺傳信息的傳遞，當(dāng)堂檢測，及時反應(yīng)