資源簡介

名 稱 4.1基因指導蛋白質的合成 學時 共2課時
學習內容分析 本節內容是必修Ⅱ第四章的開篇，是本章學習的基礎，重點和難點。基于教學內容概念多，知識點抽象復雜的特點和學生已經學習基因本質的學習情況，本節課將采用授導課模式，組織教學。
學習者分析 高一學生已具備一定的邏輯思維能力和社會實踐能力，但還不能完全脫離教師的引導。在課堂上，以學生為主，通過教師對具體問題的指引，學生自己分析和探索，引導他們逐步完成教學目標。
教學目標 知識目標：通過觀察動畫、討論學習以及實踐應用，能夠簡要概述遺傳 信息的轉錄。 能力目標：運用已有的知識和經驗提出假說，學會數學推理方法。 情感態度與價值觀：體驗基因表達轉錄過程的和諧美，以及為下節讓學生感受基因表達原理 的邏輯美、簡約美做鋪墊。
教學設計思路 本課的教學設計內容主要分為六部分， 一、引用名片《蜘蛛俠》圖片激發學生學習興趣，適時設問，基因控制生物性狀，再通過恐龍復活圖片引發學生爭論逐步接近主題:基因如何指導蛋白質的合成 二、一展所學，分析推理:根據分析學過的關于DNA、RNA和蛋白質的知識，推測基因需要遺傳信息的傳遞者，且這個傳遞者為RNA。 三、溫故知新，類比推理:指導學生自主學習RNA的組成。結構和分類，類比與DNA的異同，由DNA得復制，推出RNA轉錄和翻譯的基本過程。然后，播放PPT印證體會。
依據的理論 引導發現式教學:教師的提問貫穿教學過程始終，引領學生的思維朝正確的方向探究;層層設問，環環相套，使課程結構緊密，有利于學生的認知。 翻譯過程的領會，主要通過“從做中學”達到知行統一的教學目標。
信息技術與教學活動運用分析
知識點 學 學習器材 使用方式 教學活動效果
轉錄過程 概述轉錄過程 投影儀顯示內容 使用投影儀播放DNA的轉錄過程 將抽象概念圖像化，輔助學生對復雜生理過程的學習。
教學過程
第一課時
教學內容 教師活動 學生活動 設計意圖
本章的開篇的簡介 簡述：基因在哪里，基因是什么，同時也體會到了科學家在科研道路上的曲折堅辛和追求科學真理的執著。從而過渡到基因的表達。 引用楊煥明教授的《我贊嘆生命的美麗》的語句指出藍圖和現實的關系。 聆聽并體會 滲透情感教育
問題探究 引入新課 (5分鐘) 引用《蜘蛛俠》圖片:“蜘蛛俠是如何變身的 ”，然后層層設問: 1. 帕克被轉基因蜘蛛咬后，當時什 么物質進入他的細胞 (基因) 2.一段時間后，帕克變成伸手袖中能飛絲的蜘蛛俠。(引出基因控制生物的性狀)。那么是不是我們有了某種生物的全套的DNA或基因就能在體外表達出相應的生物性狀呢？（學生會正反兩方展開舌戰）引出《基因指導蛋白質的合成》 學生觀察圖片，討論回答，并引出主題。 學生很容易想到基因指導蛋白質的合成，來表達遺傳信息。 利用經典圖片引入課題，提高學生學習動機，明確學習目標。
基因指導蛋白質的合成 遺 傳 信 使 的 存 在 (5分鐘) 遺 傳 信 息 的 轉 錄 (30分鐘) 主題:基因如何指導蛋白質的合成 教師引領學生回顧已學知識， (
性狀
) 控制 基因 （主要在細胞核） 承 擔 ？ 蛋白質 （細胞質） 通過復習找出矛盾點：基因為什么不能 指導蛋白質的合成。 提出問題組1: (1)是什么做媒介傳遞著遺傳信息 是什么呢？ (2) DNA位于細胞核，蛋白質合成在細胞質中的核糖體，兩者之間如何聯系 遺傳信息的轉錄 教師承上設問 問題組2: RNA的組成與結構怎樣 與DNA比較差異如何 板書： RNA： 單位：核糖核苷酸 比較： 項目DNARNA基本單位脫氧核苷酸核氧核苷酸五碳糖脫氧核糖核糖堿基A、G、C、TA、G、C、U結構雙螺旋結構一般是單鏈）主要分布在細胞核主要在細胞質， 類型常為一種類型 （mRNA） （tRNA） （rRNA
問題3： 如何將DNA的遺傳信息傳遞給RNA 引導學生看圖，運用類比方法分析，總結先得到答案。 在分析第三問前，播放DNA復制的PPT。 讓學生類比推理以DNA為模板合成RNA的過程。 接著，分步播放轉錄FLASH，邊播放邊分析小結。 轉錄概念:RNA在細胞核中，以DNA德一條鏈為模板合mRNA的過程，稱為遺傳信息的轉錄。 總結比較DNA復制與轉錄之間的聯系和區別;并隨堂指導學生做隨堂練習。 探究：轉錄出的RNA堿基序列與DNA模板鏈有何異同？與互補鏈呢？ DNA T A G C T T G 模板 A T C G A A C RNA U A G C U U G 隨堂演練： PPT：鞏固練習和能力拓展 小結DNA和RNA轉錄的關系。 思考與討論：P66 1．轉錄與DNA復制有什么共同之處？這對保證遺傳信息的準確轉錄有什么意義？ （1）相同點：都需要模板、酶、能量等；都遵循堿基互補配對原則 （2）意義：堿基互補配對規律能夠保證遺傳信息傳遞的準確性。 2．若一條mRNA以DNA的b鏈為模板，請寫出該mRNA與a鏈的堿基序列 b鏈：模板鏈（有意義鏈） a鏈：非模板鏈（無意義鏈） 學生先分析思考，推理回答。 回答：場所不同 分析推理: 推測有一種物質在DNA與蛋白質之間充當信使。因為遺傳信息是DNA上堿基的排列順序，RNA也是種核酸，含堿基，應該能作為信使，傳遞遺傳信息。 快速瀏覽課本了解RNA的結構組成和種類。 然后看書印證。 分析比較DNA與RNA結構，討論形成答案。 并用投影展示學生成果，發現錯誤在及時糾正。 觀看DNA復制FLASH，由DNA與RNA的結構異同與DNA的復制過程，分析第三問，。 類比推理: 1. 轉錄條件: 原料、酶、能量、模板 2. 轉錄過程: 以一條鏈為模板 堿基互補配對原則 3. 轉錄結果: 一條核苷酸單鏈 學生觀看，結合課本圖4-4，印證剛才推理的正確性，抓住關鍵點，認識遺傳信息的轉錄過程。 習題處理 學生誦讀 總結：為什么RNA適合做DNA的信使呢？ 學生完成表格 通過連續設問，對以學知識的回顧，引導學生大膽猜想，形成自我認知的基礎和動力。 通過DNA和RNA的結構比較，DNA復制PPT觀看與分析。使學生聯想轉錄的一些基本要素。帶著這些印記，進行對轉錄的學習，有助于學生把握要點。 結合圖解，講述、FLASH課件，抓住關鍵點，認識轉錄過程。 滲透情感教育 通過故事增加學生對對轉錄的認識
《DNA的愛情》故事地點：細胞 時間：分裂間期 DNA蘇醒了并睜開了眼睛，望著這個美妙的世界。這里像一個工廠， 細胞的成員各司其職，繁忙而有序地工作。 DNA突然對一個RNA產生了興趣。她是那么的漂亮優雅，單鏈的身材顯得格外苗條而有曲線。DNA天天注視這個RNA，晚上一閉眼就想到她。他知道他已經喜歡上她了，盡管他不知道什么是愛情。 有一天，DNA終于鼓起勇氣，拖著冗長的身體，來到RNA身邊，和她說起了話。DNA和RNA都很健談，他們聊了很久，因為他們發現他們有很多共同點。 第二天，DNA又找RNA聊天，這次他們聊到了深夜，意猶未盡。最后 RNA對DNA說：我們以后可能不能在一起聊天了。 DNA顯得很緊張，焦慮地問RNA為什么。RNA說：我已經長大成熟了， 明天就要通過核孔到細胞質去，那才是我生命的歸屬地，那有核糖體等 著我，他們需要我，因為我生來就是為了翻譯蛋白質的。 DNA和RNA都很傷心，DNA知道他不能阻止她的離開，他和RNA一起坐到天亮。 一大早，RNA和DNA揮手告別。在核孔附近，DNA鼓起勇氣，對RNA說：I wish I was RNA! RNA皺著眉頭說：Why？ DNA羞澀地說：So I Could Have…..Have …..Have U！
總結：RNA的結構 轉錄的過程（注重從那7個字理解和記憶） 轉錄與DNA復制的比較 結束語：再次引用楊煥明教授的一句話：生命是美麗的，探索生命的奧秘一定會是我們的人生更美好，也將是生命世界更美好！祝大家身體健康，學習進步！ 配套作業
第二課時
DNA終于又轉錄了一個mRNA。 DNA說：“你好，我是你的模板。” mRNA說：“你好，我是mRNA。” DNA仔細地看著mRNA：“你和他，真是一模一樣。” mRNA：“誰？” DNA：“我上一次轉錄的mRNA。”停了停，又說：“你們明明是一樣的，為什么我還在想念他呢？”說完，DNA慢慢合上了眼睛。 DNA上一次轉錄的mRNA呢？ 學生思考 導入
（二）遺傳信息的翻譯 現在讓我們一起來研究基因表達的第二個步驟——遺傳信息的翻譯 mRNA通過核孔進入細胞質中，開始它新的歷程——翻譯 遺傳學上把以信使RNA為模板，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質的過程叫做翻譯。 轉錄得到的RNA仍是堿基序列，而不是蛋白質。 （1）如果1個堿基決定1個氨基酸，4種堿基能決定多少種氨基酸？ 41=4 （2）如果2個堿基編碼一個氨基酸，最多能編碼多少種氨基酸？ 42=16 （3）一個氨基酸的編碼至少需要多少個堿基，才足以組合出構成蛋白質的20種氨基酸？ 43=64，足夠有余 經過不斷的推測和實驗得知：mRNA上3個相鄰的堿基決定1個氨基酸 我們將這樣3個相鄰的堿基稱為1個密碼子。 （1）密碼子總數是64種，但決定氨基酸的密碼子是61種，3個是終止密碼子， 所有生物的密碼子是相同的 （2）一種密碼子決定一種氨基酸，但一種氨基酸可以由1種或多種不同的密碼子決定。 （1）當密碼子中有一個堿基改變時，由于密碼的簡并性，可能并不會改變其對應的氨基酸； （2）當某種氨基酸使用頻率高時，幾種不同的密碼子都編碼一種氨基酸，可以保證翻譯的速度。 通過這一事實可以想到生物都具有相同的遺傳語言，所有生物可能有共同的起源或生命在本質上是統一的…… 思考：當某DNA堿基發生改變，是否一定會導致生物性狀發生改變？ 不一定。因為發生改變的堿基可能有以下兩種情況： （1）該堿基位于DNA無效片段上； （2）該堿基改變后形成的密碼子與原來的密碼子決定同一種氨基酸。 將氨基酸運到“生產線”上去的“搬運工”，是另一種RNA——tRNA tRNA的種類很多，但是每種tRNA只能識別并轉運1種氨基酸。 ①每種tRNA只能識別并轉運一種特定的氨基酸 ②一種氨基酸可以由__一種或幾種___tRNA來運輸 ③決定氨基酸的密碼子有61種，所以tRNA有61種 翻譯的具體過程： 1．場所：細胞質的核糖體 2．基本條件： （1）模板：mRNA （2）原料：游離的氨基酸 （3）能量：ATP （4）酶： 3．產物：多肽或蛋白質 4．遺傳信息流動：mRNA→蛋白質 （三）基因表達的計算 在遺傳信息的流動過程中，DNA、RNA是信息的載體，蛋白質是信息的表達產物，而ATP為信息的流動提供能量，可見，生命是物質、能量和信息的統一體。 【小結】 那么，RNA上的堿基序列如何能變成蛋白質中氨基酸的種類、數量和排列順序？mRNA如何將信息翻譯成蛋白質？ DNA和RNA都只含有4種堿基，而組成生物體蛋白質的氨基酸有20種。這4種堿基是怎樣決定蛋白質的20中氨基酸的？ P67：20種氨基酸的密碼子表 思考與討論：P67 從密碼子表中可以看到，一種氨基酸可能有幾個密碼子，這一現象稱作密碼子的簡并。你認為密碼的簡并對生物體的生存發展有什么意義？ 2．地球上幾乎所有的生物都共用上述密碼子表。根據這一事實，你能想到什么？ mRNA進入細胞質后，就與核糖體結合起來，形成合成蛋白質的“生產線”，利用氨基酸進行脫水縮合形成多肽鏈。但是，氨基酸是怎樣運送到核糖體上？ ①tRNA呈__三葉草形___； ②一端為攜帶__氨基酸__的部位； ③另一端有3個堿基。 每個tRNA上的這3個堿基可以與mRNA上的密碼子互補配對， 稱反密碼子。 ④有__61__個反密碼子 ⑤一個反密碼子含有_3__個堿基 ⑥一個tRNA轉運__1__種氨基酸 ⑦一種氨基酸可以由__一種或幾種__tRNA來運輸 學生閱讀課本了解翻譯的過程 也可以通過人體模型展示翻譯的過程 過渡 關于中國諜戰的電視劇，國共戰爭時期除了地面作戰還有地下戰斗。他們用的電報在交流重要信息時，都是用數碼，為了不讓信息落入敵方手中。 通過回憶密切相關的知識，導入新內容。 結合圖解，講述、FLASH課件，抓住關鍵點 通過講授密碼子與氨基酸蛋白質，幫助理解翻譯的全過程。 這一內容有利于學生梳理基因指導合成蛋白質以及遺傳信息流動 查看學生對課堂內容的掌握情況，及時查缺補漏。
板書設計： 4.1基因指導蛋白質的合成 (
A
Pi
核糖
) 一、遺傳信息的轉錄 1.RNA: A （1）單位：核糖核苷酸 U G C （2）RNA種類： ① 信使（mRN A） ② 轉運RNA（tRNA） ③ 核糖體RNA（rRNA） （3）結構：通常為單鏈 2.轉錄過程 ①場所：主要是在細胞核中 摸板 ②條件 原料 能量 酶 ③過程：解旋 配對 合成 脫離 ④產物：mRNA 二．翻譯的具體過程： 1．場所：細胞質的核糖體 2．基本條件： （1）模板：mRNA （2）原料：游離的氨基酸 （3）能量：ATP （4）酶： 3．產物：多肽或蛋白質 4．遺傳信息流動：mRNA→蛋白質

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