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基因指导蛋白质的合成 教学设计
广州市天河中学 徐穗茸
1.教学重点
（1）了解基因控制蛋白质合成的中间物质──RNA的基本单位、化学组成和种类，以及它与DNA在组成、结构、功能和分布等方面的异同；
（2）理解基因表达的转录和翻译的概念和过程；
（3）比较转录和翻译的异同；
（4）认知和区分相关概念：遗传信息、遗传密码、反密码子；
（5）计算问题：基因(DNA)碱基、RNA碱基和氨基酸的对应关系。
2.教学重难点
（1）理解基因表达的转录和翻译的概念和过程
（2）认知和区分相关概念：遗传信息、遗传密码、反密码子；
（3）计算问题：基因(DNA)碱基、RNA碱基和氨基酸的对应关系，以图解方法解决。
3.教学建议
结合教材有关转录和翻译的图解或模型动画演示。
4.课时安排
3 课时
5.教学过程
学习
阶段
教师组织和引导
学生
活动
教学
意图
导学
引入课题
学生自学
教师指导
学生自学
教师讲解
思考讨论
教师讲解
思考讨论
与生活联系，激发学习和探究知识的兴趣
教师导学
设置问题情境
播放2分钟《侏罗纪公园》电影。
提问：电影中的科学家是怎么使已灭绝的动物复活的？
(回答:复活的恐龙是科学家利用提取恐龙的DNA培育繁殖而来的。)
教师引导：基因就像一张蓝图，生物体就是根据这张蓝图用蛋白质构建起来的。
思考：基因（DNA）在细胞核中，而蛋白质的合成是在细胞质的核糖体上进行的，在细胞核的基因如何控制在细胞质中的蛋白质的合成呢？
教师指出：在DNA和蛋白质之间，有一种中间物质──RNA充当信使。
复习旧知：两种核酸（DNA和RNA）在化学元素、基本单位、化学组成、结构、功能和分布等方面的区别
（列表，阅读课文10分种，学生填写）
一、细胞中的两种核酸的比较
DNA
RNA
组成元素
C、H、O、N、P
基本单位
脱氧核苷酸（4种）
核糖核苷酸（4种）
化学组成
一分子磷酸
脱氧核糖
A、T、C、G
一分子磷酸
核糖
A、U、C、G
结构 规则的双螺旋结构
一般单链结构
功能
编码复制遗传信息,控制蛋白质合成 传递遗传信息，并通过蛋白质表达出来
分布
细胞核的染色体,线粒体,叶绿体 细胞质的核糖体
另外，教师补充：RNA的在细胞中有三种：
mRNA（信使RNA），tRNA（专运RNA），rRNA（核糖体RNA）。
设问：DNA→RNA→蛋白质之间的关联？（学生阅读课文10分钟，小组发言。）
二、基因控制蛋白质合成过程
（一）转录：图示P63图4-4以DNA为模板转录RNA的图解。利用视频：显示转录过程。
1.定义：转录是在细胞核内进行的，是以DNA双链中的一条为模板，合成mRNA的过程。
2.过程：细胞中游离的核糖核苷酸与供转录用的DNA的一条链上的碱基互补配对，在RNA聚合酶的作用下，依次连接，形成一个mRNA分子。
3.小结：
场所：细胞核；
模板：DNA解旋，以其中一条有意义链为模板；
原料：4种核糖核苷酸（A、U、C、G）；
合成产物：单链的mRNA（信使RNA）；所需酶：RNA聚合酶。
设问：DNA的碱基与RNA的碱基如何互补配对？
（二）翻译：图示P64图4-6蛋白质合成示意图。
1.密码子和反密码子的区分：
密码子：mRNA上三个相邻的碱基称为一个密码子。
反密码子：每个tRNA上的三个碱基，可以与mRNA上的密码子互补配对。
tRNA（转运RNA）的特点：象三叶草的叶形，一端是3个碱基，另一端是携带氨基酸的部位（如图）。
思考：mRNA的4种碱基如何决定20种氨基酸？
推理：1种碱基决定1种氨基酸？（不可能）
2个碱基决定1种氨基酸？（16种组合方式也不能决定20种氨基酸，不行。）
提出：mRNA上每3个相邻的碱基决定1个氨基酸。
小结：64种密码：61个编码控制20种氨基酸合成，另外3个（UAG、UAA、UGA）不编码任何氨基酸，而是合成蛋白质的终止信号又称终止密码。反密码子：61种tRNA。
游戏：请学生看图，想象一下核糖体这个生产车间是如何工作的？能否做一个模型显示出来？
2、翻译：
利用视频：显示翻译过程。
（1）定义：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。
（2）过程：核糖体与mRNA的结合部位会形成2个tRNA的结合位点。第一个携带氨基酸的tRNA的碱基与mRNA的碱基互补配对，进入位点1。第二个携带氨基酸的tRNA的碱基与mRNA的碱基互补配对，进入位点2。两个氨基酸脱水缩合，第一个氨基酸通过肽键转移到位点2的tRNA上。核糖体沿着mRNA移动，位点1的tRNA离开核糖体，位点2的tRNA进入位点1，第三个携带氨基酸的tRNA的碱基与mRNA的碱基互补配对，进入位点2，继续肽链的合成，直到读取到mRNA的终止密码为止。一个mRNA分子可以与多个核糖体结合，同时进行多条肽链的合成。
肽链合成后，从核糖体与mRNA的复合物上脱落离，经过盘曲和折叠等方式形成具有一定空间结构和功能的蛋白质分子。
（3）小结：
场所：细胞质的核糖体；
模板：以mRNA为模板；
原料：20种氨基酸（由tRNA搬运）；
合成：有一定氨基酸顺序的肽链。
设问：已知mRNA的碱基序列是A U G G A A G C A U G U C C G A G C A A G C C G，这mRNA上有多少个密码子？写出相应的反密码子，并根据密码子表，列出相应的氨基酸序列。
利用视频：显示蛋白质合成的全过程。（转录和翻译过程）
再次总结：
（三）比较复制，转录和翻译三个过程的差异：
DNA复制
转录
翻译
场所
细胞核
细胞核
核糖体
模板
DNA双链
DNA一条链
mRNA
原料
4种脱氧核苷酸
4种核糖核苷酸
20种氨基酸
合成
DNA分子
mRNA
肽链
特点
半保留复制，边解旋边复制 边解旋边转录 一个mRNA分子可以与多个核糖体结合
(四)与蛋白质合成有关的计算：
思考：DNA的碱基、mRNA的碱基与氨基酸个数的关系？
小结：
DNA的碱基数:m RNA的碱基数:蛋白质的氨基酸数= 6:3:1
反馈练习
学生观看
学生讨论，回答。
学生思考：有中间物质传递信息。
学生阅读课文，思考问题，并填写表。
学生带着问题阅读课文，小组讨论。
学生思考，回答。
学生思考，回答。
学生思考
学生跟随教师讲解，理解翻译的过程。
学生思考，回答。
学生观看。
学生思考，小组讨论，以小组发言。
完成练习。
设计新情景，引入新内容的学习。
通过阅读课文，进一步提高学生自学能力。
学生将课文知识建立起有机的联系。
教师导学，进一步掌握知识要点。
并利用教材中的图解，引导学生通过观察、思考、归纳获得知识。
教师导学，帮助学生掌握知识要点。
利用图解，引导学生通过观察、思考、归纳获得知识。
使学生加深对基因表达过程的理解，为后两节学习做好铺垫。
使学生通过解决问题，灵活运用知识。
知识归纳。
知识延伸。
巩固知识。
2005-10-27 人教网
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