《遺傳信息的表達(dá)-RNA和蛋白質(zhì)的合成》教案

1、PAGE15第四節(jié)遺傳信息的表達(dá)RNA和蛋白質(zhì)的合成一、設(shè)計(jì)思想高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)提倡要讓學(xué)生從過去教師講什么就聽什么，教師讓做什么就做什么的被動(dòng)學(xué)習(xí)者，變?yōu)橹雷约盒枰裁?、想了解什么的主?dòng)參與的學(xué)習(xí)者，同時(shí)它倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)，逐步培養(yǎng)學(xué)生搜集和處理科學(xué)信息的能力、獲取新知識(shí)的能力、分析和解決問題的能力等，因此，在本節(jié)課中，我將利用自制的ppt，采用授導(dǎo)型教學(xué)方式，模擬探究轉(zhuǎn)錄和翻譯過程，讓學(xué)生直觀的理解蛋白質(zhì)合成的過程。同時(shí)聯(lián)系舊知，培養(yǎng)學(xué)生的分析、推理、比較、歸納的能力。二、教材分析本節(jié)課是浙科版生物必修二第三章第四節(jié)，主要內(nèi)容是蛋白質(zhì)的合成和遺傳信息的表達(dá)等內(nèi)容。這節(jié)課安排在學(xué)生學(xué)習(xí)了遺傳

2、物質(zhì)，DNA的分子結(jié)構(gòu)，遺傳信息的傳遞之后，顯得順理成章。它對(duì)使學(xué)生形成有關(guān)遺傳物質(zhì)的概念，從而構(gòu)建以生物體、細(xì)胞、染色體、DNA、基因、蛋白質(zhì)和性狀等為主的概念體系具有重要意義。同時(shí)，還為后面生物的變異，遺傳病的學(xué)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。三、學(xué)情分析學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了遺傳物質(zhì)，DNA的結(jié)構(gòu)和遺傳信息的傳遞，對(duì)遺傳信息有了一定的理解和認(rèn)識(shí)，也具備了一定的相關(guān)解決問題的能力和分析歸納能力。但是本節(jié)課內(nèi)容較為抽象難懂，學(xué)生仍需在教師的引導(dǎo)下，通過問題的解決及教師的講解來完成對(duì)新知的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能形成較完整的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。四、學(xué)習(xí)目標(biāo)1能簡述染色體、DNA與遺傳信息之間的關(guān)系；的異同，能簡單闡述RNA的種類及功

3、能；3能概述轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程；4能說出中心法則的內(nèi)容。五、重點(diǎn)、難點(diǎn)與突破（一）教學(xué)重點(diǎn)1遺傳信息、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系。2遺傳信息控制蛋白質(zhì)合成的過程和原理。3中心法則。（二）教學(xué)難點(diǎn)基因控制蛋白質(zhì)合成的過程和原理。突破策略：用多媒體課件顯示出此動(dòng)態(tài)過程，通過列表對(duì)比理解復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的不同，從而突破本節(jié)的難點(diǎn)內(nèi)容。六、教學(xué)方法本節(jié)課采用直觀教學(xué)法和啟發(fā)式教學(xué)法，通過教師講述、啟發(fā)，及多媒體的運(yùn)用，讓學(xué)生在思考、討論、對(duì)比中學(xué)習(xí)新知，發(fā)揮學(xué)生的抽象和邏輯思維能力，從而完成教學(xué)。七、課前準(zhǔn)備1相關(guān)多媒體課件以輔助學(xué)生的分析討論。2學(xué)生課前完成預(yù)習(xí)。八、教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖一

4、、創(chuàng)設(shè)情境引入課題同學(xué)們，在日常生活當(dāng)中，我們常常能看到子女與父母在性狀上長得很相似的現(xiàn)象，這是為什么呢對(duì)，這是因?yàn)樗麄兙哂邢嗤倪z傳物質(zhì)。那么，為什么遺傳物質(zhì)相同，他們的性狀就相似呢這說明DNA與生物性狀有什么關(guān)系呢對(duì)，這說明了DNA中的遺傳信息能控制子代性狀的表達(dá)。從而使其在性狀上與親代相似。很好，那么DNA到底是如何控制生物性狀的表達(dá)的呢學(xué)生回憶回答學(xué)生回答。引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)鞏固DNA的復(fù)制。為學(xué)習(xí)新知做好準(zhǔn)備二、引導(dǎo)探究新知的功能。那么，科學(xué)家經(jīng)過多年研究發(fā)現(xiàn)，生物體性狀的表達(dá)是通過蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能來體現(xiàn)的。因此，我們就可以知道，DNA是通過控制蛋白質(zhì)的合成來控制生物性狀的。由此，可以總

5、結(jié)出DNA它具有的兩個(gè)功能，第一個(gè)是通過半保留復(fù)制來保持遺傳信息的穩(wěn)定性，另一個(gè)是DNA中的遺傳信息控制蛋白質(zhì)的合成，決定蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，從而控制生物的性狀。DNA中的遺傳信息（控制）蛋白質(zhì)合成（決定）生物性狀好，請(qǐng)同學(xué)們思考一下，帶有遺傳信息的DNA主要儲(chǔ)存于細(xì)胞的什么部位對(duì)，是在細(xì)胞核中，那蛋白質(zhì)呢它是在什么部位合成的很好，蛋白質(zhì)的合成是在細(xì)胞質(zhì)的核糖體上進(jìn)行的。那么，在細(xì)胞核中的遺傳信息會(huì)不會(huì)直接跑到細(xì)胞質(zhì)中指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成？對(duì)，那么，從這里我們可以這樣推測出什么結(jié)論請(qǐng)同學(xué)們討論回答。對(duì)，我們可以推測在遺傳信息和蛋白質(zhì)之間，必定有一種中間物質(zhì)充當(dāng)他們之間信使，讓蛋白質(zhì)根據(jù)信使從DNA傳遞過

6、來的信息來合成啊，那么，這個(gè)信使是什么呢對(duì)，是RNA。好，那么我們一起來復(fù)習(xí)一下RNA的有關(guān)知識(shí)，請(qǐng)同學(xué)們填寫下面這張表。將DNA和RNA進(jìn)行比較。比較項(xiàng)目DNARNA基本單位脫氧核苷酸核糖核苷酸五碳糖脫氧核糖核糖堿基ATCGAUCG結(jié)構(gòu)雙鏈結(jié)構(gòu)多為單鏈結(jié)構(gòu)磷酸磷酸磷酸主要存在部位細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)很好。看來大家充分復(fù)習(xí)過了。那么，我們知道，DNA的堿基ATCG是按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則排列的。A和T，C和G配對(duì)，那么RNA呢RNA中沒有T，只有U，如果要配對(duì)的話，他該和誰配對(duì)很好，U會(huì)和T配對(duì)。因此，RNA也要遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。這一點(diǎn)對(duì)我們以后的學(xué)習(xí)很重要。大家要記住。好，我們說，RNA在遺傳信息

7、的表達(dá)中起了信使的作用，我們就把這種RNA稱為信使RNA,它的功能是行使傳達(dá)DNA上的遺傳信息，那么，除了信使RNA呢，還有兩種RNA，分別是轉(zhuǎn)運(yùn)RNA和核糖體RNA。轉(zhuǎn)運(yùn)RNAtRNA擔(dān)負(fù)的是運(yùn)輸?shù)娜蝿?wù)。它能把氨基酸運(yùn)送到核糖體，讓它按照mRNA指令連接起來，形成蛋白質(zhì)。而核糖體RNArRNA則是核糖體的一種重要成分。具體的我們后面再說?；卮饐栴}討論回答。學(xué)生回憶舊知填寫表格。學(xué)生思考回答通過提問,使學(xué)生鞏固舊知的同時(shí)，快速參與到課堂活動(dòng)中提高學(xué)生討論問題，分析問題能力。通過復(fù)習(xí)鞏固舊知為新知的建構(gòu)做鋪墊鍛煉學(xué)生邏輯思維能力。3轉(zhuǎn)錄翻譯好。接下來我們就來具體學(xué)習(xí)蛋白質(zhì)的合成過程。通常，我們把

8、蛋白質(zhì)的合成劃分為兩個(gè)過程。轉(zhuǎn)錄和翻譯。轉(zhuǎn)錄，就是指遺傳信息又DNA傳遞到RNA上的過程。首先，這是一條DNA雙鏈，兩條鏈?zhǔn)浅事菪蔚模敲礊榱俗屚瑢W(xué)們看清楚轉(zhuǎn)錄的過程，我們就把它平行化了。好，A和T配對(duì)，C和G配對(duì)。而DNA雙鏈外圍有很多核糖核苷酸分子。這時(shí)候，RNA聚合酶過來了，它與DNA分子的某一啟動(dòng)部位相結(jié)合，大喊：要開始轉(zhuǎn)錄啦。于是，DNA片段的雙螺旋解開了，然后游離的核糖核苷酸以其中的一條鏈為模板，按照堿基配對(duì)原則，相互連起來形成了RNA，那么這個(gè)A是和對(duì)，和T配對(duì)，下一個(gè)A也是，同理，就是TCAATAG，那么，大家注意，在配對(duì)的同時(shí)，RNA聚合酶也跟著在移動(dòng)，等到RNA完成時(shí)，就

9、脫落下來，此時(shí)，mRNA就合成了，母鏈DNA上所攜帶的遺傳信息就準(zhǔn)確無誤的反映到RNA的結(jié)構(gòu)上了。我們?cè)賮硗暾乜匆槐閯?dòng)畫演示。在細(xì)胞核中的mRNA形成后，DNA雙鏈恢復(fù)雙螺旋結(jié)構(gòu)，mRNA單鏈便通過核孔，進(jìn)入了細(xì)胞質(zhì)，然后與核糖體結(jié)合。蛋白質(zhì)的合成就開始了，我們把這個(gè)過程稱為翻譯。那么，mRNA是怎么決定蛋白質(zhì)的合成呢我們來看，這條就是我剛才合成的mRNA，那么，我們把mRNA上相鄰的三個(gè)核苷酸稱為一個(gè)密碼子，也就是一個(gè)遺傳密碼。一個(gè)密碼子能決定一種氨基酸。這是轉(zhuǎn)運(yùn)RNA,它的形狀呈三葉草型，末端有三個(gè)核苷酸，這三個(gè)核苷酸能決定這個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)RNA攜帶的氨基酸的種類。那么這些轉(zhuǎn)運(yùn)RNA原來是游離的

10、，那么在mRNA與核糖體結(jié)合后，這里我們可以看到，核糖體是呈懸滴狀的，由大小兩個(gè)亞基組成。那么，核糖體讀出mRNA上的遺傳密碼，讓與遺傳密碼互補(bǔ)配對(duì)的轉(zhuǎn)運(yùn)RNA將相應(yīng)的氨基酸運(yùn)過來，看，與密碼子UUA配對(duì)的是不是AAU啊，因此，攜帶核苷酸AAU的轉(zhuǎn)運(yùn)RNA就將亮氨酸運(yùn)送過來了。那么，這里UUA是密碼子，AAU呢，我們就叫做反密碼子，因?yàn)樗桥c密碼子UUA互補(bǔ)配對(duì)的。好，氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)過來后tRNA就離開去轉(zhuǎn)運(yùn)下一個(gè)亮氨酸了。然后核糖體移到下一個(gè)密碼子GAU，因此異亮氨酸被轉(zhuǎn)運(yùn)過來，然后轉(zhuǎn)運(yùn)過來的氨基酸呢縮合形成肽鏈，同理，下一個(gè)是天門冬酰氨，好，就這樣一直到核糖體到達(dá)mRNA上某個(gè)帶有終止信息的密

11、碼子我們叫終止密碼子時(shí)，肽鏈合成宣告完成。核糖體就脫離了mRNA。當(dāng)然，為了提高工作效率，一個(gè)mRNA上往往有多個(gè)核糖體在同時(shí)工作。翻譯過程結(jié)束。我們?cè)趤砜匆幌抡麄€(gè)連貫的過程。好，接下來。請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)轉(zhuǎn)錄和翻譯過程來完成下面這張表格。復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯場所模板原料堿基互補(bǔ)酶產(chǎn)物學(xué)生聽老師講解。學(xué)生認(rèn)真聽老師講學(xué)生認(rèn)真觀看學(xué)生總結(jié)復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯過程并填鍛煉學(xué)生視圖能力，抽象思維能力。提高學(xué)生抽象思維能力。鞏固學(xué)生新知，對(duì)轉(zhuǎn)錄有更直觀的認(rèn)識(shí)。提高學(xué)生分析，對(duì)比，歸納能力。鞏固學(xué)生新知4中心法則很好，現(xiàn)在我們可以知道。遺傳信息的傳遞方向是怎樣的?。ń處煾鶕?jù)學(xué)生回答引導(dǎo)得出）對(duì)，DNA先翻譯將遺傳信息傳遞給R

12、NA，然后RNA進(jìn)行翻譯控制蛋白質(zhì)的合成，從而控制生物體的性狀的表達(dá)。所以我們說，蛋白質(zhì)是生物體性狀的體現(xiàn)者。那么同時(shí)呢，DNA還可以進(jìn)行自我復(fù)制。好，這就是遺傳信息的傳遞。那么著名的生物學(xué)家克里克呢，和我們得出了相同的結(jié)論，我們把這個(gè)結(jié)論稱為中心法則。但是，這個(gè)法則并不完善，克里克之后的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，又一種RNA病毒，叫勞式肉瘤病毒，這種RNA呢，在逆轉(zhuǎn)錄酶的催化作用下，可以反向合成單鏈的DNA。這樣，中心法則就得到了修改，稱為現(xiàn)在這樣。學(xué)生回答鞏固新知5遺傳密碼很好，那么前面我們知道，三個(gè)核苷酸決定一個(gè)氨基酸，人體一共有四種核糖核苷酸，那么，同學(xué)計(jì)算一下，一共有多少中組合？對(duì)，有43=64種

13、組合，但是，我們?nèi)梭w內(nèi)只有幾種氨基酸20種，那這是什么原因呢為什么64中密碼子控制的氨基酸只有20種這說明了什么問題？好?？茖W(xué)家呢測出了每一種遺傳密碼所決定的氨基酸。我們來看一下。在這張圖中，你可以發(fā)現(xiàn)什么對(duì)，我們可以發(fā)現(xiàn)，UUA,UUC決定的氨基酸都是苯丙氨酸，UUA,UUG，CUU,CUA,CUG,CUC決定的都是亮氨酸，可見，一種氨基酸可以有多個(gè)遺傳密碼。當(dāng)然，在所有的密碼子當(dāng)中，還有幾種特殊的密碼子，那就是終止密碼子和起始密碼子。終止密碼子是翻譯中止的信號(hào)，是不編碼氨基酸的。而起始密碼子AUG,GUG則是翻譯過程的第一個(gè)氨基酸的密碼。是編碼氨基酸的。同學(xué)們要把這幾個(gè)特殊的密碼記住?；卮饐栴}。讀圖分析提高學(xué)生讀圖，分析信息，歸納信息的能力。6基因好。那么我們知道，遺傳信息是貯存在DNA中的，但是并不是DNA的所有片段都有遺傳物質(zhì)。只有個(gè)別的DNA片段才具有遺傳效應(yīng)，那么，我們把這個(gè)帶有完整遺傳信息的DNA片段叫做基因。我們來看一下基因的概念?；?，是具有遺傳效應(yīng)的DNA片斷，是決定生物性狀的基本單位。在染色體上呈直線排列。好，我們看一下，這是果蠅的染色體，這里是決定黃身的基因，這里是白眼，可見，基因是一段核苷酸序列，在DNA中呈直線排列。那么，要注意的是，我們知道，DNA是雙鏈結(jié)構(gòu)。那么是不是兩條鏈上都有基因啊對(duì)，只有一條鏈帶有遺傳信息。好，基因