高中生物《基因指导蛋白质的合成》教案

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？

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