从基因到蛋白质第一课时教学设计

《基因指导蛋白质的合成》教学设计

第四章

第三节

基因控制蛋白质的合成

（第二课时遗传信息的表达—翻译）

一、教材、学情分析： 本节是第四章第三节部分，在学习本节之前学生已经对的DNA分子结构和复制进行了学习，对DNA的结构和复制过程有了具体的了解。通过本节内容第一课时的学习，学生已经知道了遗传信息的转录过程，RNA的类型及结构等知识内容。这些都为学生学习本节课的知识内容（基因的表达—翻译）奠定了基础。

二、教学目标

1、知识目标：

（1）区分遗传信息、遗传密码（密码子）、反密码子。

（2）概述遗传信息翻译的概念和过程。

（3）从场所、模板、条件、原料、产物等方面比较复制、转录和翻译异同。

（4）结合转录、翻译的过程，分析基因、RNA的碱基与氨基酸之间对应的数量关系。

2、能力目标：

（1）培养学生的逻辑思维能力，使学生掌握一定的科学研究方法。

（2）通过指导学生设计并制作翻译过程（模板链、tRNA、碱基等）的活动模具，培养学生的创新意识和实践能力。

3、情感目标：

通过课前预习阅读“积极思维”：遗传密码是怎样破译的？感受科学发现之旅，培养学生生物科学素养。通过课外小组教具的制作，培养学生的团队合作意识和同学之间的相处情感。

三、教学重难点

重点：遗传信息的转录和翻译过程

难点：遗传信息的翻译过程遗传信息的转录和翻译过程，基因表达过程的计算规律。

四、教学方法：

教师讲述、举例、PPT图、动画展示，启发与学生阅读、思考、讨论探索、活动相结合。

五、课前准备

1、学生的学习准备：完成课前预习，提出疑惑。在教师指导下按照书上的模型，小组制作好翻译过程的教具。

2、教师的教学准备：基因控制蛋白质合成的多媒体课件，学生活动用到的教具相应的卡纸。

六、教学过程：

（一）回顾旧知识，导入新课：

1、展示ppt细胞图片，提问：细胞核中基因通过怎样的过程将遗传信息传到细胞质中的蛋白质？RNA的遗传信息又是怎样传递给蛋白质呢？

2、学生活动：积极思考老师提出的问题，举手回答。（转录）DNA通过转录过程将遗传信息传递给RNA。（翻译）

3、提问：DNA通过转录将遗传信息传给mRNA后，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？mRNA如何将信息翻译成蛋白质？

4、引入主题：今天我们就来学习遗传信息的翻译

（二）精讲点拨，合作学习

1、教师提出翻译的概念（学生在教材上找出并划下来），即在细胞中，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，称为遗传信息的翻译。

2、提问：翻译过程中mRNA上的碱基是如何决定蛋白质中氨基酸的呢？至少要多少个碱基的不同排列顺序才能够决定20种不同的氨基酸？

3、教师组织学生讨论遗传密码的破解即：

利用已有的数学方法推算：

如果1种碱基决定1个氨基酸，则只决定4种氨基酸。（不可行）

如果2种碱基决定1个氨基酸，则可决定42=16种。（不可行）

如果3种碱基决定1个氨基酸，则可决定43=64种。（可行）

4、提出密码子概念：mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基，每3个这样的碱基称做1个密码子。科学家已将20种氨基酸的密码子全部破解，PPT展示20种氨基酸的密码子表并解说。

5、指导学生分析密码子表，学会如何查密码子表，试着总结出密码子的特点：

①密码子的种类共有64种，包括2种起始密码子（AUG,GUG），3种终止密码子（UAA,UAG,UGA），终止密码子不编码氨基酸，其中编码氨基酸的为61种

②通用性：地球上几乎所有的生物都共用一套密码子。

③简并性：一种氨基酸有一种或几种密码子。

6、提问：游离在细胞质中的氨基酸是怎样到达核糖体上的呢？（搬运工具tTNA）

7、学生活动：阅读教材65—66页的文字并回答，需要一种搬运工具即另一种RNA（tRNA）。

8、展示tRNA模型图并讲解tRNA结构、种类61种，明确反密码子的和密码子的对应碱基互补配对，总结出每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸，一种氨基酸可由多种tRNA携带。

9、学生结合之前学习的知识填写导学案上的表，明确遗传信息、密码子、反密码子的概念。

10、利用课件展示遗传信息翻译的动画，请学生仔细观察，并归纳翻译的步骤：

起始阶段：mRNA进入细胞质与核糖体结合，携带加硫氨酸的tRNA通过与碱基AUG互补配对进入第一位置。

延伸:携带特定氨基酸的tRNA按碱基互补配对原则识别并进入第二位置，在特定酶的作用下氨基酸之间脱水缩合形成肽键。

移位、终止：核糖体读取下一个密码子原占据位第一位置的tRNA离开核糖体，占据第二位置的tRNA进入第一位置，一个新的携带氨基酸的tRNA进入第二位置继续肽键的合成，重复步骤2、3、4直到核糖体读取到mRNA上的终止密码子为止。

肽链合成后就从核糖体与mRNA的复合物上脱离，经过盘曲折叠形成具有一定功能的蛋白质分子。

10、学生听懂整个翻译的过程后，举手上黑板用教具展示整个翻译的过程。

11、讲述：一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体同时进行蛋白质的合成，使少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质。

12、学生听讲、思考，并从模板、场所、原料、条件、遗传信息的传递方向等方面归纳、总结翻译过程，并与转录过程进行比较，填写导学案。

13、结合转录、翻译的过程，归纳总结：氨基酸、mRNA、DNA碱基之间存在的数量关系（6:3:1）。

（三）课堂练习与小结

1、出示相应的习题组织学生作答，及时反馈纠正，使学生巩固所学知识。

七．板书设计

第四章

第三节 基因控制蛋白质的合成

（第二课时遗传信息的表达—翻译）

一、翻译

（1）概念：

（2）密码子：

（3）转运RNA（tRNA）、反密码子：

（4）翻译过程

①起始阶段：

②延伸：

③终止

二、小结：转录和翻译的比较、DNA、RNA的碱基和氨基酸的数量关系

八、教学反思

优点：

1、课前组织学生制作活动教具模型，引起学生的兴趣，让学生对翻译过程中的模板mRNA，tRNA，碱基配对有个简单的认识，利于后面知识的学习。

2、准确把握本节知识的主要内容，明确不同内容的教学要求。

不足：

1、适当增强学生的积极性，主导性。

2、时间上的把握度不是很好。

第4章第3节

基因控制蛋白质的合成

第2课时

学案

班级：

姓名：

【学习目标】

1 .区分遗传信息、遗传密码（密码子）、反密码子。

2.概述遗传信息翻译的概念和过程。

3.从场所、模板、条件、原料、产物等方面比较复制、转录和翻译异同。

4.结合转录、翻译的过程，分析基因、RNA的碱基与氨基酸对应关系。

【学习重点】遗传信息的转录和翻译过程。

【学习难点】遗传信息的翻译过程，基因表达过程的计算规律。

活动1

1.思考讨论，至少要多少个碱基的不同排列顺序才能够决定20种不同的氨基酸？

2.理解密码子的概念，明确密码子的种类及其与氨基酸的关系，能看懂密码子表。观察教材P77表4-1的密码子表,你有哪些发现?与同学一起交流。概括：

1、在64个遗传密码子中，能决定氨基酸的遗传密码子只有

个。

2、一种密码子，决定

种特定的氨基酸

3、一种氨基酸可能有

种密码子（简并性）

4、地球上几乎所有的生物

密码子表（通用性）

特别提醒：密码子的简并性能在一定程度上防止由于DNA中碱基的改变而导致的蛋白质的改变，从而维护了生物性状的稳定性。

活动2 1思考:游离在细胞质中的氨基酸是怎样到达核糖体上的?

2观察PPT中tRNA的结构，讨论氨基酸与tRNA的关系，思考：

1.一种转运tRNA能运载多少种氨基酸？

2.一种氨基酸可以由多少种转运RNA运载？

3填下表，对比遗传信息、密码子和反密码子的概念。

遗传信息

密码子

反密码子

是指 上特定的与 分子中密码概

上决定一个氨基酸的脱氧核苷酸排列顺子互相配对的 念

3个相邻碱基

序

上的3个碱基

作

决定蛋白质中氨基翻译时决定肽链的氨基酸识别_________，转用

酸的排列顺序

排列顺序

运氨基酸

种

类

活动3概述翻译的过程

1.学生结合图4-16阅读教材P80页，提出疑惑，教师加以引导，最终概述翻译的具体过程（师生一起完成）。

2.学生上黑板用提前制作的教具模拟翻译的过程。

活动4合作探讨

1.DNA的复制、转录和翻译的对比

场所

原料

条

件

模板

能量

酶

产物

DNA复制

主要在细胞核

4种____________ DNA两条链

ATP 解旋酶、

DNA聚合酶等

2个双链DNA 转录

主要在细胞核

4种_____________ DNA分子的一条链

ATP ________________ 翻译

_____________ 约20种氨基酸

__________ ATP 特定的酶

多种多样

共64种，编码蛋白质的密码子共61种，终止密码共3种，不能编码蛋白质

碱基配对

A—T

G—C

遗传信息

传递方向

2结合转录、翻译的过程，归纳总结：氨基酸、mRNA、DNA碱基之间存在的数量关系。

具有一定氨基酸___________ 排列顺序的蛋白质

______________________________ _

练习

1.下列对转运RNA的描述，正确的是（

）

A.每种转运RNA能识别并转运多种氨基酸 B.每种氨基酸只有一种转运RNA能转运它

C.转运RNA能识别信使RNA上的密码子 D.转运RNA转运氨基酸到细胞核内

2.关于遗传信息和遗传密码的下列叙述中，正确的是：（ ）

A.遗传信息位于mRNA上，遗传密码位于DNA上，构成的碱基相同

B.遗传信息位于DNA上，遗传密码位于mRNA上，构成碱基相同

C.遗传信息和遗传密码都位于DNA上，构成碱基相同

D.遗传信息位于DNA上，遗传密码位于mRNA上，构成的碱基不完全相同

3．若某肽链的第一个氨基酸的密码子为AUG，那么控制这个氨基酸的DNA模板链上相应的三个碱基的顺序应为（

）

A．UAC

B．AUG

C．ATG

D．TAC 4．一种动物体内的某种酶是由2条多肽链构成的，含有150个肽键，则控制这个酶合成的基因中核苷酸的分子数至少是(

) A．912个 B．456个 C．450个 D．906个

5.一条多肽链中有氨基酸1000个，作为合成该多肽链模板的mRNA分子和用来转录成mRNA的DNA分子分别至少需要碱基：（

）

A.3003个和3003个

B.1000个和2000个

C.3000个和6000个

D.3000个和6000个

6．下图表示细胞内遗传信息表达的过程，根据所学的生物学知识回答下列问题。

(1)转录在________中进行，合成的mRNA通过________出来进入细胞质中与________结合。

(2)图中以④为模板合成⑤物质的过程称为________，进行的主要场所是[

]________，所需要的原料是________。

(3)若该多肽合成到图中UCU决定的氨基酸后就终止合成，则导致合成结束的终止密码子是________。

(4)若图中①所示的分子中有1 000个碱基对，则由它所控制形成的信使RNA中含有的密码子个数和合成的蛋白质中氨基酸种类数最多不超过(

) A．166和55

C．333和111

B．166和20 D．333和20