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人教版（2019）必修二 遺傳與進(jìn)化 第4章 基因的表達(dá)
第1節(jié) 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成
一、教學(xué)目標(biāo)的確定
課程標(biāo)準(zhǔn)與本節(jié)對(duì)應(yīng)的“內(nèi)容要求”是：“概述DNA分子上的遺傳信息通過RNA指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成”。確定教學(xué)目標(biāo)為：
1.概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯。
2.運(yùn)用數(shù)學(xué)方法，分析堿基與氨基酸的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
3.闡明中心法則的具體內(nèi)容。
二、教學(xué)重難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn)
（1）遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程。
（2）中心法則的具體內(nèi)容。
教學(xué)難點(diǎn)
遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程。
三、教學(xué)設(shè)計(jì)思路
課件首先展示《侏羅紀(jì)公園》的恐龍相關(guān)片段，提出問題，創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境。通過展示DNA和RNA的結(jié)構(gòu)示意圖，講解RNA適合傳遞遺傳信息的特點(diǎn)以及RNA的種類。然后采用問題串的形式，一步步講解轉(zhuǎn)錄的過程。在講解遺傳信息的翻譯的開始，明白堿基、氨基酸以及密碼子之間的關(guān)系。通過課件視頻展示翻譯過程，講解翻譯的各個(gè)過程。最后通過講解中心法則及其發(fā)展，總結(jié)遺傳信息的一般傳遞規(guī)律，使學(xué)生形成生命史物質(zhì)、能量和信息的統(tǒng)一體的概念。
四、教學(xué)步驟
1.新課導(dǎo)入
教師活動(dòng)：利用課件展示《侏羅紀(jì)公園》的恐龍相關(guān)片段。并提出問題：電影中的科學(xué)家是怎么使已滅絕的恐龍復(fù)活的？
學(xué)生活動(dòng)：觀看視頻，思考后并回答問題。
教師活動(dòng)：對(duì)，復(fù)活的恐龍是科學(xué)家利用提取恐龍的DNA培育繁殖而來的。那么大家想一想，提取到一種生物的DNA，是如何轉(zhuǎn)化成蛋白質(zhì)的？中間是否還有其他物質(zhì)？這就是這節(jié)課要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。
2.新課講授
一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄
教師活動(dòng)：首先利用課件展示。
教師活動(dòng)：基因（DNA）在細(xì)胞核中，而蛋白質(zhì)的合成是在細(xì)胞質(zhì)的核糖體上進(jìn)行的，在細(xì)胞核的基因如何控制在細(xì)胞質(zhì)中的蛋白質(zhì)的合成呢？
教師活動(dòng)：在DNA和蛋白質(zhì)之間，有一種中間物質(zhì)RNA充當(dāng)信使。RNA為什么可以充當(dāng)媒介呢？現(xiàn)在讓我們來看一下RNA的結(jié)構(gòu)示意圖。
教師活動(dòng)：展示DNA和RNA在化學(xué)組成上的區(qū)別以及二者的結(jié)構(gòu)示意圖，引導(dǎo)學(xué)生比較DNA和RNA的結(jié)構(gòu)，分析、歸納RNA適用于做DNA的信使的條件。
（1）RNA也是由核苷酸連接而成，也能攜帶遺傳信息。
（2）RNA一般為單鏈，比DMA短，能通過核孔，從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中。
教師活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)RNA與DNA的比較表格。
DNA DNA
組成元素 C、H、0、N、P
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 A、G、C、T A、G、C、U
無機(jī)酸 磷酸 磷酸
分布 主要在細(xì)胞核，少量在細(xì)胞質(zhì) 主要在細(xì)胞質(zhì)，少量在細(xì)胞核（如核仁）
結(jié)構(gòu) 雙螺旋結(jié)構(gòu) 一般是單鏈（且比DNA短能通過核孔）
功能 編碼復(fù)制遺傳信息，控制蛋白質(zhì)合成 傳遞遺傳信息，并通過蛋白質(zhì)表達(dá)出來
教師活動(dòng)：RNA的在細(xì)胞中有三種：mRNA（信使RNA），tRNA（轉(zhuǎn)運(yùn)RNA），rRNA（核糖體RNA）。講解各自的功能。
教師活動(dòng)：那么DNA的遺傳信息是怎樣傳給mRNA的？
教師活動(dòng)：展示轉(zhuǎn)錄的過程動(dòng)畫（或視頻），引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材65頁，并提出以下問題：
（1）轉(zhuǎn)錄的過程是什么？
（2）轉(zhuǎn)錄的單位是什么？
（3）DNA的兩條鏈都能轉(zhuǎn)錄嗎？
（4）DNA鏈用完全解開嗎？
（5）在轉(zhuǎn)錄過程中堿基互補(bǔ)配對(duì)原則有什么特殊情況？
教師活動(dòng)：針對(duì)所展示的資料，講解轉(zhuǎn)錄的具體過程。
①DNA雙螺旋解開，DNA雙鏈的堿基得以暴露，其中一條鏈提供準(zhǔn)確模板；
②游離的核苷酸隨機(jī)地與DNA鏈的堿基碰撞，當(dāng)核苷酸的堿基與DNA的堿基互補(bǔ)時(shí)，兩者以氫鍵結(jié)合；
③新結(jié)合的核苷酸連接到正在合成的mRNA分子上；
④合成的mRNA從DNA鏈上釋放，而后，DNA雙鏈恢復(fù)。
教師活動(dòng)：DNA將遺傳信息傳給mRNA后，后者將通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)內(nèi)， mRNA又是如何指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的呢？轉(zhuǎn)錄得到的RNA仍是堿基序列，而不是蛋白質(zhì)。那么，RNA上的堿基序列如何能變成蛋白質(zhì)中氨基酸的種類、數(shù)量和排列順序呢？mRNA如何將信息翻譯成蛋白質(zhì)？
二、遺傳信息的翻譯
教師活動(dòng)：首先提出翻譯的概念，即游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸，以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程，稱為遺傳信息的翻譯。
教師活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生思考mRNA的4種堿基如何決定20種氨基酸？
教師活動(dòng)：如果1個(gè)堿基決定1個(gè)氨基酸，那么，4種堿基只能決定4種氨基酸，這顯然是不夠的。如果2個(gè)堿基決定1個(gè)氨基酸，4種堿基能決定16種氨基酸，還是不夠。如果3個(gè)堿基決定1個(gè)氨基酸，4種堿基能決定64種氨基酸，這種方式能夠滿足組成蛋白質(zhì)的21種氨基酸的需要。
教師活動(dòng)：那么是誰把細(xì)胞質(zhì)中游離的氨基酸運(yùn)到蛋白質(zhì)的“裝配機(jī)器”一一核糖體上的？從而引出tRNA。
教師活動(dòng)：tRNA的結(jié)構(gòu)示意圖，特別注意反密碼子的種類和讀取的方向（61種，從攜帶氨基酸的那一端開始讀取）。
教師活動(dòng)：轉(zhuǎn)運(yùn)RNA種類很多，但每種轉(zhuǎn)運(yùn)RNA只能識(shí)別并轉(zhuǎn)運(yùn)1種氨基酸。這是因?yàn)樵谵D(zhuǎn)運(yùn)RNA的一端是攜帶氨基酸的部位，另一端有3個(gè)堿基，能專一性地與信使RNA上的特定的3個(gè)堿基（即密碼子）配對(duì)。
教師活動(dòng)：利用課件視頻展示翻譯過程。
教師活動(dòng)：過程講解翻譯的起始階段、進(jìn)位、縮合以及移位。
教師活動(dòng)：利用課件展示有關(guān)轉(zhuǎn)錄和翻譯的對(duì)比表格，引導(dǎo)學(xué)生填寫。
教師活動(dòng)：通過聯(lián)系已有的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能的知識(shí)，講解肽鏈合成后，通常還需經(jīng)過一系列步驟，盤曲折疊成具有特定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)分子，才能承擔(dān)特定的功能。
三、中心法則
教師活動(dòng)：1957年，克里克提出的中心法則，用電腦顯示中心法則，根據(jù)課件顯示的中心法則，總結(jié)中心法則的定義。
教師活動(dòng)：但是這并不是完善的。隨后科學(xué)家進(jìn)行了補(bǔ)充，少數(shù)生物的遺傳信息可以從RNA流向RNA以及從RNA流向DNA，講解逆轉(zhuǎn)錄的過程。（展示相關(guān)圖片）。
教師活動(dòng)：利用課件展示完整的中心法則。
五、板書設(shè)計(jì)
第四章 第1節(jié) 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成
一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄
過程：解旋→配對(duì)→連接→釋放
二、遺傳信息的翻譯
過程：起始→進(jìn)位→縮合→移位
三、中心法則
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