2019-2020年高中生物 《基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成》教案3 新人教版必修2.doc

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2019-2020年高中生物 《基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成》教案3 新人教版必修2 【教學重點、難點、疑點及解決辦法】 1．教學重點：染色體、DNA和基因三者之間的關(guān)系和基因的本質(zhì)。 2．教學難點：基因控制蛋白質(zhì)合成的過程和原理。 3．教學疑點： 　?。?）蛋白質(zhì)和性狀的關(guān)系。 　?。?）DNA的兩條鏈都能轉(zhuǎn)錄嗎？ 4．解決辦法： 　?。?）強調(diào)是重要的基本概念，引起學生重視。 　?。?）加強三者之間關(guān)系的舉例與解析。 　?。?）配合圖示（課本第12頁圖6－7）說明染色體和基因間的關(guān)系。 　?。?）重視學生閱讀、理解和記憶。 　?。?）對遺傳效應(yīng)的內(nèi)容要舉例解釋清楚。 　?。?）運用蛋白質(zhì)合成示意圖形象說明轉(zhuǎn)錄、翻譯的場所、模板、原料、工具等； 　?。?）對RNA和DNA的組成進行比較，RNA的種類及每種RNA的功能要舉例講清楚； 　?。?）注意t RNA的反密碼子和所攜帶的氨基酸的密碼子不要混淆； 　?。?）對3種堿基互補配對原則“要挑出來講明用途”； 　?。?）用電報的信息轉(zhuǎn)換類比說明轉(zhuǎn)錄、翻譯的概念。 　?。?）蛋白質(zhì)與性狀——舉例說明不同的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)就是不同的性狀。基因控制蛋白質(zhì)的合成，就是控制性狀。 　?。?）DNA的兩條鏈都能轉(zhuǎn)錄嗎？——不能。對還有疑問的學生用DNA結(jié)構(gòu)掛圖或書中的插圖講解說明兩條鏈方向不同。（注：轉(zhuǎn)錄的只是其中一條鏈即35－55鏈，這在DNA的立體結(jié)構(gòu)中已埋下伏筆）。 【課時安排】 2課時。 【教學過程】 第一課時 引言：DNA分子是怎樣控制遺傳性狀的呢？現(xiàn)代遺傳學的研究認為，基因是決定生物性狀的基本單位。那么，基因與DNA有什么關(guān)系呢？ 　　1．基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段 　　講述：每個染色體含有一個DNA分子，每個DNA分子有很多基因，基因是什么？ 　?。╨）基因的概念：基因是控制生物性狀的遺傳物質(zhì)的功能單位和結(jié)構(gòu)單位，是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。 此概念有三個要點： 　　 ①基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段 　　這就是說，基因是DNA的片段，但必須具有遺傳效應(yīng)（指具有復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯、重組突變及調(diào)控等功能）。有的DNA片段屬間隔區(qū)段，沒有控制性狀的作用，這樣的DNA片段就不是基因。 　?、诨蚴强刂粕镄誀畹倪z傳物質(zhì)的功能單位 　　舉例：豌豆高莖基因控制高的性狀，使豌豆長到大約2米高；豌豆矮莖基因控制矮的性狀，使豌豆長到約30厘米。 　　紫茉莉紅花的基因控制紅花性狀，開紅花。 　　狗的直毛有直毛基因控制；人的黑發(fā)有黑發(fā)基因控制。 　?、刍蚴强刂菩誀畹倪z傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)單位 　　控制某種性狀的基因有特定的DNA片段，蘊含特定的遺傳信息，可以切除，可以拼接到其他生物的DNA上，從而獲得某種性狀的表達，故基因是結(jié)構(gòu)單位。 　　例如：把牛的胰島素基因拼接到大腸桿菌的DNA上，大腸桿菌可以生產(chǎn)胰島素。 　?。?）基因的位置：染色體是基因的載體，基因在染色體上呈直線排列（銀幕顯示第12頁圖6－7：果蠅某一條染色體上的幾個基因）。 　　問：那么，構(gòu)成DNA的基本單位是什么？ 　　學生答出：脫氧核苷酸。 　　又問：有幾種脫氧核苷酸？ 　　學生回答：4種（它們分別是：略） 　?。?）基因的化學組成：每個基因含有成百上千個脫氧核苷酸。 　　講述：基因的脫氧核苷酸排列順序代表遺傳信息。例如：白花基因有特定的脫氧核苷酸排列順序，這樣特定的排列順序就代表白花的遺傳信息。上一代傳給下一代的是遺傳信息而不是白花的本身，在下一代就可以將白花遺傳信息表達為白花。 　　（4）基因不同的實質(zhì)：不同的基因，四種脫氧核苷酸的排列順序不同，但是每個基因都有特定的排列順序（可舉例說明之入 　　學生看書12－13頁《基因——有遺傳效應(yīng)的DNA片段》。 　　要求： 　?、賹虻母拍钤诶斫獾幕A(chǔ)上記憶，這是一個很重要的基本概念。 　?、诶斫饣蛞籇NA—染色體之間的關(guān)系。 教師最后歸納：基因是DNA分子上具有一定遺傳效應(yīng)的DNA片段，在染色體上呈直線排列，是控制生物性狀的遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能單位。 　　2．基因的表達 　　講述：基因不僅可以通過復(fù)制把遺傳信息傳遞給下一代，還可以使遺傳信息以一定的方式反映到蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)上來，從而使后代表現(xiàn)出與親代相似的性狀，遺傳學上把這一過程叫做基因的表達。如： 　　從上述圖示中可以看到，復(fù)制和表達遺傳信息是基因的基本功能。那么，是如何表達的呢？ 　　3．基因控制蛋白質(zhì)的合成 　　講述：生物的性狀主要通過蛋白質(zhì)來體現(xiàn)的。比如，魚的肌肉由魚的肌肉蛋白質(zhì)來體現(xiàn)；牛的肌肉由牛的肌肉蛋白質(zhì)來體現(xiàn)；雞的肌肉由雞的肌肉蛋白質(zhì)來體現(xiàn)。我們能吃出魚肉、牛肉、雞肉味道的不同，就是因為它們的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)不同，因而體現(xiàn)了各自不同的性狀。 　　基因控制性狀就是通過控制蛋白質(zhì)合成來實現(xiàn)的。基因可比喻為導(dǎo)演，蛋白質(zhì)可比喻為演員?；蛑饕嬖谟诩毎说娜旧w上（細胞核基因），而合成蛋白質(zhì)是在細胞質(zhì)里進行的。 　　那么，遺傳信息怎樣由細胞核到細胞質(zhì)呢？這需要通過另一種核酸——RNA。 　　銀幕顯示DNA和RNA的區(qū)別，讓學生比較不同之處。 　　RNA與DNA的區(qū)別有兩點： 　?、汆奏A有一個不同。RNA是尿嘧啶，DNA則為胸腺嘧啶。 　　②五碳糖不同：RNA是核糖，DNA是脫氧核糖，這樣一來組成RNA的基本單位就是核糖核苷酸，DNA則為脫氧核苷酸。 　?。ㄈ┛偨Y(jié) 　　遺傳的主要物質(zhì)是DNA，基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，在染色體上呈直線排列，基因的不同就是脫氧核苷酸排列順序不同，不同的基因含有不同的遺傳信息。 　　基因控制性狀就是通過控制蛋白質(zhì)合成來實現(xiàn)的，DNA的遺傳信息又是通過RNA來傳遞的。 　?。ㄋ模┎贾米鳂I(yè) 　　1．細胞內(nèi)與遺傳有關(guān)的物質(zhì)，從簡單到復(fù)雜的結(jié)構(gòu)層次是（ ） 　　A．基因→DNA→脫氧核苷酸→染色體 　　B．脫氧核苷酸→基因→DNA→色體 　　C．脫氧核苷酸→基因→染色體→DNA 　　D．基因→脫氧核苷酸→染色體→DNA 　　2．下列哪一組物質(zhì)是RNA的組成成分（ ） 　　A．脫氧核糖 堿基和磷酸 　　B．脫氧核糖 核酸和磷酸 　　C．核糖 嘧啶和核酸 　　D．核糖 堿基和磷酸 　　3．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（ ） 　　A．2種 B．4種 C．5種 D．8種 答案：1．B 2．D 3．D 　　4．課本第17反復(fù)習題一，1；四。 （五）板書設(shè)計 （三）基因的表達 1．基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段 　?。╨）基因的概念：三個要點 　?。?）基因的位置：在染色體上呈直線排列 　?。?）基因的化學組成 　?。?）基因不同的實質(zhì) 2．基因的表達 3．基因控制蛋白質(zhì)的合成 　　DNA和RNA的比較 　　T→U；脫氧核糖→核糖 第二課時 （一）明確目標 　　顯示本堂課應(yīng)達到的學習目標。 　　1．基因控制蛋白質(zhì)的合成：轉(zhuǎn)錄和翻譯（B：識記）。 　　2．基因控制性狀的原理（B：識記）。 銀幕顯示： 　?、侔l(fā)報人發(fā)報圖像 接報電文的圖像 　　②遺傳信息表達的類比如下： 電報信息表達： 　　— οο —οο 0130 0117 你好 （二）重點、難點學習與目標完成過程 　　復(fù)習提問：什么是基因？什么是基因的表達？ 　　舉例說明。 　　學生回答：略。 　　引言：我們知道，發(fā)電報要經(jīng)信息轉(zhuǎn)換，再由密碼翻譯成中文。基因控制蛋白質(zhì)合成要經(jīng)過“轉(zhuǎn)錄”和“翻譯”兩個重要步驟，如何“轉(zhuǎn)錄”和“翻譯”，我們這節(jié)課來學習。 　?。?）蛋白質(zhì)合成過程 講述： 　?、俎D(zhuǎn)錄 　　a．概念：指以DNA的一條鏈為模板，按照A——U、G——C、T——A、C——G堿基互補配對原則，合成信使RNA的過程。 　　b．場所：細胞核內(nèi)。 　　c．信息傳遞方向：DNA→信使RNA。 　　d．轉(zhuǎn)錄的過程： 　　 講解： 　?、诜g 　　a．概念：是指以mRNA為模板，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。 　　b．場所：mRNA經(jīng)核孔進入細胞質(zhì)中與核糖體結(jié)合。 　　C．信息傳遞方向：mRNA→一定結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)。 　　d．翻譯過程。 　　設(shè)問：蛋白質(zhì)多樣性的原因？ 　　學生答出：組成蛋白質(zhì)的氨基酸種類較多（20種），氨基酸數(shù)目巨大，氨基酸的排列順序千變?nèi)f化，肽鏈的空間結(jié)構(gòu)也變化多端。 　　請同學們想想：氨基酸有20種，mRNA有四種核苷酸，四種堿基A、G、C和U是如何決定20種氨基酸的呢？ 　　和同學一起討論（用排列組合）： 　　如果1個堿基決定1個氨基酸就只能決定4種，即 不可以 　　如果2個堿基決定1個氨基酸就只能決定16種，即 不可以 　　如果3個堿基決定1個氨基酸就可決定64種，即 完全可以，還有多 　　實驗驗證：1961年英國的克里克和同事用實驗證明一個氨基酸是由mRNA的3個堿基決定，即三聯(lián)體密碼子。 　　美國年輕的生物化學家尼倫伯格和同學用人工合成方式，首先闡明了遺傳密碼的第一個密碼子——UUU，即決定苯丙氨酸的密碼子。1967年科學家已將20種氨基酸的密碼子全部破譯。（此時出示教材第14頁表6－120種氨基酸的密碼子表，并解說）。 　　教師歸納：其64個密碼子，其中3個終止密碼，2個起始密碼，一種密碼子代表一種氨基酸，有的氨基酸只有一個密碼子，如色氨酸UGG，有的氨基酸不止一個密碼子。 　　問：我們在上學期這一章細胞里講過了，把氨基酸合成蛋白質(zhì)的場所在哪里？ 　　學生答出：細胞質(zhì)的核糖體。 　　講述：核糖體里并沒有現(xiàn)成的氨基酸，氨基酸存在于細胞質(zhì)基質(zhì)中，人體氨基酸的來源的主要途徑是食物消化、吸收和運輸。細胞質(zhì)基質(zhì)中的氨基酸要進入核糖體需要經(jīng)過搬運工搬運——即另一種RNA，轉(zhuǎn)運RNA。一種tRNA只能轉(zhuǎn)運一種特定的氨基酸（此時出示三葉草型轉(zhuǎn)運RNA模式圖，對著圖講解）。 　　講述：每種轉(zhuǎn)運RNA只能識別并轉(zhuǎn)運一種氨基酸。轉(zhuǎn)運RNA的另一端有三個堿基即反密碼子，能與mRNA的密碼子配對。 　　例如（此時銀幕出現(xiàn)課本第15頁圖6－10蛋白質(zhì)合成示意圖），指著圖中第一個轉(zhuǎn)運RNA的位置講，信使RNA上的三個堿基GUU就是一個密碼子，tRNA一端的三個堿基CAA是反密碼子，只能是反密碼子專一地和密碼子按堿基互補原則（A—U、G—C．T—A、C—G）配對。當轉(zhuǎn)運RNA運載著1個氨基酸進入到核糖體后，就以mRNA為模板，按照堿基互補配對原則，把轉(zhuǎn)運來的氨基酸放在相應(yīng)的位置上。轉(zhuǎn)運完畢后，轉(zhuǎn)運RNA離開核糖體，又去轉(zhuǎn)運下一個氨基酸。 　　總之，核糖體中的mRNA有許多“密碼子”，每個“密碼子”與轉(zhuǎn)運特定氨基酸的轉(zhuǎn)運RNA的“反密碼子”，能夠堿基配對的，才能對號入座。也即是說一種轉(zhuǎn)運RNA在哪個位置上對號入座是靠轉(zhuǎn)運RNA的“反密碼子”去識別，而位置則是mRNA按遺傳信息預(yù)先定了的。 　　當核糖體接受四個氨基酸以后，第二個氨基酸就會被移至第一個氨基酸的位置上，并通過肽鍵與第一個氨基酸連接起來，與此同時，核糖體在RNA上也移動三個堿基的位置，此過程往返地進行，肽鏈就不斷地延伸，直到出現(xiàn)終止密碼子為止。 　　從mRNA上脫離合成的多肽鏈經(jīng)盤曲折疊成為有一定功能的蛋白質(zhì)。 　　4．基因?qū)π誀畹目刂? 　　講述：生物的一切遺傳性狀都是受基因控制的。因為基因中的脫氧核苷酸的排列順序決定了信使RNA中核糖核苷酸的排列順序，信使RNA中堿基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。 　　（1）通過控制酶的合成來控制代謝過程，從而控制生物性狀 　　舉例：酪氨酸酶缺乏是由于基因不正常等。 　?。?）通過控制蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)來直接影響性狀 　　舉例：控制血紅蛋白結(jié)構(gòu)的基因不正常，就會合成結(jié)構(gòu)異常的血紅蛋白而患病等。 （三）總結(jié) 　　基因控制蛋白質(zhì)的合成包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個過程，轉(zhuǎn)錄是以DNA的一條鏈為模板，合成mRNA。這樣，基因中的遺傳信息就傳遞到mRNA上。 　　翻譯是以mRNA為模板，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。它包括①mRNA從核孔進入到細胞質(zhì)中，與核糖體結(jié)合起來；②轉(zhuǎn)運氨基酸；③安放氨基酸；④合成多肽鏈、并盤曲折疊成有一定功能的蛋白質(zhì)等四個主要步驟。 （四）布置作業(yè) 　　課本第17頁復(fù)習題一、2；二；三。 （五）板書設(shè)計 　?。?）蛋白質(zhì)的合成過程 　?、俎D(zhuǎn)錄：以DNA一條鏈為模板，合成mRNA的過程 　?、诜g，以mRNA為模板，合成具有一定或基酸順序的蛋白質(zhì)的過程 　　4．基因?qū)π誀畹目刂? 　　（1）通過控制酶的合成來控制代謝過程，從而控制生物性狀， 　?。?）通過控制蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)來直接影響性狀。 　　基因控制蛋白質(zhì)合成：銀幕顯示一覽表