陜西省石泉縣高中生物 第四章 遺傳的分子基礎(chǔ) 4.3 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成教案 蘇教版必修2.doc
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4.3.1 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成 課標(biāo)依據(jù) 概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯;舉例說(shuō)明基因與性狀的關(guān)系。 教材分析 轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程抽象復(fù)雜——學(xué)生難理解;較多物質(zhì)和細(xì)胞結(jié)構(gòu)參與——學(xué)生易混亂;涉及到必修1和必修2中多個(gè)章節(jié)內(nèi)容——學(xué)生已遺忘。而本節(jié)的突破對(duì)本模塊學(xué)習(xí)起著承前啟后的作用,沒(méi)有本節(jié)內(nèi)容的揭示,很多的現(xiàn)象無(wú)法解釋,很多的研究無(wú)法進(jìn)行,很多的生物技術(shù)無(wú)法操作。 學(xué)情分析 理科一班、二班的同學(xué)大多數(shù)可以通過(guò)圖片展示和教師講解大致理解基因控制蛋白質(zhì)合成的過(guò)程,老師在授課過(guò)程中只需要幫學(xué)生梳理知識(shí)點(diǎn)就可以了。 體育班的同學(xué)基礎(chǔ)較差,他們對(duì)于前面的知識(shí)掌握的就不牢固,授課過(guò)程中應(yīng)該多點(diǎn)基礎(chǔ)知識(shí)的內(nèi)容。 三 維 學(xué) 目 標(biāo) 知識(shí)與能力 概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程。 解釋中心法則 舉例說(shuō)明基因與性狀的關(guān)系 過(guò)程與方法 (1)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,培養(yǎng)學(xué)生分析綜合能力。 (2)通過(guò)對(duì)“遺傳信息究竟如何表達(dá)?”的探究,培養(yǎng)學(xué)生的探究精神和創(chuàng)造性思維。 (3)引導(dǎo)學(xué)生從遺傳現(xiàn)象得出基因與性狀的關(guān)系,培養(yǎng)學(xué)生分析歸納問(wèn)題的能力。 情感態(tài)度與價(jià)值觀 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。 認(rèn)同科學(xué)研究是一個(gè)不斷深入、完善的過(guò)程。 教 學(xué) 重 難 點(diǎn) 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 教法 與 學(xué)法 本課主要利用探究—發(fā)現(xiàn)結(jié)合式的教學(xué)方法,適當(dāng)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境和打比方,以問(wèn)題為主線貫穿轉(zhuǎn)錄和翻譯的過(guò)程,同時(shí)利用課本插圖和動(dòng)畫課件,創(chuàng)設(shè)有利于學(xué)生主動(dòng)探究知識(shí)的情境,展示蛋白質(zhì)合成的動(dòng)畫過(guò)程,啟發(fā)學(xué)生討論、思考問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生探究,歸納基因控制蛋白質(zhì)的過(guò)程和原理。 教學(xué)資源 課本、教輔資料、網(wǎng)絡(luò)資源 教 學(xué) 過(guò) 程 設(shè) 計(jì) 師生活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖 批注 課時(shí)1 教師講述基因和染色體的關(guān)系 基因、DNA和染色體的關(guān)系 新課講解 PPT材料:1955年有人曾用洋蔥根尖和變形蟲(chóng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),如果加入 RNA酶分解細(xì)胞中的 RNA,蛋白質(zhì)合成就停止,而如果再加進(jìn)從酵母中提取出來(lái)的RNA,則又可重新合成一定數(shù)量的蛋白質(zhì)。素材二:同年,拉斯特(Laster Gold)等人將變形蟲(chóng)用同位素標(biāo)記的尿嘧啶核苷培養(yǎng)液來(lái)培養(yǎng),發(fā)現(xiàn)標(biāo)記的RNA分子首先在細(xì)胞核中合成。) 師:根據(jù)材料你認(rèn)為遺傳信息的傳遞途徑中重要的物質(zhì)是什么? 生:RNA 教師展示三種RNA結(jié)構(gòu)圖,簡(jiǎn)單說(shuō)明RNA的種類及功能:(mRNA、tRNA、 rRNA) 設(shè)疑:DNA的遺傳信息是怎樣傳給mRNA的? 3.轉(zhuǎn)錄(重難點(diǎn)) 先播放一次完整的轉(zhuǎn)錄過(guò)程的flase動(dòng)畫, 引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察每個(gè)過(guò)程的變化特點(diǎn)。 提問(wèn):mRNA在哪里產(chǎn)生?(生回答:細(xì)胞核) 再展示教材P77圖4-12“以DNA為模板轉(zhuǎn)錄RNA的圖解” 師生共同分析歸納轉(zhuǎn)錄過(guò)程: a.解旋 -–RNA聚合酶結(jié)合在DNA模板區(qū),DNA雙鏈在RNA聚合酶(解旋酶)的作用下解開(kāi),堿基得以暴露。 b. 堿基互補(bǔ)配對(duì)--以DNA的一條鏈為模板,利用細(xì)胞核內(nèi)游離的核糖核苷酸,按A-U,C-G,T-A,G-C配對(duì)。 c、連接合成RNA鏈--組成RNA的核糖核苷酸在RNA聚合酶的作用下一個(gè)個(gè)連接起來(lái)。 d.釋放--合成的mRNA從DNA鏈上釋放,DNA雙鏈恢復(fù)。 利用動(dòng)畫課件逐步演示轉(zhuǎn)錄過(guò)程并講解,加深學(xué)生對(duì)轉(zhuǎn)錄過(guò)程直觀的理解。 師生歸納轉(zhuǎn)錄的特點(diǎn)(場(chǎng)所、模板、原料、條件、堿基配對(duì)、產(chǎn)物、遺傳信息流動(dòng)等)(課件逐一顯示) 問(wèn)題提升——思考與討論 得出轉(zhuǎn)錄的意義:保證遺傳信息傳遞的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性 課時(shí)2 回顧舊知 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)? mRNA通過(guò)核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中,開(kāi)始它新的歷程——翻譯。 師: 科學(xué)家實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)證明mRNA的3個(gè)堿基決定,即三聯(lián)體密碼子 顯示密碼子表并總結(jié)密碼子表有何特點(diǎn)) 遺傳密碼的特性: a、 有3個(gè)終止密碼,沒(méi)有對(duì)應(yīng)的氨基酸,所以,在64個(gè)遺傳密碼中,能決定氨基酸的遺傳密碼子只有61個(gè)。 b、 通用性:地球上幾乎所有的生物共用一套密碼子表。 c、 簡(jiǎn)并性:一種氨基酸有兩種以上的密碼子的情況 。 問(wèn)題:氨基酸被運(yùn)送到核糖體需要一種工具,這種工具也是一種RNA,叫做轉(zhuǎn)運(yùn)RNA,簡(jiǎn)寫為tRNA。(顯示tRNA示意圖) 師:分子結(jié)構(gòu)呈三葉草形,其“葉柄”端能與一個(gè)特定的氨基酸結(jié)合,“葉片”端有三個(gè)特殊的堿基稱為“反密碼子”,能與mRNA上的“密碼子”相識(shí)別。反密碼子的種類:61種。 師:了解了mRNA上的密碼子和工具tRNA,翻譯是如何進(jìn)行的呢?(展示翻譯動(dòng)畫過(guò)程并提問(wèn):) 生:(仔細(xì)觀看動(dòng)畫)動(dòng)畫看兩遍。第一遍學(xué)生自主學(xué)習(xí),第二遍教師講解過(guò)程要點(diǎn) 講述:肽鏈合成以后,從信使RNA上脫離開(kāi)來(lái),再經(jīng)過(guò)細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的某些細(xì)胞器(如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等)的加工如盤曲折疊螺旋,最終合成一個(gè)具有一定氨基酸順序的。有一定功能的蛋白質(zhì)分子。由上述過(guò)程可以看出:基因的表達(dá)過(guò)程本質(zhì)上是基因、mRNA、核糖體、tRNA協(xié)同作用的結(jié)果。即DNA分子上的基因,其脫氧核苷酸的排列順序決定了mRNA中核糖核苷酸的排列順序, mRNA中核糖核苷酸的排列順序又決定了氨基酸的排列順序,氨基酸的排列順序最終決定了蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能的特異性,從而使生物體表現(xiàn)出各種遺傳性狀。 基因控制蛋白質(zhì)合成的過(guò)程數(shù)量關(guān)系 真核細(xì)胞中復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯的比較 課時(shí)4 在上一節(jié)課中我們?cè)敿?xì)學(xué)習(xí)了基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成過(guò)程,你能否根據(jù)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的全過(guò)程,試畫一個(gè)流程圖,簡(jiǎn)要地表示出其中遺傳信息的傳遞方向? 一、中心法則的提出及其發(fā)展 1、中心法則的提出 1957年,克里克的一個(gè)猜想:中心法則 遺傳信息可以從DNA流向DNA,也可以從DNA流向RNA,進(jìn)而流向蛋白質(zhì)。 中心法則在后來(lái)的蛋白質(zhì)的合成過(guò)程被揭示后獲得公認(rèn),中心法則實(shí)質(zhì)上蘊(yùn)涵著核酸和蛋白質(zhì)這兩類生物大分子之間的相互聯(lián)系和相互作用,而其產(chǎn)生和發(fā)展則與人類對(duì)核酸結(jié)構(gòu)和功能的認(rèn)識(shí)密切相關(guān)。 其實(shí)生命的本質(zhì)就是遺傳信息的流動(dòng),整個(gè)生命的核心問(wèn)題就是如何保證遺傳信息能夠沿著正確的方向準(zhǔn)確無(wú)誤、順暢及時(shí)地進(jìn)行流動(dòng)。隨著大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的積累,人們發(fā)現(xiàn)中心法則也存在一些不足。 [大家試想一下,克里克的猜想存在什么遺漏之處?] 2、中心法則的發(fā)展 [資料分析]大家認(rèn)為克里克的中心法則應(yīng)該做什么修改? 資料1: 資料2: 資料3: 這些修改都被證實(shí)了嗎? [討論]你認(rèn)為這些資料是否推翻了傳統(tǒng)的中心法則?你能不能試著畫修改后的中心法則 3、中心法則的地位 中心法則是生命體系中最核心、最簡(jiǎn)約、最本質(zhì)的規(guī)律,掌握這個(gè)規(guī)律對(duì)生命本質(zhì)的把握有著重要的作用。 (1) 中心法則在信息角度論證了生物界的統(tǒng)一性。 (2)中心法則為現(xiàn)代生物學(xué)理論的大統(tǒng)一奠定了基礎(chǔ),遺傳、發(fā)育和進(jìn)化是最基本的三大生命現(xiàn)象。 二、基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系 基因控制蛋白質(zhì)的合成與基因控制生物的性狀有何關(guān)系?與生物遺傳又有什么關(guān)系?實(shí)際上我們?cè)缫涯軌蚧卮穑?qǐng)大家回憶必修一的相關(guān)知識(shí),蛋白質(zhì)與生物性狀有什么關(guān)系?蛋白質(zhì)如何承擔(dān)生命活動(dòng)?有不同的蛋白質(zhì)就會(huì)使生物體呈現(xiàn)出不同的生理特性,而基因也是通過(guò)控制合成不同的蛋白質(zhì),從而來(lái)調(diào)控生物的性狀。 [實(shí)例分析] a.、豌豆的圓粒和皺粒: b、白化?。喊谆∈且环N較常見(jiàn)的皮膚及其附屬器官黑色素缺乏所引起的疾病。這類病人通常是全身皮膚、毛發(fā)、眼睛缺乏黑色素,表現(xiàn)出怕光等行為。人類的膚色就是由黑色素的含量多少?zèng)Q定的。 由這兩個(gè)實(shí)例大家可以總結(jié)出什么共同點(diǎn)? c、囊性纖維病:該病是北美白種人中常見(jiàn)的一種遺傳病,主要表現(xiàn)為汗液中氯離子的濃度升高,支氣管被異常的黏液堵塞,常于幼年死于肺部感染。研究表明:其病因是一個(gè)跨膜蛋白(CFTR蛋白)的基因缺失了3個(gè)堿基。 d、鐮刀型細(xì)胞貧血癥:正常人的紅細(xì)胞呈中央微凹的圓餅狀,而鐮刀型細(xì)胞貧血癥的患者的紅細(xì)胞是彎曲的鐮刀狀。(P80)這樣紅細(xì)胞容易破裂,使人患溶血性貧血,嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致死亡。 大家再總結(jié)一下,這兩個(gè)病例有什么共同點(diǎn)? 1、基因?qū)π誀畹目刂? (1)間接作用:基因 酶或激素 細(xì)胞代謝 性狀 (2)直接作用:基因 結(jié)構(gòu)蛋白 細(xì)胞結(jié)構(gòu) 性狀 總之,生物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理等方面的性狀主要是由蛋白質(zhì)體現(xiàn)的,蛋白質(zhì)的合成又受基因的控制。所以生物的性狀是由基因控制的。 2、控制生物性狀的因素 生物體的有些性狀是受到單基因控制的,而有些性狀不僅由一個(gè)基因控制,可能由多個(gè)基因來(lái)決定(如人的身高、血壓、智力、長(zhǎng)相等);基因?qū)π誀畹目刂剖峭ㄟ^(guò)控制酶的合成、控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的;同一生物在不同環(huán)境中有不同的表現(xiàn)型,基因型是生物發(fā)育的內(nèi)因;而環(huán)境條件是外因,表現(xiàn)型是生物發(fā)育的結(jié)果,是基因型和環(huán)境條件共同作用的結(jié)果。 [問(wèn)題探討] 三、細(xì)胞質(zhì)基因 1、葉綠體、線粒體中的DNA也能進(jìn)行半自主性自我復(fù)制,并通過(guò)轉(zhuǎn)錄和翻譯控制著某些蛋白質(zhì)的合成。我們習(xí)慣上把存在于細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì),叫做細(xì)胞質(zhì)基因。 2、由于人和高等動(dòng)物的受精卵中的細(xì)胞質(zhì)幾乎全部來(lái)自卵細(xì)胞,受細(xì)胞質(zhì)內(nèi)遺傳物質(zhì)(線粒體DNA)控制的性狀由母親傳給后代,這一特點(diǎn)稱為母系遺傳。母系遺傳不是指性狀由母親傳給女兒,而是傳給所有子女。 1、 通過(guò)圖片導(dǎo)入新課可以吸引學(xué)生的注意力。 2、 圖片展示、學(xué)生帶著問(wèn)題觀察,教師再做補(bǔ)充說(shuō)明有利于學(xué)生理解抽象概念。 及時(shí)小結(jié)有利于學(xué)會(huì)形成系統(tǒng)的知識(shí)框架。 利用小故事過(guò)渡到下一個(gè)知識(shí)點(diǎn),使學(xué)生學(xué)習(xí)新概念更有激情。 學(xué)生自主學(xué)習(xí),并總結(jié)特點(diǎn)有利于學(xué)會(huì)歸納思維的培養(yǎng)。 課堂總結(jié)既可以總結(jié)本節(jié)課的重點(diǎn),同時(shí)也可以回顧整節(jié)課。 當(dāng)堂檢測(cè) 有效練習(xí) 1.構(gòu)成人體的核酸有兩種,構(gòu)成核酸的基本單位——核苷酸有多少種?堿基有多少種?[ ] A.2種 4種 B.4種 4種 C.5種 5種 D.8種 5種 2.細(xì)胞內(nèi)與遺傳有關(guān)的物質(zhì),從復(fù)雜到簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)層次是[ ] A.DNA→染色體→脫氧核苷酸→基因 B.染色體→脫氧核苷酸→DNA→基因 C.DNA→染色體→基因→脫氧核苷酸 D.染色體→DNA→基因→脫氧核苷酸 3.下列哪一組物質(zhì)是RNA的組成成分[ ] A.脫氧核糖核酸和磷酸 B.脫氧核糖、堿基和磷酸 C.核糖、堿基和磷酸 D.核糖、嘧啶和核酸 4.DNA分子的解旋發(fā)生在 過(guò)程中[ ] A.復(fù)制 B.轉(zhuǎn)錄 C.翻譯 D.復(fù)制和轉(zhuǎn)錄 5.果蠅的遺傳物質(zhì)由 種核苷酸組成[ ] A.2 B.4 C.5 D.8 6. 一個(gè)DNA分子可以轉(zhuǎn)錄出多少種多少個(gè) mRNA [ ] A.一種一個(gè) B.一種多個(gè) C.多種多個(gè) D.無(wú)數(shù)種無(wú)數(shù)個(gè) 7.煙草、煙草花葉病毒、T2噬菌體中含有 的物質(zhì),下列敘述正確的是[ ] A.核酸的種類依次是2、1、2 B.核苷酸的種類依次是8、5、4 C.五碳糖的種類依次是2、2、1 D.含N堿基的種類依次是5、4、4 8. mRNA上有25%的腺嘌呤,35%的尿嘧 啶,則轉(zhuǎn)錄該mRNA的DNA分子上腺嘌呤占?jí)A基總數(shù)的 A.50% B.25% C.30% D.35% 板書設(shè)計(jì) 第一課時(shí) 基因的概念: 基因、DNA和染色體的關(guān)系: 第二課時(shí) 遺傳密碼、密碼子 翻譯 教學(xué)反思 第一課時(shí) 本節(jié)課知識(shí)內(nèi)容較為集中,難點(diǎn)內(nèi)容學(xué)生也能夠較快掌握,主要是一些記憶性的知識(shí),比如說(shuō)轉(zhuǎn)錄過(guò)程所需要用到的酶以及場(chǎng)所條件等等,要注意與DNA的復(fù)制加以區(qū)分,這兩個(gè)概念有很多過(guò)程上相同的要點(diǎn),其次,注意督促體育班的學(xué)生進(jìn)行記憶,本節(jié)內(nèi)容對(duì)于基礎(chǔ)較差的學(xué)生來(lái)說(shuō)主要就是記憶要點(diǎn)和區(qū)分概念。 第二課時(shí) 本節(jié)內(nèi)容比較抽象,主要難點(diǎn)包括了密碼子概念的理解以及翻譯過(guò)程中幾個(gè)步驟,主要通過(guò)向?qū)W生展示翻譯過(guò)程的動(dòng)畫來(lái)進(jìn)行講解,但是我發(fā)現(xiàn)在講解的過(guò)程中學(xué)生容易被動(dòng)畫吸引,對(duì)其本質(zhì)含義理解并不深刻透徹,教學(xué)過(guò)程中應(yīng)該注重互動(dòng)和提問(wèn)。 第三課時(shí) 過(guò)學(xué)生理解和評(píng)價(jià)“基因決定生物性狀”活動(dòng),培養(yǎng)鍛煉學(xué)生的多種能力。但反思本節(jié)課的教學(xué),依然存在個(gè)別學(xué)生參與活動(dòng)不夠積極,思考、分析問(wèn)題自主性不強(qiáng)的現(xiàn)象;教學(xué)中教師對(duì)學(xué)生的討論、發(fā)言尚存在總結(jié)點(diǎn)評(píng)不到位之處,這是今后教學(xué)設(shè)計(jì)和課堂教學(xué)要克服和完善的地方。 備注- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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