高中生物《基因指導蛋白質的合成》教案

1.教學重點

（1）瞭解基因控制蛋白質合成的中間物質──rna的基本單位、化學組成和種類，以及它與dna在組成、結構、功能和分佈等方面的異同；

（2）理解基因表達的轉錄和翻譯的概念和過程；

（3）比較轉錄和翻譯的異同；

（4）認知和區分相關概念：遺傳信息、遺傳密碼、反密碼子；

（5）計算問題：基因(dna)鹼基、rna鹼基和氨基酸的對應關係。

2.教學重難點

（1）理解基因表達的轉錄和翻譯的概念和過程

（2）認知和區分相關概念：遺傳信息、遺傳密碼、反密碼子；

（3）計算問題：基因(dna)鹼基、rna鹼基和氨基酸的對應關係，以圖解方法解決。

3.教學建議

結合教材有關轉錄和翻譯的圖解或模型動畫演示。

4.課時安排

3 課時

5.教學過程

學習

階段 教師組織和引導 學生

活動 教學

意圖

導學

引入課題

學生自學

教師指導

學生自學

教師講解

思考討論

教師講解

思考討論

與生活聯繫，激發學習和探究知識的興趣

教師導學

設置問題情境

播放2分鐘《侏羅紀公園》電影。

提問：電影中的科學家是怎麼使已滅絕的動物復活的？

(回答:復活的恐龍是科學家利用提取恐龍的dna培育繁殖而來的。)

教師引導：基因就像一張藍圖，生物體就是根據這張藍圖用蛋白質構建起來的。

思考：基因（dna）在細胞核中，而蛋白質的合成是在細胞質的核糖體上進行的，在細胞核的基因如何控制在細胞質中的蛋白質的合成呢？

教師指出：在dna和蛋白質之間，有一種中間物質──rna充當信使。

複習舊知：兩種核酸（dna和rna）在化學元素、基本單位、化學組成、結構、功能和分佈等方面的區別

（列表，閲讀課文10分種，學生填寫）

一、細胞中的兩種核酸的比較

dna rna

組成元素 c、h、o、n、p

基本單位 脱氧核苷酸（4種） 核糖核苷酸（4種）

化學組成 一分子磷酸

脱氧核糖

a、t、c、g 一分子磷酸

核糖

a、u、c、g

結構 規則的雙螺旋結構 一般單鏈結構

功能 編碼複製遺傳信息,控制蛋白質合成 傳遞遺傳信息，並通過蛋白質表達出來

分佈 細胞核的染色體,線粒體,葉綠體 細胞質的核糖體

另外，教師補充：rna的在細胞中有三種：

mrna（信使rna），trna（專運rna），rrna（核糖體rna）。

設問：dna→rna→蛋白質之間的關聯？（學生閲讀課文10分鐘，小組發言。）

二、基因控制蛋白質合成過程

（一）轉錄：圖示p63圖4-4以dna為模板轉錄rna的圖解。利用視頻：顯示轉錄過程。

1.定義：轉錄是在細胞核內進行的，是以dna雙鏈中的一條為模板，合成mrna的過程。

2.過程：細胞中游離的核糖核苷酸與供轉錄用的dna的一條鏈上的.鹼基互補配對，在rna聚合酶的作用下，依次連接，形成一個mrna分子。

3.小結：

場所：細胞核；

模板：dna解旋，以其中一條有意義鏈為模板；

原料：4種核糖核苷酸（a、u、c、g）；

合成產物：單鏈的mrna（信使rna）；所需酶：rna聚合酶。

設問：dna的鹼基與rna的鹼基如何互補配對？

（二）翻譯：圖示p64圖4-6蛋白質合成示意圖。

1.密碼子和反密碼子的區分：

密碼子：mrna上三個相鄰的鹼基稱為一個密碼子。

反密碼子：每個trna上的三個鹼基，可以與mrna上的密碼子互補配對。

trna（轉運rna）的特點：象三葉草的葉形，一端是3個鹼基，另一端是攜帶氨基酸的部位（如圖）。

思考：mrna的4種鹼基如何決定20種氨基酸？

推理：1種鹼基決定1種氨基酸？（不可能）

2個鹼基決定1種氨基酸？（16種組合方式也不能決定20種氨基酸，不行。）

提出：mrna上每3個相鄰的鹼基決定1個氨基酸。

小結：64種密碼：61個編碼控制20種氨基酸合成，另外3個（uag、uaa、uga）不編碼任何氨基酸，而是合成蛋白質的終止信號又稱終止密碼。反密碼子：：61種trna。

遊戲：請學生看圖，想象一下核糖體這個生產車間是如何工作的？能否做一個模型顯示出來？

2、翻譯：

利用視頻：顯示翻譯過程。

（1）定義：遊離在細胞質中的各種氨基酸，以mrna為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質的過程。

（2）過程：核糖體與mrna的結合部位會形成2個trna的結合位點。第一個攜帶氨基酸的trna的鹼基與mrna的鹼基互補配對，進入位點1。第二個攜帶氨基酸的trna的鹼基與mrna的鹼基互補配對，進入位點2。兩個氨基酸脱水縮合，第一個氨基酸通過肽鍵轉移到位點2的trna上。核糖體沿着mrna移動，位點1的trna離開核糖體，位點2的trna進入位點1，第三個攜帶氨基酸的trna的鹼基與mrna的鹼基互補配對，進入位點2，繼續肽鏈的合成，直到讀取到mrna的終止密碼為止。一個mrna分子可以與多個核糖體結合，同時進行多條肽鏈的合成。

肽鏈合成後，從核糖體與mrna的複合物上脱落離，經過盤曲和摺疊等方式形成具有一定空間結構和功能的蛋白質分子。

（3）小結：

場所：細胞質的核糖體；

模板：以mrna為模板；

原料：20種氨基酸（由trna搬運）；

合成：有一定氨基酸順序的肽鏈。

設問：已知mrna的鹼基序列是a u g g a a g c a u g u c c g a g c a a g c c g，這mrna上有多少個密碼子？寫出相應的反密碼子，並根據密碼子表，列出相應的氨基酸序列。

利用視頻：顯示蛋白質合成的全過程。（轉錄和翻譯過程）

再次總結：

（三）比較複製，轉錄和翻譯三個過程的差異：

dna複製 轉錄 翻譯

場所 細胞核 細胞核 核糖體

模板 dna雙鏈 dna一條鏈 mrna

原料 4種脱氧核苷酸 4種核糖核苷酸 20種氨基酸

合成 dna分子 mrna 肽鏈

特點 半保留複製，邊解旋邊複製 邊解旋邊轉錄 一個mrna分子可以與多個核糖體結合

(四)與蛋白質合成有關的計算：

思考：dna的鹼基、mrna的鹼基與氨基酸個數的關係？

dna的鹼基數:m rna的鹼基數:蛋白質的氨基酸數= 6:3:1

反饋練習 學生觀看

學生討論，回答。

學生思考：有中間物質傳遞信息。

學生閲讀課文，思考問題，並填寫表。

學生帶着問題閲讀課文，小組討論。

學生思考，回答。

學生思考，回答。

學生思考

學生跟隨教師講解，理解翻譯的過程。

學生思考，回答。

學生觀看。

學生思考，小組討論，以小組發言。

完成練習