高中生物必修二《4.1 基因指导蛋白质的合成》教学设计

《基因指导蛋白质的合成》的教学设计

一,教学目标 1.知识目标

识记:概述遗传信息的转录和翻译过程. 理解:\密码子\和\反密码子\的概念. 2.情感态度与价值观

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;认同人类探索基因表达的奥秘 的过程仍未结束. 3.能力目标

(1)分析碱基与氨基酸的对应关系,培养学生分析综合能力.

(2)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）通过对转录与翻译图解的认识，培养学生的试视图能力 二,教学重点和难点

1,教学重点:遗传信息转录和翻译的过程. 2,教学难点:遗传信息的翻译过程. 3.这两个过程中的主要特点b5E2RGbCAP 三,教学设计思路

在教学中,教师可以通过多媒体动画,也可以通过比喻等手法使抽象问题具体化.比喻是教学语言中的重要修辞方法,贴切形象的比喻可以降低对感知事物的理解难度.通过规律的总结，加深学生对转录和翻译的理解和记忆

引子:利用\问题探讨\引导学生讨论:如果能利用恐龙的DNA使恐龙复活,你认为主要解决什么问题 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.看来要解决这个问题,我们还需要研究\基因的表达\从而引出课题.

提出问题:基因是如何指导蛋白质合成的

分析推理1:DNA在细胞核中,而蛋白质合成是在细胞质中进行的,两者如何联系起来呢 推测有一种物质能够作为传达DNA信息的信使,科学家发现此物质就是RNA. 分析推理2:RNA如何解读DNA的遗传信息

5,分析推理3:mRNA的信息如何用于合成蛋白质 在具体实施过程中,首先通过一个破译电码的小游戏,引申到遗传信息的破译上来.在激发学生的学习兴趣的同时,又降低了学生理解基因的表达的难度.在具体学习到翻译这一过程的时候,同样,教师把遗传密码的翻译过程比喻为破译莫尔斯电码的过程,化抽象为形象. 总结:基因的表达是在细胞中完成的.DNA分子,RNA分子,氨基酸分子,核糖体和线粒体等众多的细胞器一道,合作完成遗传信息的转录和翻译.在组成蛋白质的肽链合成后,肽链就从核糖体与mRNA的复合物上脱离,经过一系列步骤,被运送到各自的岗位,盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子,开始承担细胞生命活动的各项职责.

问题探讨:大家现在再来探讨恐龙能否复活的问题.首先,恐龙的基因是如何表达的 基因表达需要什么条件 通过探讨,引导学生认识保护生物多样性的重要意义. 四,教学实施的程序

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(二)课堂教学 片段1:导入

师: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，如果能复活，那里面有什么玄机呢？

生:讨论,争论,看图,形成新的问题师: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 生:需要使恐龙DNA上的基因表达出来,表现恐龙的特性.

师:看来要解决这个问题,我们还需要研究\基因的表达\引导学生看本章的章图.询问学生看懂了什么,又产生了哪些问题.

师:基因是如何指导蛋白质合成的 导入新课. 片段2学习转录过程

师:DNA在细胞核中,而蛋白质合成是在细胞质中进行的,两者如何联系起来 推测有一种物质能够作为传达DNA信息的信使,科学家发现此物质就是RNA.而RNA为什么能作为DNA的信使

生：观察DNA和RNA的结构特点，得出结论 DNA. RNA的 比较：

生:看图分析比较核糖和脱师:DNA是如何转录的,特点转录与复制有何异同 推理分析,形成结论)

组成DNA RNA 师:如何解读DNA信息 氧核糖的区别,通过图形和息的转录过程.

[来源:www.shulihua.net]p1EanqFDPw C、H、O、N、P 元素 CAI课件的演示,认识遗传信基本脱氧核苷酸（4种） 核糖核苷酸（ 4种） 是什么 转录的单位是什么 单位 化学一分子磷酸 一分子磷酸 (通过问题的步步深入,学生

生:学生阅读教材DXDiTa9E3d 脱氧核糖 核糖 组成 [ 学生活动 ] 完成 下列填空。 A、T、C、G A、U、C、G （1） 转录的定义： 结构 般单链结构 规则的双螺旋结构 一（2） 转录的场所： 传递遗传信息， 并通 编码复制遗传信功能 （3） 转录的模板： 过蛋白质表达出来息,控制蛋白质合成 （4） 转录的原料： , 细胞核的染色体 细胞质的核糖体（5） 转录的条件： 分布 线粒体,叶绿体

师: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 RNA如何将信息翻译成蛋白质 片段3:学习翻译过程师:基因位于哪里 生:DNA.

师:基因位于DNA上,是具有遗传效应的DNA片段.一个DNA含有多个基因.比如:在果蝇的一个DNA上,存在多个基因.每一个基因都决定一种生物性状.比如白眼基因决定果蝇的眼睛颜色是白色的. 师:基因与基因结构上的不同体现在哪里 生:碱基排列顺序不同.

师:不同的碱基排列顺序决定生物不同的性状.所以,基因上的碱基排列顺序就代表着遗传信息.

我们可以看到预习作业上画有一个基因片段,这个基因决定着什么样的生物性状呢 这就是我们这节课所要探究的主要内容.

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(从破译电码的小游戏,自然地引申到基因控制生物的性状上来.学生的学习积极性被调动起来了.) 师:翻译是以信使RNA为模板,合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程. 合成蛋白质的场所是哪里 生:细胞质中的核糖体

师:信使RNA结合在糖体上面后,就要翻译成蛋白质了.你们知道AUGCAA能翻译成怎样的蛋白质吗 生:不知道.

(翻译成什么呢 到底怎样翻译呢 学生充满了迷惑.) 师:那你们知道.../.--./-.--翻译成什么吗 生:SPY.

师:这串莫尔斯电码有几个三个密码 生:三个.

(以莫尔斯电码做类比,生动有趣,同时降低理解难度)

师:同理,这mRNA上的碱基也差不多,信使RNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基,叫做密码子. 师:请问,老师黑板上画了几个密码子

生:2个(也有可能答4个,老师就说明密码子的不重叠性和不间断性)

师:这三个密码翻译成什么把它翻译出来吧.片段4:完成预习作业中的实践活动:破译遗传信息.

师:通过上面的探索过程,相信大家已经学会怎样破译基因所含的遗传信息了.现在请同学们完成预习作业中的第二部分:破译遗传信息. (学生进行实践活动.)

生:根据\基因→mRNA→蛋白质\这条主线.这段遗传信息所决定的氨基酸序列是: 甲硫氨酸-谷氨酰氨-酪氨酸-甘氨酸-谷氨酰氨-亮氨酸-亮氨酸

(这样处理保证整节课的完整性,因为在课的开始,提出了问题:\这个基因决定着什么样的生物性状呢 这就是我们这节课所要探究的主要内容.\所以,在课临近结束时,让学生完成实践,学生获得成就感.而且,通过实践,使学生回顾了这节课新知识的主线条:基因→mRNA→蛋白质;从知识回顾中还获得了新知识,那就是在实践中发现的:多种密码子可以决定同一种氨基酸及终止子的意义等.)RTCrpUDGiT 习题：

基因指导蛋白质的合成（2） 一、选择题

（ ）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．遗传物质的功能之一是传递遗传信息，下列哪一项与该功能无关 A．DNA复制 B．蛋白质合成 C．细胞分裂 D．生殖

（ ）3..不属于基因功能的是

A．携带遗传信息 B．携带遗传密码 C．能转录信使RNA D．能控制蛋白质的合成 （ ）4．在蛋白质的合成过程中，决定蛋白质种类的是

A．核苷酸 B．信使RNA C．核糖体 D．转运RNA

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（ ）5．若测得精氨酸的转运RNA上的反密码子为GCU，则DNA分子模板上决定这个精氨酸的相应碱基为 A．GCA B．CGA C．GCT D．CGT5PCzVD7HxA （ ）6．下列哪一项不可能是遗传密码 A．ATC B．UUC C．CAG D． GGC

（ ）7．把兔子血红蛋白的信使RNA加入到大肠杆菌的提取液中，结果能合成出兔子的血红蛋白，这说明

A．所有的生物共用一套遗传密码 B． 蛋白质的合成过程很简单

C．兔血红蛋白的合成基因进入大肠杆菌D．兔子DNA可以指导大肠杆菌的蛋白质合成

（ ）8．人体血红蛋白的一条肽链有145个肽键，形成这条肽链的氨基酸分子数及控制这条肽链合成的DNA中的碱基数至少为

jLBHrnAILg A．145和876 B．146和438 C．146和876 D．145和438xHAQX74J0X （ ）9．甲硫氨酸的遗传密码是AUG，那么控制它的相应的一小段DNA中以及信使RNA和转运RNA中共有核苷酸： A．4种 B．3种 C．5种 D．8种（ ）10．遗传密码子位于

A．DNA上 B．信使RNA上 C．转运RNA上 D．核糖体RNA上

（ ）11．某基因有192个脱氧核苷酸，其控制合成的多肽应脱掉的水分子数为 A．191个 B．95个 C．32个 D．31个最多为 dvzfvkwMI1 A．99个 B．100个 C．49个 D．50个

（ ）13．某蛋白质由n条肽链组成，氨基酸的平均分子量为a，控制该蛋白质合成的基因含b个碱基对，则该蛋白质的分子量约为 rqyn14ZNXI A．2/3ab-6b+18n B．1/3ab-6b

C．（1/3b-a）χ18 D．1/3ab-（1/3b-n）χ18 二、非选择题

14．下面是科学家们发现氨基酸的密码子是由三个碱基组成的过程。 （1）假设：氨基酸是由三个碱基决定的，即密码子由三个碱基组成。 （2）实验验证：

①用人工合成的只含一种核苷酸的信使RNA，给以适当的条件，让其翻译，测定翻译出的多肽链中所含的氨基酸。EmxvxOtOco ②用人工合成的CUCUCUCUCUCU……这样的多核苷酸链进行翻译，形成的是亮氨酸与丝氨酸交替排列的氨基酸链。SixE2yXPq5 （3）结论：信使RNA上决定氨基酸的密码子是由三个碱基组成的。分析上述过程，回答以下问题： （1）科学家们为什么会想到氨基酸的密码子是由三个碱基组成的？ （2）实验中，让人工合成的信使RNA进行翻译时应提供哪些条件？

（3）如果是两个碱基决定一个氨基酸，则第②个实验的结果应该是 。15．已知几种氨基酸的密码子为

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[来源:www.shulihua.netwww.shulihua.net][来源:www.shulihua.net][来源:www.shulihua.net]LDAYtRyKfE Zzz6ZB2Ltk （ ）12．一条DNA分子上的某个基因有300个碱基对，则它控制合成的蛋白质分子中含有肽键的个数

6ewMyirQFL 精氨酸：CGU、CGC、CGA、CGG、AGA、AGG 缬氨酸：GUU、GUC、GUA、GUG 甘氨酸：GGU、GGC、GGA、GGG 组氨酸：CAU、CAC 色氨酸：UGG甲硫氨酸：AUG （1）用化学方法使一种六肽分子降解，在其产物中测出三种三肽：

甲硫氨酸—组氨酸—色氨酸；精氨酸—缬氨酸—甘氨酸；甘氨酸—甲硫氨酸—组氨酸 ①这种六肽的氨基酸顺序为 。kavU42VRUs ②编码这个六肽的DNA分子至少含 个脱氧核糖。

（2）某一蛋白质分子分析表明，在编码甘氨酸的位点上发生的三个突变都是由一个碱基替换引起的。突变

缬氨酸

甘氨酸

精氨酸

的起源如下：y6v3ALoS89 则甘氨酸最可能的密码子是 。

（3）当基因片段转录链中转录成GUC的CAG突变为CAA时，这种突变的结果对该生物的影响是 。M2ub6vSTnP 的后代也是单尾鳍。结合题干材料，分析原因可能是________________________。

(4)科学家取出蛙肠上皮细胞的细胞核移入蛙的去核的卵细胞内，重组细胞发育为蛙。该实验中卵细胞的细胞质所起作用是什么?_________________________。0YujCfmUCw

基因指导蛋白质的合成（ 1-5CBBBC 6-10AACDB 11-13DAD

14．（1）①如果1个碱基决定1个氨基酸，那么，4种碱基只能决定4种氨基酸。 ②如果2个碱基决定1个氨基酸，最多也只能决定16（42=16）种氨基酸。

③如果3个碱基决定1个氨基酸，这样的组合可以达到64（43=64）种，这对于决定20种氨基酸够了。 （2）①原料：氨基酸 ②酶 ③转运RNA ④适宜温度、pH值（只要写出了两项给全分）

eUts8ZQVRd 甲硫氨酸

（3）只有一种氨基酸形成的肽链

15．⑴①精氨酸—缬氨酸—甘氨酸—甲硫氨酸—组氨酸—色氨酸 ②36 ⑵GGG ⑶没有影响

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