基因指导蛋白质的合成教学设计.docx

基因指导蛋白质的合成教学设计

??一、教学目标

1.知识目标

概述遗传信息的转录和翻译过程。

理解密码子、反密码子的概念及它们之间的对应关系。

说明基因与遗传信息、性状的关系。

2.能力目标

通过对转录和翻译过程的学习，培养学生的逻辑思维能力和分析归纳能力。

运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系，提高学生的科学思维能力。

3.情感态度与价值观目标

体验基因表达过程的和谐与统一，认同生命的物质性和信息传递的规律性。

关注基因技术在生产生活中的应用，激发学生对生命科学的兴趣。

二、教学重难点

1.教学重点

遗传信息转录和翻译的过程。

密码子的概念。

2.教学难点

遗传信息的翻译过程。

密码子与反密码子的关系及碱基互补配对原则的应用。

三、教学方法

讲授法、直观演示法、讨论法、问题引导法相结合，通过多媒体展示、动画演示等手段，帮助学生理解抽象的知识。

四、教学过程

（一）导入新课（5分钟）

教师引导学生回顾前面学过的内容：基因是有遗传效应的DNA片段，储存着遗传信息。那么，基因所蕴含的遗传信息是如何传递给蛋白质，从而控制生物体的性状呢？引出本节课的主题基因指导蛋白质的合成。

（二）遗传信息的转录（15分钟）

1.讲解转录的概念

转录是指以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。

2.多媒体展示转录的动画过程，教师结合动画进行详细讲解

场所：主要在细胞核。

模板：DNA的一条链。

原料：4种游离的核糖核苷酸（A、U、C、G）。

酶：RNA聚合酶。

碱基互补配对原则：AU、TA、CG、GC。

3.总结转录的过程

解旋：DNA双链解开，碱基得以暴露。

配对：游离的核糖核苷酸与模板链上的碱基互补配对。

连接：相邻的核糖核苷酸通过磷酸二酯键连接成RNA单链。

释放：合成的RNA从DNA模板链上释放，DNA双链恢复。

4.引导学生思考并讨论

DNA的两条链都能作为转录的模板吗？

转录形成的RNA的碱基序列，与作为模板的DNA单链的碱基序列有哪些异同？与DNA的另一条链的碱基序列有哪些异同？

（三）遗传信息的翻译（20分钟）

1.引入翻译的概念

教师提问：转录得到的RNA仍是碱基序列，而不是蛋白质。那么，RNA上的碱基序列如何能变成蛋白质中氨基酸的种类、数量和排列顺序呢？引出翻译的概念。翻译是指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.讲解密码子

展示密码子表，介绍密码子的概念：mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基叫做密码子。

引导学生观察密码子表，分析密码子的特点：

有64种密码子，其中61种能编码氨基酸，3种是终止密码子，不编码氨基酸。

一种密码子只能决定一种氨基酸，但一种氨基酸可能由多种密码子决定（简并性）。

通用性：地球上几乎所有的生物共用一套密码子。

3.讲解反密码子

教师讲解：tRNA是氨基酸的运载工具，它的一端是携带氨基酸的部位，另一端有三个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对，这三个碱基叫做反密码子。

展示tRNA的结构示意图，帮助学生理解反密码子与密码子的互补配对关系。

4.多媒体展示翻译的动画过程，教师结合动画进行详细讲解

场所：细胞质中的核糖体。

模板：mRNA。

原料：20种游离的氨基酸。

搬运工具：tRNA。

碱基互补配对原则：AU、UA、CG、GC。

5.总结翻译的过程

起始：mRNA与核糖体结合，携带甲硫氨酸的tRNA通过与起始密码子互补配对，进入核糖体的P位。

延伸：携带氨基酸的tRNA按碱基互补配对原则与mRNA上的密码子结合，进入核糖体的A位，两个氨基酸通过脱水缩合形成肽键，核糖体沿mRNA移动，读取下一个密码子，不断延伸肽链。

终止：当核糖体读取到mRNA上的终止密码子时，翻译停止，合成的肽链从核糖体上释放，盘曲折叠形成具有特定空间结构和功能的蛋白质。

6.引导学生思考并讨论

翻译过程中，核糖体是如何沿着mRNA移动的？

一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，这有什么意义？

（四）基因、蛋白质与性状的关系（15分钟）

1.讲解基因控制性状的两种方式

多媒体展示实例：镰刀型细胞贫血症的病因，说明基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。

展示囊性纤维病的病因，说明基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。

2.引导学生分析讨论

基因与性状之间是一一对应的关系吗？举例说明。

生物的性状还受哪些因素的影响？