必修二第四章第1节《基因指导蛋白质的合成》教案.doc
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1、第四章第第四章第 1 节节 基因指导蛋白质的合成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
2、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,教师可充分利用开头的 “问题探讨”、本节的插图,设计一些深入浅出、环环相扣的问题来引导学生进行阅读、 思考、讨论,让学生从中体会科学探究的方法和乐趣。 五、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。 2、 学案导学 六、
3、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、信使 RNA 和转运 RNA 结构对比图片 七课时安排:2 课时 八教学过程 第一课时 预习检查、总结疑惑情境导入、展示目标 问当我们认识到基因的本质后,能不能利用这一认识,分析现实生活中一些具体的问 题呢?例如,在现实生活中,我们能不能像电影侏罗纪公园中描述的那样,利用恐龙 的 DNA,使恐龙复活呢? 如果能利用恐龙的 DNA 使恐龙复活,你认为主要要解决什么问题? 引导组织学生阅读 P61 第 4 章的章图。请学生阅读章图中的文字和图解
4、,询问学生看 懂了什么,又产生了哪些问题。学生阅读思考讨论并回答:需要使恐龙 DNA 上的基因表达出来,表现恐龙的特性。 设计意图此节问题探讨意在引导学生思考 DNA 在生物体内有哪些作用,又是如何发 挥作用的。从而激起学生兴趣并引入新课,即懂得基因表达的含义 集中学生注意力,明确学习目标。 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
5、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 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
6、内容: RNA 与 DNA 的比较教师讲述: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。 问为什么 mRNA 适于作 DNA 的信使呢?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 D
7、NA 链上释放,而后,DNA 双链恢复。 学生听讲、阅读、思考,师生讨论共同完成以上问题,即mRNA 为单链,而且比 DNA 短,因此能够通过核孔,从细胞核转移到细胞质中;转录成的 RNA 的碱基序列,与供 转录用的 DNA 单链的碱基序列之间的碱基是互补配对关系,与 DNA 双链间碱基互补配对项目DNARNA 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、TA、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
8、比 DNA 短,能通 过核孔)不同的是,RNA 链中与 DNA 链的 A 配对的是 U,不是 T。这样转录出的这个 mRNA 与 DNA 另一条链的碱基序列基本相同,只是 DNA 链上 T 的位置,RNA 链上是 U,从而保 证了转录的准确性。 教师讲述:转录与复制都需要模板、都遵循碱基互补配对规律,等等。可以从所需条 件、过程中的具体步骤和过程中所表现出的规律等角度进行对比分析。 学生思考、讨论,教师指导、补充,最后归纳,并演示以下表格: DNA 两大功能的执行情况比较(表二)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
9、DNA 中的一条链为模 板,合成 mRNA 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 中场所在细胞核(主要) ,线粒体,叶绿体模 板以 DNA 的两条链为 模板以 DNA 的一条链为模板原 料四种游离的脱氧核 苷酸四种游离的核糖核苷酸酶DNA 解旋酶,DNA 聚 合酶等DNA 解旋酶,RNA 聚合 酶等条 件能 量需要 ATP碱基配 对原则AT,TA,G C,CGAU,UA,G C,CG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
10、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。产物两个一样的双链 DNA 分子一条单链的 mRNA特点边解旋边复制,半 保留式复制, (半不 连续连续,可有多 个起始点)边解旋边转录,双链 DNA 分子全保留式转录。 (可有多个基因同时转 录)遗传信 息的传 递方向亲代 DNA子代 DNADNAmRNA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DNA(基因)中的碱mRNA 分子中的碱基数蛋白质“多肽链”中氨基酸数律基数(6n)(3n)(=参加转运的 tRNA) (= mRNA 分子中的密码子数) (n)反
11、思总结,当堂检测:引导学生反思总结本节主要内容,当堂检测,及时反馈纠正 发导学案,布置预习: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?这节课后大家先预习这一部分,并完成课后延伸拓展 作业。第二课时 预习检查、总结疑惑 情境导入、展示目标 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?并展示本节 的学习目标。 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
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