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1、2022年高中生物必修二 4-1《基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成》教案2
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)目標(biāo):
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。
2、技能目標(biāo):
①運(yùn)用已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)提出假說(shuō)。
②運(yùn)用數(shù)學(xué)方法,分析堿基與氨基酸之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
3、情感目標(biāo):
①體驗(yàn)基因表達(dá)過(guò)程的和諧美,基因表達(dá)原理的邏輯美、簡(jiǎn)約美。
②認(rèn)同人類探索基因表達(dá)的奧秘的過(guò)程仍未終結(jié)。
教學(xué)重點(diǎn)
遺傳信息轉(zhuǎn)錄和翻譯的過(guò)程。
教學(xué)難點(diǎn)
遺傳信息的翻譯過(guò)程。
教學(xué)過(guò)程
復(fù)習(xí)提問(wèn):
(1)DNA分子主要存在于細(xì)胞的什么部位?
(2)蛋白質(zhì)在細(xì)胞的什么地方進(jìn)行合成?
學(xué)
2、生回答:DNA分子主要存在于細(xì)胞核中的染色體上,而蛋白質(zhì)的合成在細(xì)胞質(zhì)中的核糖體上進(jìn)行。
教師給予肯定并鼓勵(lì)。
質(zhì)疑:細(xì)胞核中的DNA分子是如何控制細(xì)胞質(zhì)中蛋白質(zhì)的合成呢?
學(xué)生并回答:是通過(guò)RNA分子作為媒介進(jìn)行的。
教師出示:DNA分子與RNA分子比較投影。
結(jié)構(gòu)
基本單位
堿基
五碳糖
主要分布
DNA
規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。 兩條平行脫氧核苷酸鏈上的堿基遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則(A-T;C-G),通過(guò)氫鍵連接形成堿基對(duì)。
脫氧核糖核苷酸
A、C、G、T
脫氧核糖
細(xì)胞核
RNA
通常呈單鏈結(jié)構(gòu)
核糖核苷酸
A、C、G、U
核糖
細(xì)胞質(zhì)
思考:構(gòu)成
3、人體的核酸有兩種,構(gòu)成核酸的基本單位--核苷酸有( )
A、2種 D、4種 C、5種 D、8種
答案:D
基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段,主要位于細(xì)胞核中,而蛋白質(zhì)是在細(xì)胞質(zhì)的核糖體上合成,此過(guò)程需要信使RNA作為媒介,那么信使RNA怎樣完成任務(wù)呢?
學(xué)生活動(dòng):
觀察基因表達(dá)的多媒體課件。
討論
(1)基因表達(dá)整個(gè)過(guò)程分幾個(gè)階段?分別叫什么?
(2)轉(zhuǎn)錄的場(chǎng)所、過(guò)程和目的是什么?
(3)翻譯的場(chǎng)所、過(guò)程和目的是什么?
教師指導(dǎo):
a、整個(gè)過(guò)程是嚴(yán)格按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則進(jìn)行的。
b、轉(zhuǎn)錄是在細(xì)胞核內(nèi)以DNA的一條鏈為模板合成信使RNA過(guò)
4、程。
c、翻譯是在細(xì)胞質(zhì)中核糖體上以信使RNA為模板合成具有一定氨基酸排列順序的蛋白質(zhì)過(guò)程。
1、轉(zhuǎn)錄中模板DNA鏈的堿基是A、G、C、T是如何與信使RNA中堿基A、G、C、U互補(bǔ)配對(duì)呢?
(1)請(qǐng)學(xué)生答出DNA分子中堿基互補(bǔ)配對(duì)原則來(lái);即A與T配對(duì),G與C配對(duì)。
(2)板書(shū)DNA的一條鏈,顯示信使RNA的形成過(guò)程;即:
從形成過(guò)程可看出,是mRNA中的U堿基與DNA分子中的A堿基進(jìn)行配對(duì)。
(3)通過(guò)轉(zhuǎn)錄,DNA分子的遺傳信息(即堿基排列順序)就傳遞給了信使RNA。
2、翻譯過(guò)程中mRNA上的堿基是如何決定蛋白質(zhì)中的氨基酸的?
(1)請(qǐng)學(xué)生先答出組成蛋白質(zhì)的氨基酸的種類以
5、及蛋白質(zhì)多樣性的原因?即:一般有20種;蛋白質(zhì)多樣性是由氨基酸種類、數(shù)量、排列順序及空間結(jié)構(gòu)決定的。
(2)思考:氨基酸有20種,而信使RNA只有四種堿基(A、C、C、U),如何決定20種氨基酸呢?
邏輯推理:
一個(gè)堿基決定一個(gè)氨基酸,只能決定4種,41=4,不行;
兩個(gè)堿基決定一個(gè)氨基酸,只能決定16種,42=16,不行;
三個(gè)堿基決定一個(gè)氨基酸,只能決定64種,43=64,足夠有余。
教師簡(jiǎn)介密碼子的發(fā)現(xiàn)過(guò)程:
1961年英國(guó)的克里克和同事用實(shí)驗(yàn)證明一個(gè)氨基酸是由信使RNA上的三個(gè)相鄰堿基決定的。
美國(guó)年輕的生物化學(xué)家尼倫伯格和同事用人工合成方式,首先闡明了遺傳密碼的第一個(gè)
6、字---UUU,即決定苯丙氨酸的密碼子。
1967年科學(xué)家已將20種氨基酸的密碼子全部破譯。投影顯示20種氨基酸的密碼子表并解說(shuō)。
(3)游離于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的氨基酸是怎樣到達(dá)核糖體并按一定排列順序形成蛋白質(zhì)呢?
學(xué)生活動(dòng):回答:需要一種搬運(yùn)工具搬運(yùn)--即另一種RNA(轉(zhuǎn)運(yùn)RNA,即tRNA)。
教師出示轉(zhuǎn)運(yùn)RNA模型圖并講解: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)。
比較轉(zhuǎn)錄和翻譯
步驟
轉(zhuǎn)錄
翻譯
圖
示
DNA(基因)→mRNA→蛋白質(zhì)
場(chǎng)所
細(xì)胞核
細(xì)胞質(zhì)中核糖體
過(guò)程
以DNA的一條鏈為模版合成一條互補(bǔ)的RNA
以mRNA為模版,以tRNA為運(yùn)輸工具將相應(yīng)氨基酸放在正確位置上與相鄰的前一氨基酸形成肽鍵而連接起來(lái),如此形成多肽
結(jié)果
DNA中遺傳信息傳遞到mRNA,mRNA通過(guò)核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)與核糖體接合
合成與原DNA相對(duì)應(yīng)的具有特定氨基酸序列的蛋白質(zhì)