高中生物必修二4-1基因指导蛋白质合成

授课内容：基因指导蛋白质的合成教材：高中生物人教版必修2《遗传与进化》一.学情分析《基因指导蛋白质的合成》是遗传学的重要基础知识，较为抽象和理论化、难懂。

对于该内容的学习，采取的方法主要是：提出问题，让学生自己去解决问题，解决新问题的同时，又注意联系旧知识，这样可以使学生能形成较完整的知识网络。

通过设置相关实验，探究基因对蛋白质合成过程的控制机理，有助于加强对转录和翻译过程等重点知识的理解和掌握.二.知识结构三、教学目标①说明基因与遗传信息的的关系。

②比较DNA与RNA的异同，RNA的种类及功能。

③掌握基因控制蛋白质合成的过程和原理。

四、教学方法①通过基因控制蛋白质的合成的复习培养学生分析综合能力。

②利用图，培养和发展学生的读图能力。

③通过一些知识点的对照掌握类比归纳的方法。

五、教学重点、难点及解决方法：1、教学重点及解决方法[教学重点]遗传信息转录和翻译的过程。

[解决方法]比较RNA与DNA结构的不同，三种RNA的功能及转录与翻译过程，让学生理解各个知识点间的内在联系。

2、教学难点及解决方法[教学难点]遗传信息的翻译过程。

[解决方法]⑴理解碱基与氨基酸的对应关系，比较密码子和反密码子等概念。

⑵讲练结合、分析点拨。

六.课时安排：一个课时（45分钟）七.教学过程八.板书设计第四章基因的表达第一节基因指导蛋白质的合成（一）基因指导蛋白质的合成过程（二）基因指导蛋白质的合成过程的条件场所：细胞核；模板：DNA解旋，以其中一条有意义链为模板；原料：4种核糖核苷酸（A、U、C、G）；合成产物：单链的mRNA（信使RNA）；所需酶：RNA聚合酶。

（三）DNA与RNA分子结构的异同（1）相同点：（2）异同点：（四）RNA的类型（五）相关概念（1）密码子：（2）反密码子：。

基因控制蛋白质的合成（翻译）教学设计一、设计思路必修二为遗传与变异，涉及到分子水平比较抽象，学生理解困难，将整节课的目标分为几个问题串提出问题，带动学生自己思考，然后教师进行评价与总结，整体偏重讲授，但是在课堂中适当加入了多媒体演示、学生活动等增强学生的理解与兴趣。

本节课主要需要让学生对翻译的过程有清晰的认识，但是需要将细节知识点讲透作为铺垫，所以采取先将小点再讲过程的方式，能够形成具有整体感的课堂。

二、教材分析本节课是必修2第4章《基因表达》的开篇，是第四章的学习基础，也是教学的难点。

本教学设计为第二课时，主干知识是遗传信息的翻译过程，侧枝内容是tRNA、密码子与反密码子的认识与区分。

本节内容抽象复杂，涉及的物质种类也比较多，且这些物质为翻译过程的铺垫，所以首先让学生了解这些物质才能将翻译过程理解透彻。

本节教材中插图比较多，用于帮助学生理解密码子与反密码子、tRNA以及翻译过程具有一定的帮助，并且可以从图中找到一定的知识内容，所以需要结合图来提炼学生需要掌握的知识并且锻炼学生从图中提炼信息的能力。

除此之外，本节内容还需要与DNA复制和转录进行比较记忆，区分易错点。

三、学情分析学生在学习了DNA复制以及转录的知识后，对于核苷酸之间碱基互补配对以及连接过程具有了一定的认识，并且对于DNA控制性状这一过程有一定的探索欲望，而本节内容可以结合动画、课堂活动等增强趣味性，所以学生的热情会比较高涨，也具有了一定分析此类问题的能力。

而学生的归纳总结对比能力比较弱，所以在讲解类似知识点时需要进行强调，在最后需要进行对比。

四、教学目标（1）知识目标1.概述遗传信息翻译的过程2.理解密码子与反密码子的概念（2）能力目标1.运用数学方法，分析碱基与氨基酸之间的对应关系，培养学生分析综合能力。

2.利用多媒体和教材插图培养学生读图和分析推理能力（3）情感态度与价值观1. 体验基因表达原理的逻辑美、简约美。

2. 培养用生物学观点以及从分子水平认识和分析生物体生命活动的基本规律。

《基因指导蛋白质的合成》作业设计方案（第一课时）一、作业目标通过本次作业，学生应能：1. 理解和掌握基因表达的基本过程；2. 理解遗传信息如何从DNA传递到RNA，再由RNA翻译成蛋白质的过程；3. 意识到科学探索的持续性和基因研究的重要性。

二、作业内容1. 阅读理解：学生应阅读课本中的相关章节，了解基因表达的基本过程。

特别关注基因、mRNA、tRNA、rRNA和蛋白质等概念，以及遗传信息从DNA传递到RNA的过程。

2. 问答环节：学生应就基因表达的过程提出至少三个问题，可以是关于过程的具体细节，也可以是对于某些概念的理解。

教师将对这些问题进行解答和解释。

3. 实验模拟：学生需利用提供的材料（如模型、纸张、笔等），模拟基因指导蛋白质合成的过程。

学生需要描述他们的实验过程，并解释如何通过这个模拟实验来展示基因指导蛋白质的合成。

4. 知识应用：学生应思考基因指导蛋白质合成在现实生活中的应用，如生物工程、医学、农业等领域，并尝试阐述这些应用的意义。

三、作业要求1. 独立完成：学生需独立完成作业，不能依赖他人的答案或信息。

2. 认真思考：学生应认真阅读和理解教材内容，积极思考和回答问题，充分理解基因指导蛋白质合成的过程。

3. 实验细致：对于实验模拟环节，学生需仔细按照说明和指导操作，并记录实验过程和结果。

4. 查阅资料：学生可以使用网络、图书馆等资源进行学习，但要避免抄袭或复制他人的成果。

四、作业评价1. 准确性：评估学生对基因表达过程的理解是否正确，特别是对于关键概念和步骤的理解。

2. 表达清晰度：评估学生是否能清晰、准确地描述他们的实验过程和思考结果。

3. 知识应用：观察学生是否能够将基因指导蛋白质合成的知识应用到现实生活中。

4. 实验操作：观察学生的实验操作是否正确、细致，是否能够按照说明完成任务。

五、作业反馈1. 学生提交作业后，教师将对作业进行批改，并给出反馈和建议。

2. 对于普遍存在的问题，教师将在课堂上进行解答和解释。

4.11 基因指导蛋白质的合成练习1.下列关于RNA的叙述，正确的是()A．mRNA上相邻核苷酸之间以氢键相连B．RNA为单链结构，无碱基互补配对现象C．密码子只位于mRNA上，它与反密码子之间是完全的一一对应关系D．tRNA与mRNA的碱基互补配对现象发生在核糖体上【答案】D【解析】mRNA上相邻核苷酸之间以磷酸二酯键相连，A错误；tRNA分子中，部分碱基序列间存在碱基互补配对现象，B错误；mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻碱基为一个密码子，由于终止密码的存在，它与反密码子之间并不完全是一一对应关系，C错误；tRNA 上有反密码子，能识别mRNA上的密码子，而这一过程发生在翻译过程中，即tRNA与mRNA 上的碱基互补配对现象发生在核糖体上，D正确。

2.核糖体RNA即rRNA，是三类RNA(tRNA、mRNA、rRNA)中相对分子质量最大的一类，rRNA单独存在时不执行其功能，它可与多种蛋白质结合成核糖体，作为蛋白质生物合成的“装配机”。

核糖体中催化肽键合成的是rRNA，蛋白质只是维持rRNA的构象，起辅助作用。

下列相关叙述错误的是()A．rRNA的合成需要以DNA的一条链作为模板B．合成肽链时，rRNA可降低氨基酸间脱水缩合所需要的活化能C．在真核细胞中，rRNA的合成与核仁有关D．翻译时，rRNA上的碱基与tRNA上的碱基互补配对【答案】D【解析】rRNA是以DNA的一条链为模板转录合成的，A正确；rRNA能催化肽键的合成，可见其具有催化功能，可降低氨基酸间脱水缩合所需的活化能，B正确；真核细胞中，核仁与rRNA的合成及核糖体的形成有关，C正确；翻译时，mRNA的密码子与tRNA上的反密码子互补配对，D错误。

3.下列关于RNA的叙述，错误的是( )A．有些RNA可催化细胞内的某些生化反应B．RNA是一种遗传物质C．RNA参与构成核糖体D．RNA参与构成细胞膜【答案】D【解析】有些酶是RNA，RNA是某些病毒的遗传物质，rRNA参与构成核糖体。

教学设计本节课是必修二第四章《基因的表达》的第一节《基因指导蛋白质的合成》，是基于第三章“基因在哪里”和“基因是什么”的问题上来研究“基因是如何起作用的”即基因的表达问题。

关于本节课我是围绕着学习目标以及高中生物学科的核心素养要求进行设计的。

主要以问题串的形式“为什么RNA适于做DNA的信使呢？”“DNA怎样将遗传信息传给RNA的？”“RNA与核糖体结合形成生产线之后，工人怎样将氨基酸运到生产线上的呢？”等一系列问题逐步推进，问题始于细胞核中的DNA如何指导细胞质内蛋白质合成，将问题从细胞水平深入到分子水平；最后肽链合成了，还要在细胞中发挥作用，又回归到细胞水平。

我拍摄了校园里的部分花朵展示给学生以“花姿百态的直接原因和根本原因”导入新课，贴近学生的实际生活，自然的与生物学知识联系起来。

然后以四膜虫的资料自然而然的引导学生找到DNA和蛋白质之间的媒介：mRNA。

认识RNA和其作为信使的必要结构，引导学生形成RNA的结构决定功能的观念。

由mRNA引出RNA的种类，然后顺着RNA在基因表达过程中的扮演的角色顺其自然的开启表达过程。

学生在学习了DNA的复制基础上，对于转录过程的学习相对就容易了，我主要是让学生根据课本上的插图和文字自主学习此部分内容，培养学生的读图能力，提高分析、类比归纳的能力，然后跟踪练习加以巩固。

密码子的学习，主要是运用数学方法与学生一起推理，培养学生的理性思维。

翻译过程主要是运用我们自己手工制作的模具，让学生亲自动手操作模拟翻译的过程，体验探究过程的美妙，培养学生的科学探究素养。

最后以一个视频将DNA的复制、转录、翻译三个过程完整的结合在一起展示给学生，形成一个整体观。

在本节课的最后给学生留有一个科学探究的问题“密码子的简并性对生物体的生存发展有什么意义”让学生思考，从而在生物学知识的基础上形成生命观念，让学生体会基因表达过程的简约美和逻辑美。

学情分析本节课是必修二第四章《基因的表达》的第一节《基因指导蛋白质的合成》，是基于第三章“基因在哪里”和“基因是什么”的问题上来研究“基因是如何起作用的”即基因的表达问题。

2、学案导第四章第1节基因指导蛋白质的合成、教材分析:本节是第四章学习的基础，也是本章教学的难点所在。

本节内容不仅抽象复杂，而且涉及的物质种类非常多，主干知识是遗传信息的转录和翻译的过程，侧枝内容是DNA与RNA结构的比较、核糖与脱氧核糖的比较、三种不同种类的RNA以及遗传密码的组成。

在处理主干和侧枝内容关系时，要合理分配时间，明确不同层次的教学要求。

二、教学目标1、知识目标：⑴概述遗传信息的转录和翻译过程⑵理解遗传信息与“密码子”的概念⑶运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系2、能力目标⑴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。

⑵理解结构与功能相适应的生物学原理。

⑶通过指导学生设计并制作蛋白质合成过程的活动模具，培养学生的创新意识和实践能力。

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四、学情分析通过第二、三章的学习，学生对基因是什么以及基因能够决定生物体性状有了一定的科学认识，并已经对基因究竟是如何起作用的产生了浓厚的兴趣，教师可充分利用开头的“问题探讨”、本节的插图，设计一些深入浅出、环环相扣的问题来引导学生进行阅读、思考、讨论，让学生从中体会科学探究的方法和乐趣。

五、教学方法1、教师讲述、举例、图示、启发与学生阅读、思考、讨论探索相结合。

六、课前准备1、学生的学习准备：完成课前预习学案，提出疑惑2、教师的教学准备：课前预习学案、课内探究学案、课后训练与提高、基因控制蛋白质合成的多媒体课件、信使RNA和转运RNA结构对比图片七. 课时安排：2课时八. 教学过程第一课时㈠预习检查、总结疑惑㈡情境导入、展示目标，〖问〗当我们认识到基因的本质后，能不能利用这一认识，分析现实生活中一些具体的问题呢？例如，在现实生活中，我们能不能像电影《侏罗纪公园》中描述的那样，利用恐龙的DNA，使恐龙复活呢？如果能利用恐龙的DNA使恐龙复活，你认为主要要解决什么问题？引导组织学生阅读P61第4章的章图。

生物必修2知识点：四（1）基因指导蛋白质的合成_定义：游离在细胞质中的各种AA，就以mRNA为模板合成具有一定AA顺序的蛋白质，这一过程叫做翻译。

场所：细胞质（核糖体）条件：ATP、酶、原料（AA）、模板（mRNA）信息传递方向：mRNA到蛋白质。

密码子：mRNA上3个相邻的碱基决定1个AA。

每3个这样的碱基又称为1个密码子。

mRNA线形 tRNA三叶草型 rRNA线型翻译位点：一个核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA 的结合位点。

（一种tRNA携带相应的AA进入相应的位点）习题：如果DNA分子一条链的碱基排列顺序是 ACGGATCTT ，那么，与它互补的另一条DNA链的碱基顺序是 TGCCTAGAA ；如果以这条DNA链为模板，转录出的mRNA碱基顺讯应该是UGCCUAGAA在这段mRAN中包含了3个密码子.。

需要3个tRNA才能把所需要的氨基酸转运到核糖体上。

这些氨基栓酸的种类依次是半胱氨酸亮氨酸---谷氨酸。

转录过程是2．转录过程：，该片段中包含的碱基种类、核苷酸种类依次是( )A．4、5 B．5、4C．5、5 D．5、83．合成一条含1 000个氨基酸的多肽链，需要转运RNA 的个数，信使RNA上的碱基个数和双链DNA上的碱基对数至少依次是( )A．1 000个、3 000个和3 000对B．1 000个、3 000个和6 000对C．300个、300个和3 000对D．1 000个、3 000个和1 500对4．下列哪种碱基排列顺序肯定不是遗传密码( )A．UUU B．AAAC．GUC D．GAT5．在遗传信息的翻译过程中，翻译者是( )A．基因 B．信使RNAC．转运RNA D．遗传密码6．mRNA的核苷酸序列与( )A．DNA分子的两条链的核苷酸序列互补B．DNA分子的一条链的核苷酸序列互补C．某一tRNA分子的核苷酸序列互补D．所有的tRNA分子的核苷酸序列互补7．某信使RNA的碱基中，尿嘧啶占20%，腺嘌呤占10%，则作为它的模板的DNA分子中胞嘧啶占( )A．30% B．35%C．70% D．无法计算8．已知一段信使RNA有30个碱基，其中A和C共有12个，那么转录成信使RNA的一段DNA分子中G和T的数目以及该信使RNA经翻译而合成肽链时，应脱去的水分子数目分别是( )A．12和30 B．30和90C．18和0 D．30和9二、非选择题9．下图是蛋白质合成示意图。

4-1 基因指导蛋白质的合成1．RNA 的结构2．RNA 与DNA 的比较3.RNA 的种类及其作用 (1)⎩⎪⎨⎪⎧名称：信使RNA （mRNA ）作用：DNA 的信使 (2)⎩⎪⎨⎪⎧名称：核糖体RNA （rRNA ）作用：组成核糖体(3)⎩⎪⎨⎪⎧名称：转运RNA （tRNA ）作用：识别并转运氨基酸二、遗传信息的转录 1．概念2．过程三、遗传信息的翻译 1．密码子(1)概念：mRNA 上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基。

(2) 种类（共64种）⎩⎪⎨⎪⎧起始密码子：AUG （甲硫氨酸）、GUG （缬氨酸）终止密码子：UAA 、UAG 、UGA 其他密码子2．tRNA ：形状像三叶草的叶形，一端是携带氨基酸的部位；另一端有3个相邻的碱基可以与mRNA 上的密码子互补配对，称为反密码子。

3．翻译 (1)概念(2)过程四、中心法则1．提出者：克里克。

2．图解：3．中心法则的发展(1)相关内容1．判正误(对的画“√”，错的画“×”)(1)遗传信息转录的产物只有mRNA。

(×)(2)转录和翻译都是以mRNA为模板合成生物大分子的过程。

(×)(3)一个tRNA分子中只有一个反密码子。

(√)(4)mRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质。

(×)(5)细胞核中发生的转录过程有RNA聚合酶的参与。

(√)(6)在蛋白质合成过程中密码子都决定氨基酸。

(×)(7)细胞中有多种tRNA，一种tRNA只能转运一种氨基酸。

(√)(8)DNA病毒中没有RNA，其遗传信息的传递不遵循中心法则。

(×)(9)正常情况下，真核生物细胞内可发生中心法则的每个过程。

(×)2．微思考下图表示一个mRNA分子上结合多个核糖体，同时合成多条多肽链的现象，请回答有关问题：(1)图中每个核糖体是共同合成一条多肽链，还是分别合成一条完整的多肽链？提示每个核糖体分别合成一条完整的多肽链。