2019-2020年高中生物《基因控制蛋白質(zhì)的合成》教案2 蘇教版必修2

1、2019-2020年高中生物基因控制蛋白質(zhì)的合成教案2蘇教版必修2一、教學(xué)設(shè)計(jì)思路“基因控制蛋白質(zhì)的合成”是江蘇教育出版社生物第2冊(cè)第四章第三節(jié)中相對(duì)比較抽象難理解的內(nèi)容。其中轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程是在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行的，不能給學(xué)生進(jìn)行實(shí)物演示，如處理不好則枯燥無味，學(xué)生既沒有興趣也不易做到真正的理解。在教學(xué)中，我運(yùn)用了多種教學(xué)方法和手段，如觀看圖片，運(yùn)用課件模擬基因表達(dá)的過程。通過實(shí)驗(yàn)探究的方式讓學(xué)生自己進(jìn)行討論、分析實(shí)驗(yàn)并和活動(dòng)有機(jī)結(jié)合，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性，突破了教學(xué)難點(diǎn)，使輕松掌握本節(jié)的各知識(shí)要點(diǎn)。二、教學(xué)目標(biāo)1通過實(shí)驗(yàn)探究的形式使學(xué)生了解基因?qū)Φ鞍踪|(zhì)合成的控制作用。2通過介紹密碼子的破譯

2、過程培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力。三、重點(diǎn)、難點(diǎn)基因如何控制蛋白質(zhì)的合成過程。要處理好重、難點(diǎn)，事先把有關(guān)的知識(shí)、概念介紹清楚做好鋪墊。通過已有的成功實(shí)驗(yàn)來分析整個(gè)基因表達(dá)的過程，讓學(xué)生探究式的分析實(shí)驗(yàn)把比較抽象的問題更形象化，通過多媒體制作動(dòng)畫模擬基因表達(dá)的過程，讓學(xué)生更好的清楚細(xì)胞內(nèi)的一些微觀過程。四、教學(xué)過程設(shè)計(jì)1導(dǎo)課：觀看動(dòng)畫：雙胞胎姐妹的錄像。學(xué)生們看完動(dòng)畫后興趣高漲，趁此機(jī)會(huì)我就說：“我們生活中經(jīng)常看到一些長(zhǎng)得很像的雙胞胎很難區(qū)分，大家知道這是怎么回事嗎？”生物的性狀是由遺傳物質(zhì)決定的。我們可以判斷一下，這對(duì)雙胞胎長(zhǎng)得這么像，他們的遺傳物質(zhì)會(huì)不會(huì)相同？”（學(xué)生回答：會(huì)相同。）不錯(cuò)，因?yàn)樗?/p>

3、們的遺傳物質(zhì)是相同的，所以他們也就長(zhǎng)得很像了。我們是通過他們外在特征的相似來判斷他們的遺傳物質(zhì)是相同的，比如說這對(duì)雙胞胎他們的遺傳物質(zhì)相同也就使他們的性狀相同，蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的承擔(dān)者，而性狀是由蛋白質(zhì)來體現(xiàn)的，說明遺傳物質(zhì)要控制性狀，就必須控制蛋白質(zhì)的合成。而絕大數(shù)生物體的遺傳信息都存在于脫氧核糖核酸分子（也就是DNA）分子中，比如說我們?nèi)梭w細(xì)胞核中有46個(gè)DNA分子，但是我們?nèi)梭w細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)種類遠(yuǎn)不止46種，這就說明每一個(gè)DNA分子可以控制合成多種蛋白質(zhì)。我們把DNA分子上一段能夠控制特定蛋白質(zhì)合成的片段叫做基因，基因把遺傳信息通過一定的方式反映到蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)上，這就是基因的表達(dá).這就

4、是我們這節(jié)課的主要內(nèi)容。我們知道DNA主要位于細(xì)胞核的中，而蛋白質(zhì)的合成場(chǎng)所在哪里？（學(xué)生回答）蛋白質(zhì)的合成是在細(xì)胞質(zhì)的核糖體上完成，那么DNA是如何控制蛋白質(zhì)的合成呢？探究一：基因在細(xì)胞核中，它要控制細(xì)胞質(zhì)中蛋白質(zhì)的合成，是由誰來幫助完成呢？實(shí)驗(yàn)：對(duì)洋蔥根尖進(jìn)行培養(yǎng)第一步：加入RNA酶分解細(xì)胞中的RNA，（RNA酶的作用是水解RNA的，RNA酶加入后，細(xì)胞中的RNA就沒有了，這樣這個(gè)細(xì)胞的生命活動(dòng)會(huì)受到怎樣的影響呢？）現(xiàn)象：蛋白質(zhì)合成就停止；第二步：再加進(jìn)了從酵母中提取出來的RNA，（這樣細(xì)胞內(nèi)又重新含有了RNA，結(jié)果會(huì)怎么樣呢？）現(xiàn)象：可重新合成一定數(shù)量的蛋白質(zhì)。結(jié)論：（學(xué)生回答）蛋白質(zhì)的

5、合成與RNA有關(guān)。探究二：基因與RNA有什么聯(lián)系呢？實(shí)驗(yàn)：A組：把變形蟲培養(yǎng)在同位素標(biāo)記的尿嘧啶核糖核苷酸培養(yǎng)液中，（介紹DNA和RNA構(gòu)成的基本組成單位）現(xiàn)象：標(biāo)記的U集中出現(xiàn)在細(xì)胞核中；B組：變形蟲培養(yǎng)在未標(biāo)記的尿嘧啶核糖核苷酸培養(yǎng)液中，實(shí)驗(yàn)：在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候，用前面兩組變形蟲進(jìn)行核移植實(shí)驗(yàn)。將A組變形蟲的細(xì)胞核移植到B組變形蟲的細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行培養(yǎng)觀察。現(xiàn)象：大部分標(biāo)記的U相繼從細(xì)胞核中移入細(xì)胞質(zhì)中。結(jié)論：RNA是在細(xì)胞核中合成的，然后再從細(xì)胞核中轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中。通過實(shí)驗(yàn)說明，基因要把遺傳信息在蛋白質(zhì)上表達(dá)出來，并不會(huì)親自到細(xì)胞質(zhì)中指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，就必須派一個(gè)“特使”去細(xì)胞質(zhì)指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，

6、而它必須準(zhǔn)確無誤把基因的遺傳信息攜帶出來。肩負(fù)這個(gè)重任的就是RNA,我們就把這種RNA稱之為信使RNA。基因把遺傳信息“錄制”給信使RNA的過程，就是基因表達(dá)的第一個(gè)階段：轉(zhuǎn)錄。（接著CAI課件直觀地講解轉(zhuǎn)錄的過程。在課件中有圖片，動(dòng)畫信息）（1）轉(zhuǎn)錄過程：細(xì)胞核中以DNA的一條鏈為模板按堿基互補(bǔ)配對(duì)原則合成RNA的過程就是轉(zhuǎn)錄。（課件動(dòng)畫模擬轉(zhuǎn)錄的過程）場(chǎng)所：細(xì)胞核模板：只能以DNA的一條鏈為模板。原則：堿基互補(bǔ)配對(duì)原則：A-U、T-A、G-C、C-G原料：核糖核苷酸動(dòng)動(dòng)手：完成基因表達(dá)轉(zhuǎn)錄的過程。已知DNA的堿基對(duì)順序?qū)懗鰧?duì)應(yīng)的mRNA（以鏈2為模板進(jìn)行轉(zhuǎn)錄）。1、鏈1：ATGATAGGG

7、AAA鏈2：TACTATCCCTTT2、鏈1：ATGGCCGGCAGC鏈2：TACCGGCCGTCG讓學(xué)生通過模型來完成轉(zhuǎn)錄的過程。信使RNA在細(xì)胞核中合成之后，要到達(dá)細(xì)胞質(zhì)去指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，這就是基因表達(dá)的第二個(gè)階段：翻譯。（2）翻譯過程：以信使RNA為模板，合成有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程就是翻譯。我們來了解一下翻譯的具體過程。DNA分子把遺傳信息傳遞到mRNA，而mRNA是大分子化合物，它要從核孔出來與細(xì)胞質(zhì)中的核糖體結(jié)合，才能把基因的遺傳信息反映到蛋白質(zhì)上。信使RNA上只有四種堿基:A、U、G、C，而合成蛋白質(zhì)的氨基酸約有二十種，這就像英語中的26個(gè)字母一樣組成很多不同的單詞，再由

8、這些單詞來構(gòu)成不同意思的句子。信使RNA上的這四種堿基是怎樣蛋白質(zhì)的二十種氨基酸呢？探究四：信使RNA上幾個(gè)堿基決定一個(gè)氨基酸呢？實(shí)驗(yàn)：科學(xué)家通過實(shí)驗(yàn)獲得一條控制蛋白質(zhì)合成的信使RNA,它的堿基順序是：CUCUCUCUCUCU，結(jié)果：科學(xué)家從實(shí)驗(yàn)中得知構(gòu)成這種蛋白質(zhì)的氨基酸只有兩種并且是交替排列。分析存在的可能性：1、如果由一個(gè)堿基來決定,結(jié)果這種蛋白質(zhì)有兩種氨基酸交替排列；2、如果由兩個(gè)堿基來決定一個(gè)氨基酸，結(jié)果這種蛋白質(zhì)只有一種氨基酸構(gòu)成；3、如果由三個(gè)堿基來決定一個(gè)氨基酸，結(jié)果這種蛋白質(zhì)由兩種氨基酸構(gòu)成,也是交替排列；4、如果由四個(gè)堿基來決定一個(gè)氨基酸，結(jié)果這種蛋白質(zhì)只有一種氨基酸構(gòu)成。

9、從分析的結(jié)果來看，信使RNA上的一個(gè)堿基和三個(gè)堿基都可以決定一個(gè)氨基酸都可以,事實(shí)是不是這樣呢?如果由一個(gè)堿基來決定一個(gè)氨基酸,而信使RNA上的堿基只有四種，只能決定四種氨基酸，這顯然是不夠的。由此可以知道信使RNA上的三個(gè)堿基決定一個(gè)氨基酸.科學(xué)家通過不斷的實(shí)驗(yàn)和分析，發(fā)現(xiàn)確實(shí)是由三個(gè)堿基來決定一個(gè)氨基酸。我們也可以像科學(xué)家一樣來分析一下是不是由三個(gè)堿基來決定一個(gè)氨基酸。學(xué)生討論：二個(gè)堿基只能決定16種氨基酸，而構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸有20種，這顯然都不夠，而三個(gè)堿基可以決定64種氨基酸，這又有些多，但也只好是三個(gè)堿基決定了，遺傳學(xué)上把信使RNA上決定一個(gè)氨基酸的三個(gè)相鄰堿基叫做一個(gè)“密碼子”。

10、那么就有64種密碼子來決定20種氨基酸，這樣的話就有多種密碼子決定相同氨基酸的現(xiàn)象?？梢宰寣W(xué)生自己閱讀書上的密碼子表?？赐昝艽a子表后我們發(fā)現(xiàn)在這64種密碼子中有三種是起始密碼子，三種是終止密碼子（不能決定對(duì)應(yīng)的的氨基酸），它們有什么用呢?就像我們玩游戲沒有一個(gè)規(guī)則就玩不下去，所以信使RNA在指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成也應(yīng)遵循一個(gè)規(guī)則:從起始密碼子才開始翻譯，如果識(shí)別到終止密碼子就停止翻譯。首先從起始密碼子（叫學(xué)生看密碼子表找到對(duì)應(yīng)的起始密碼子）開始翻譯，但氨基酸的搬運(yùn)是由誰來完成呢？（配合圖片讓學(xué)生加深對(duì)tRNA的印象）這就需要氨基酸的搬運(yùn)工具tRNA來幫助完成。tRNA又必須嚴(yán)格的按照信使RNA上的遺傳

11、密碼來搬運(yùn)氨基酸，tRNA端攜帶特定氨基酸的部位，另一端有三個(gè)堿基,它可以按照堿基互補(bǔ)配對(duì)的原則（也是A-U、T-A、G-C、C-G）去識(shí)別信使RNA上的密碼子，把轉(zhuǎn)運(yùn)來的氨基酸放到相應(yīng)的位置。而正好核糖體和信使RNA結(jié)合的位置是可以容納兩個(gè)氨基酸的位置，當(dāng)兩個(gè)氨基酸脫水縮合完成之后，第一個(gè)位置的tRNA就會(huì)離開，核糖體向前推進(jìn)一步,這樣tRNA又可以搬運(yùn)下一個(gè)氨基酸。但當(dāng)核糖體移到終止密碼子時(shí)翻譯就停止,合成具有一定氨基酸順序的多肽鏈。之后讓學(xué)生自己來完成翻譯的過程。就用前面動(dòng)動(dòng)手中轉(zhuǎn)錄已經(jīng)合成的兩條信使RNA，讓學(xué)生再通過模型來完成翻譯的過程。（3）小結(jié)：通過課件的動(dòng)畫演示轉(zhuǎn)錄和翻譯的全過

12、程，讓學(xué)生能夠更直觀的了解基因表達(dá)的過程，把抽象的問題形象化。2019-2020年高中生物基因控制蛋白質(zhì)的合成教案3蘇教版必修2教學(xué)目的知識(shí)目標(biāo)：知道轉(zhuǎn)錄和翻譯的場(chǎng)所，原料；理解1.轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程。2.密碼子的概念。3基因、mRNA、tRNA以及蛋白質(zhì)之間的關(guān)系應(yīng)用：轉(zhuǎn)錄和翻譯的實(shí)質(zhì)及應(yīng)用。能力目標(biāo)：1.通過對(duì)轉(zhuǎn)錄和翻譯過程的講述，使學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到遺傳信息、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)以及性狀之間的關(guān)系。2.通過習(xí)題的訓(xùn)練，使學(xué)生充分掌握此內(nèi)容的知識(shí)點(diǎn)和解答問題的技巧。情感目標(biāo)：通過此部分內(nèi)容的講解，使學(xué)生了解性狀表現(xiàn)的本質(zhì)，樹立科學(xué)的世界觀。教學(xué)重點(diǎn)1.轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程；2.密碼子的概念；3.基因、mRN

13、A、tRNA以及蛋白質(zhì)之間的關(guān)系。教學(xué)難點(diǎn)1.密碼子的概念及應(yīng)用；2.基因、mRNA、tRNA以及蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)間的關(guān)系教學(xué)過程復(fù)習(xí)提問：1.什么是基因？什么是遺傳信息？2.什么叫做基因表達(dá)？教師總結(jié)：基因通過控制蛋白質(zhì)的合成來控制生物性狀的表現(xiàn)?；蚴窃鯓涌刂频鞍踪|(zhì)的合成過程呢？就是這節(jié)課所要學(xué)的內(nèi)容。教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成由于DNA存在于細(xì)胞核內(nèi)，而蛋白質(zhì)的合成在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，因此，需要RNA作為媒介來傳遞遺傳信息，而實(shí)現(xiàn)合成的過程。1、轉(zhuǎn)錄。概念：（見教材P14）；（2）條件：模板：DNA的一條鏈（模板鏈）。要求學(xué)生掌握堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，通過轉(zhuǎn)錄，DNA（基因）將遺傳信息傳遞給了mRNA，mRNA通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)與核糖體結(jié)合來合成蛋白質(zhì)。2、翻譯。概念：(見教材P15第二自然段)；(2)條件：模板：mRNA,原料：20種氨基酸，工具：轉(zhuǎn)運(yùn)RNA，能量：酶。構(gòu)成mRNA的堿基只有4種，這4種堿基是怎樣決定20種氨基酸的呢？如果一個(gè)堿基決定一種氨基酸，只能決定4種。二個(gè)堿基決定一個(gè)氨基本也只能決定16種。三個(gè)堿基呢？可有64種組合，決定20種氨基酸綽綽有余了。根據(jù)這一設(shè)想，經(jīng)過多年的研究證實(shí)