第四章第1节基因指导蛋白质的合成教案
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基因指导蛋白质的合成-教学设计-教案第一章:引言1.1 教学目标:让学生了解基因、DNA和蛋白质之间的关系。
让学生理解基因指导蛋白质合成的基本过程。
1.2 教学内容:介绍基因、DNA和蛋白质的概念。
解释基因指导蛋白质合成的过程。
1.3 教学活动:通过图片和例子介绍基因、DNA和蛋白质的概念。
使用动画或视频展示基因指导蛋白质合成的过程。
1.4 作业:让学生绘制基因、DNA和蛋白质之间的关系图。
第二章:转录2.1 教学目标:让学生理解转录的概念和过程。
让学生了解转录所需的条件和产物。
2.2 教学内容:介绍转录的概念和过程。
解释转录所需的条件和产物。
2.3 教学活动:通过动画或视频展示转录的过程。
进行小组讨论,让学生理解转录所需的条件和产物。
2.4 作业:让学生回答转录的定义、条件和产物的问题。
第三章:翻译3.1 教学目标:让学生理解翻译的概念和过程。
让学生了解翻译所需的条件和产物。
3.2 教学内容:介绍翻译的概念和过程。
解释翻译所需的条件和产物。
3.3 教学活动:通过动画或视频展示翻译的过程。
进行小组讨论,让学生理解翻译所需的条件和产物。
3.4 作业:让学生回答翻译的定义、条件和产物的问题。
第四章:蛋白质的功能4.1 教学目标:让学生了解蛋白质的功能多样性。
让学生理解蛋白质在生物体中的重要作用。
4.2 教学内容:介绍蛋白质的功能多样性。
解释蛋白质在生物体中的重要作用。
4.3 教学活动:通过图片和例子介绍蛋白质的功能多样性。
使用案例或实验介绍蛋白质在生物体中的重要作用。
4.4 作业:让学生回答蛋白质的功能和作用的问题。
第五章:基因突变与蛋白质合成5.1 教学目标:让学生了解基因突变的概念和类型。
让学生理解基因突变对蛋白质合成的影响。
5.2 教学内容:介绍基因突变的概念和类型。
解释基因突变对蛋白质合成的影响。
5.3 教学活动:通过动画或视频展示基因突变的概念和类型。
进行小组讨论,让学生理解基因突变对蛋白质合成的影响。
基因指导蛋白质的合成教学设计课程分析本节课是”第四章基因的表达”的第一节内容,本节内容是本章的开篇, 是本章学习的基础,也是教学的难点所在,课程标准中与此相对应的要求是:“概述遗传信息的转录和翻译”。
通过本节的学习,学生需要理解遗传信息的转录和翻译。
除了要掌握这个主干知识以外,还需掌握的侧枝内容是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。
转录和翻译过程抽象复杂——学生难理解,较多物质和细胞结构参与——学生易混乱,涉及到必修1 和必修2 中多个章节内容——学生已遗忘,而本节的突破对本模块学习起着承前启后的作用,没有本节内容的揭示,很多的现象无法解释,很多的研究无法进行,很多的生物技术无法操作。
基于以上考虑,把本节分为2 课时,第一课时主要完成基因表达概念和DNA 与RNA 比较及转录翻译的基本过程学习,第二课时对基本概念、相关计算等进一步比较、澄清、学习。
学情分析高一学生在学习完必修一的基础上,已经掌握DNA 分子的结构、DNA 的复制、DNA 和RNA 的区别,但存在缺陷,具体表现在:概念、过程不清,获取信息和综合分析的能力不足,因此应该注意对学生学法的指导。
学习目标知识目标:识记,概述遗传信息的转录和翻译过程。
能力目标: 培养学生运用生物学结构与功能相适应的基本观点解决问题得能力。
运用数学方法,分析碱基与氨基酸的对应关系,培养学生分析综合能力。
情感目标:体验基因表达过程的和谐美,基因表达原理的逻辑美、简约美。
设计理念首先利用学生已有的知识,温故知新,创设情景。
通过设置问题情景,引入课题,并引导学生在合作探究中学习新知识,以达到充分调动学生学习的主动性。
根据对课程标准的理解,本节重难点对转录和翻译的物质结构基础和两者之间的内在逻辑联系要求达到理解和运用层次的目标。
比如“为什么RNA 适于作DNA 的信使呢?”就需要运用有关DNA 和RNA 结构的知识,对比设疑,加工提炼,以及对其结构和功能相适应的观点进行分析。
基因指导蛋白质合成1 教材分析1.1 地位作用“基因指导蛋白质合成”是普通高中课程标准实验教科书生物必修二“遗传与进化”第四章内容。
本节课的内容是在学习了《基因的本质》的基础上所进行的,学好本节课程即可以使学生巩固前面的知识,也为学好基因突变做好铺垫。
1.2 主要内容基因是生命活动的控制者,蛋白质是生命活动的重要体现者,本节内容将生命活动中的两大物质紧密联系起来。
通过学习本节课程内容,掌握DNA和RNA、转录与翻译、密码子与反密码子、3种RNA等概念及其之间的关系。
2 教学目标及重、难点2.1 教学目标知识目标:概述遗传信息的转录和翻译。
能力目标:运用数学方法,分析碱基与氨。
基酸的对应关系情感目标:在学习生命活动过程中,认同保护物种的意义。
2.2 教学重点和难点2.2.1 教学重点:(1)了解基因控制蛋白质合成的中间物质—RNA的基本单位、化学组成和种类,以及它与DNA在组成、结构、功能和分布等方面的异同;(2)理解基因表达的转录和翻译的概念及过程;(3)比较转录和翻译的异同;(4)认知和区分相关概念:遗传信息、遗传密码、密码子与反密码子;(5)计算问题:基因(DNA)碱基、RNA碱基和氨基酸的对应关系。
2.2.2 教学难点:(1)理解基因表达的转录和翻译的概念和过程;(2)基因(DNA)碱基、RNA碱基和氨基酸的对应关系,以图解方法解决。
3 教学策略由于本节课比较抽象,学生对转录与翻译过程的空间结构变化会不理解,但这同时也是本节课的重点。
所以我会利用动画把抽象的知识直观化,让同学能更好的理解反应过程。
在这节课的末尾,利用习题巩固所学的知识。
4 教学过程第一课时4.1 提出问题,创设情境,引入课题教师活动:播放5分钟《侏罗纪公园》电影。
提问:电影中的科学家是怎么使已灭绝的动物复活的?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?学生活动:学生观看、讨论和回答问题。
(学生可能会想到,需要使恐龙DNA上的基因表达出来,表现恐龙的特性。
第4章基因的表达第1节基因指导蛋白质的合成一、教材分析本节课是”第四章基因的表达”的第一节内容,本节内容是本章的开篇,是本章学习的基础,也是教学的难点所在,课程标准中与此相对应的要求是:“概述遗传信息的转录和翻译”。
通过本节的学习,学生需要理解遗传信息的转录和翻译。
除了要掌握这个主干知识以外,还需掌握的侧枝内容是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。
转录和翻译过程抽象复杂——学生难理解,较多物质和细胞结构参与——学生易混乱,涉及到必修1和必修2中多个章节内容——学生已遗忘,而本节的突破对本模块学习起着承前启后的作用,没有本节内容的揭示,很多的现象无法解释。
二、学情分析高一学生已经具备了一定的抽象思维能力,而且好奇心强,善于探索新知。
而且本节内容对学生而言是在对DNA分子结构及复制过程基本掌握的前提下来学习的,对基因、碱基配对等概念已经有一定的知识基础,但本节课中转录和翻译过程的知识十分抽象,RNA聚合酶、密码子及反密码子等概念难以理解,学生容易模糊不清而混淆。
三、教学目标1、概述遗传信息的转录和翻译过程。
2、运用数学方法,分析碱基与氨基酸的对应关系,培养学生分析综合能力。
通过对“遗传信息究竟如何表达?”的探究,培养学生的探究精神和创造性思维。
3、通过对遗传信息表达的有序性、准确性和独特性的理解,初步形成关爱生命、敬畏生命、珍惜生命的情感;激发学生积极探索生物知识的热情。
四、教学流程(课件投影)《侏罗纪公园》片段问题探讨:利用恐龙DNA能否人造出活的恐龙,就像《侏罗纪公园》里那样,如果能实现,那么DNA中的基因是如何发挥遗传效应的,即如何进行表达的呢?请学生阅读观察第四章章图,是否看出基因与蛋白质的关系?1、RNA种类及作用提出问题:基因是如何指导蛋白质的合成的呢?引导分析:DNA位于细胞核中,而合成蛋白质的场所是核糖体,位于细胞质中:(1)DNA是如何起控制作用的呢?(2)两者如何联系起来呢?(3)是否应该有一种物质充当媒介,传递DNA的遗传信息呢?提出问题:(1)RNA为什么可以充当媒介的呢?(2)RNA与DNA有哪些异同呢?(3)RNA有哪些种类呢?各自又有哪些功能呢?请学生观察教材P62图4-1及图4-2、图4-3,比较核糖与脱氧核糖的结构,RNA与DNA的化学及结构组成、了解RNA的种类、结构及功能设计意图:让学生了解RNA的相关知识,为后续知识准备简要实录:学生看图思考、总结对比、填表2、遗传信息的转录提出问题:(1)如何解读DNA的信息呢?(2)DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的呢?(课件投影)请学生阅读相关内容,思考以下问题(1)何谓转录?场所在哪里?(2)转录的单位是什么?(3)转录的条件有哪些?(4)转录的过程如何?请学生回答1、2小问,教师作点评(课件投影)转录图解。
第4章第1节基因指导蛋白质合成导学案学习目标:1、通过DNA和RNA的对照掌握类比方法2、概述遗传信息的转录和翻译的过程3、认知和区分相关概念:遗传信息、遗传密码、反密码子;4、通过介绍科学史实,开阔学生的眼界,对学生进行热爱科学、探索真理的教育5、感悟科学破解遗传密码的过程重点:1、了解基因控制蛋白质合成的中间物质──RNA的基本单位、化学组成和种类,以及它与DNA在组成、结构、功能和分布等方面的异同;2、理解基因表达的转录和翻译的概念和过程;3、比较转录和翻译的异同;难点:1、理解基因表达的转录和翻译的概念和过程2、认知和区分相关概念:遗传信息、遗传密码、反密码子;3、计算问题:基因(DNA)碱基、RNA碱基和氨基酸的对应关系,以图解方法解决。
预习案一、预习目标通过预习理解遗传信息的转录的转录和翻译过程,初步掌握转录、翻译、密码子等基本概念,尝试运用数学方法,分析碱基与氨基酸的对应关系。
二、预习内容(一)、遗传信息的转录1. RNA的组成、结构及分类2.转录(1)场所:⑵模板:⑶原料:⑷配对原则:⑸产物:(主要是mRNA)⑹过程:①解旋:解开。
②配对:细胞中游离的与供转录用的DNA的一条链上的碱基互补配对。
③连接:在的作用下,依次连接,形成新的分子。
④脱离:合成的从DNA链上释放,而后DNA双链恢复。
(二)、遗传信息的翻译1、翻译的条件①概念:在中,以为模板,合成具有一定氨基酸顺序的的过程。
②场所:③模板:④原料:⑤运载工具:⑥产物:2、密码子(1)概念:上的3个相邻的碱基决定1个氨基酸,这3个相邻碱基称为。
(2)种类:共有种,决定氨基酸的有种。
3、转运RNA(1)结构:形状像三叶草的叶,一端是携带 的部位,另一端有三个碱基。
每个tRNA 的这3个碱基可以与mRNA 上的密码子互补配对,称为 。
(2)种类: 种 小结:基因指导蛋白质合成过程( ) ( )基因mRNA 蛋白质 细胞核 细胞质(核糖体) (三)、提出疑惑探究案一、学习过程探究活动一:遗传信息的转录 1.为什么RNA 适于作DNA 的信使?遗传信息存在于细胞核,蛋白质合成在细胞质中进行,在两者之间需要一个传递信息的信使——RNA 。
第四章第1节 基因指导蛋白质的合成(3课时) 教学目标: 知识与技能:1、概述遗传信息的转录 2、遗传信息翻译的过程。 教学重点:1、遗传信息的转录 2、遗传信息翻译的过程 教学难点:1、遗传信息的转录过程 2、转录、翻译和DNA复制过程的比较 学情分析:本章是第三章知识的延伸和深化,要注重引导学生把微观的DNA分子、RNA分子、蛋白质分子有效的与宏观的生物性状联系起来。在处理第一节教材时,主要是引导学生思考为什么是基因不是DNA指导蛋白质的合成,怎样理解基因是遗传的功能单位。同时,又要体会为什么不是基因直接指导蛋白质的合成,而是需要RNA的参与,这里要注意复习细胞结构的知识,回忆DNA分布和蛋白质合成场所的不同。本节课难点集中在对转录和翻译过程的认识上,特别是比较转录和DNA复制的不同之处。在出题方面,以计算题型为主,主要考察碱基的计算:DNA、RNA之间新的碱基互补配对原则的应用;DNA、RNA碱基个数与蛋白质中氨基酸个数的对应数量关系。 教学过程: 引言:通过第三章的学习,我们知道了DNA是主要的遗传物质,基因是具有遗传效应的DNA片段,而所谓的遗传效应就是能够有效控制生物的性状,但是生物性状的直接体现者是蛋白质,也就是说生物性状不同实际上是因为生物体内合成了不同的蛋白质。因此基因具有遗传效应就是要指导生物体内蛋白质的合成,从而控制生物性状。基因如何控制蛋白质的合成呢?这一过程分为两个阶段:转录、翻译。 【基础知识导学】 一、 遗传信息的转录 1、DNA主要分布在 ,蛋白质的合成是在 的 上 ,因此需要 在二者之间传递遗传信息 。该物质可以传递遗传信息的原因是:它的分子结构与DNA相似,是由 种 形成的 结构,通过 的排列顺序储存遗传信息。 2、细胞中的两种核酸的比较 DNA RNA 组成元素 C、H、O、N、P 基本单位 脱氧核苷酸(4种) 核糖核苷酸(4种) 碱基组成 A、T、C、G A、U、C、G 结 构 规则的双螺旋结构 一般单链结构
分 布 细胞核,线粒体,叶绿体 细胞质
3、转录 教师展示转录过程的动画,学生观察并完成下列问题。 (1)、转录的含义:以 为模板合成 过程。 (2)、场所: (3)、条件:a、模板: b、能量: c、酶: d、原料: (4)、产物:产生 (5)、碱基互补配对原则: 4、RNA的种类 在细胞中有三种 mRNA(信使RNA),tRNA(转运RNA),rRNA(核糖体RNA) ①信使RNA(mRNA):单链结构,由DNA转录而来,其碱基序列包含遗传信息。 ②转运RNA(tRNA):单链折叠成三叶草结构,头端特定的三个碱基叫反密码子,尾端连接特定的氨基酸,在蛋白质合成中运输氨基酸,所以叫做转运RNA。 ③核糖体RNA(rRNA):与蛋白质结合形成核糖体,是核糖体的重要组成部分。
二、遗传信息的翻译 5、翻译 (1)、翻译的含义:以 为模板合成 过程。 (2)、场所: (3)、条件:a、模板: b、能量: c、酶: d、原料: e、工具:“搬运工” (4)、产物:产生 (5)、碱基互补配对原则: 6、密码子 (1)、密码子的定义: 上 的碱基。 (2)、密码子碱基个数的确定:DNA、RNA各自有 种碱基,而组成生物体蛋白质的氨基酸有 种,1个氨基酸的编码至少需要 个碱基,这些碱基有 (用乘法等式表示)种组合,才足以组合出构成蛋白质的氨基酸。 (3)、密码子的种类:密码子共有 种,其中起始密码子 种,分别是 ,终止密码子 种,分别是 ,能够决定氨基酸的密码子有 种。 7、反密码子 定义: 上能够与 互补配对的 。 一种tRNA只能携带 种氨基酸,一种氨基酸可以由 种tRNA携带。 mRNA……U-U-A-G-A-U-A-C-U ……上有多少个密码子?写出相应的反密码子,并根据密码子表,列出相应的氨基酸序列。 有密码子 个与其相应的反密码子为 氨基酸序列为 (查密码子表填写) 【重难点突破】 1、转录的单位:转录是以基因为单位的,当转录开始时,并不是整条DNA解 旋,而是基因局部解旋。这样可以保护其他不转录基因的安全,因为解旋后容易发生碱基的改变。 2、模板链与信息链的关系:模板链的互补链储存着遗传信息,称为信息链,将来转录合成的mRNA中的碱基排列顺序与信息链是一致的,只有U和T的不同。基因是遗传的功能单位,不同基因的信息链位置不同。如图所示: 基因中的信息链 基因中的模板链 非基因区段 3、转录与DNA分子复制的比较 项目 阶段 复制 转录
时间 生长发育的全过程 场所 模板 原料 条件 过程 解旋:全链解旋 合成DNA子链 复旋:子母链结合 解旋: 解旋 合成 复旋: 结合 产物
特点 以基因为单位边解旋边转录 DNA双链全保留 碱基配对原则
4、转录与翻译的比较 转录 翻译 场所 模板 原料 条件 产物 5、密码子的特点: (1)、兼容性:一个密码子只能决定 种氨基酸,一种氨基酸可以有 个密码子,这种特点称为密码子的兼容性、重复性。 (2)、通用性:密码子在生物界是通用的,说明所有生物可能具有共同的起源,并且生命在本质上是统一的。这种通用性也成为基因工程操作成功的基础。 6、DNA中碱基数量、RNA碱基数量和蛋白质中氨基酸的数量关系 DNA分子双链碱基数:RNA单链碱基数:蛋白质中氨基酸个数=6:3:1 DNA模板链碱基与mRNA碱基互补,mRNA的密码子与tRNA的反密码子互补, DNA信息链碱基排序与mRNA碱基排序相同,只有U和T的差异。 【例题解析】 例1.(20XX年上海)组成人体蛋白质的20种氨基酸对应的密码子共有( ) A.4 B. 20 C.61 D.64 解析:考查氨基酸的密码子。密码子共有64个,但是有3个是终止密码子不决定氨基酸,故决定氨基酸的密码子共有61个。 答案:C 例2.(20XX年上海)下列细胞中,不能合成蛋白质的是( ) A.胰腺细胞 B.肠粘膜细胞 C.成熟红细胞 D.白细胞 解析:C选项成熟红细胞无细胞核,不能转录形成mRNA,故不能形成蛋白质,正因为如此,红细胞的寿命很短。 答案:C 例3.合成一条含1000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.1000个、3000个和3000对 B.1000个、3000个和6000对 C.300个、300个和3000对 D.1000个、3000个和1500对 解析:DAN分子控制蛋白质合成时,氨基酸数目:转运RNA的个数:信使RNA上的碱基数:DNA上的碱基对数= 1:1:3:3 答案:A 【课堂检测】 1.在下列的转录简式中有核苷酸 ( ) DNA: --A--T--G--C--, RNA: —U--A--C--G-- A.4种 B.5种 C.6种 D.8种 2. DNA转录形成的mRNA从细胞核中出来进入细胞质,穿过( )磷脂双分子层? A.6层 B.0层 C.2层 D. 4层 3. 已知一段mRNA含有30个碱基,其中A和G有12个,转录该段mRNA的DNA分子中应有C和T的个数是( ) A.12 B.24 C.18 D.30 4、某DNA分子片段中碱基为2400对,则由此片段所控制合成的多肽链中,最多有氨基酸多少种 ( ) A.800 B.400 C.200 D.20 5、不是由DNA分子中的遗传信息直接控制合成的物质是 ( ) A.酶 B.多肽 C.胰岛素 D.性激素 6、在人体中,由A、T、C三种碱基参与构成的核苷酸共 ( ) A.2种 B.4种 C.5种 D.6种 7、人的胰岛素基因的存在部位和表达部位分别是 ( ) A.体细胞、胰岛细胞中 B.胰岛细胞、体细胞 C.均位于胰岛细胞中 D.体细胞、核糖体 8、某信使RNA中有碱基40个,其中C+U为15个,那么转录此RNA的DNA中G+A为( ) A.15 B.25 C.30 D.40 9、(04高考江苏)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 10. 对于下列式子,正确的说法有 ①表示DNA复制过程 ②表示DNA转录过程 ③图中共有5种碱基 ④图中共有8种核苷酸 ⑤图中共有5种核苷酸 ⑥图中的A均代表同一种核苷酸 A.①②③ B.④⑤⑥ C.②③④ D.①③⑤ 11. 正常情况下,能够发生的的是 A.相同的DNA复制成不同的DNA B.相同的DNA转录出不同的RNA C.相同的密码子翻译成不同的氨基酸 D.相同的tRNA携带不同的氨基酸 12. 已知某蛋白质的合成需要18个转运RNA参与,则控制合成该蛋白质的基因中的碱基对的个数是 A.18 B.36 C.54 D.108 13 .在人体成熟的红细胞、蛙的红细胞、鸡的红细胞中均能进行的生理活动是 A.DNA复制 B.转录和翻译 C.ATP合成 D.着丝点分裂 14. 已知DNA分子双链中腺嘌呤占全部碱基的30%,在其中的一条链上胞嘧啶占该链全部碱基的25%,则由该链转录成的mRNA中胞嘧啶占全部碱基的 A.15% B.20% C.25% D.35% 15. 若某基因有150个碱基对,由于受到X射线的辐射,少了一对碱基,则由它控制合成的蛋白质与原来的蛋白质相比,可能出现的情况是 (多选) A.50个氨基酸,氨基酸的顺序不变 B.49个氨基酸,氨基酸的顺序不变 C.50个氨基酸,氨基酸的顺序改变 D.少于49个氨基酸,氨基酸的顺序改变 16.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链的碱基排列顺序是 TGCCTAGAA ;如果以已知的DNA链为模板,转录出的信使RNA碱基顺序应该 UGCCUAGAA 。 17. 已知多数生物的DNA是双链的,但也有个别生物的DNA是单链的,有人从三种生物中提取出核酸,经分析,他们的碱基比率如下:
生物 A G U T C 甲 25 24 — 23 19 乙 23 24 27 — 25