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《基因指导蛋白质的合成》教案分析
一、教学目标：
概述遗传信息的转录和翻译的过程。
2运用数学方法，分析碱基与氨基酸的对应关系。
二、教学重点和难点：
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；
（）计算问题：基因碱基、RNA碱基和氨基酸的对应关系。
2教学重难点：
（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、密码子与反密码子；
（3）计算问题：基因碱基、RNA碱基和氨基酸的对应关系，以图解方法解决。
三、教学方法：
创设问题情境，结合教材有关转录和翻译的图解、各种对比表及flash动画演示，化抽象为具体，达到形象和直观的教学效果。
四、时安排：
2时
五、教学实施的程序
教学内容
教师的组织和引导
学生活动
教学意图
问题
探讨
引入题：基因指导蛋白质的合成遗传信息的转录
遗传信息的翻译
问题探讨
与蛋白质合成有关的计算
第1时
播放分钟《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？
教师引导：基因就像一张蓝图，生物体就是根据这张蓝图用蛋白质构建起来的。要解决这个问题，我们还需要研究“基因的表达”。
提出问题：基因是如何指导蛋白质合成的？
问题情境：基因（DNA）在细胞核中，而蛋白质合成是在细胞质的核糖体上进行的，在细胞核的基因如何控制在细胞质中的蛋白质的合成呢？
教师指出：在DNA和蛋白质之间，有一种中间物质能够作为传达DNA信息的信使，科学家发现此物质就是RNA。
问题情境：RNA又是如何解读DNA的信息呢？
解决问题的途径：
看图并列表比较：两种核酸（DNA和RNA）在化学元素、基本单位、化学组成、结构、功能和分布等方面的区别
2看图了解：三种RNA的结构及功能。
3图示P63图4-4以DNA为模板转录RNA的图解。利用视频：显示转录过程。讲解DNA→RNA的转录过程。
讲述：细胞中游离的核糖核苷酸与供转录用的DNA的一条链上的碱基互补配对，在RNA聚合酶的作用下，依次连接，形成一个RNA分子。
设问：DNA的碱基与RNA的碱基如何互补配对？（强调A-U）
转录与复制过程有何异同？
小结：
场所：细胞核；
模板：DNA解旋，以其中一条链为模板；
原料：4种核糖核苷酸（A、U、、G）；
条：ATP、酶（RNA聚合酶）；
产物：单链的RNA（信使RNA）。
练习巩固
第2时
问题情境：
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？
解决问题的途径：
学习遗传密码破译的推测过程。
思考：RNA的4种碱基如何决定20种氨基酸？
推理：1种碱基决定1种氨基酸？（不可能）
2个碱基决定1种氨基酸？（16种组合方式也不能决定20种氨基酸，不行。）
提出：RNA上每3个相邻的碱基决定1个氨基酸。
密码子：RNA上三个相邻的碱基称为一个密码子。
2查密码子表，分析密码子的特点：
一个密码子决定一个特定的氨基酸；有的氨基酸可能有一个以上的密码子；起始密码子、终止密码子。64种密码：61个编码控制20种氨基酸合成，另外3个（UAG、UAA、UGA）不编码任何氨基酸，而是合成蛋白质的终止信号又称终止密码。
3再次比较三种RNA（特别是tRNA）的功能。
反密码子：每个tRNA上的三个碱基，可以与RNA上的密码子互补配对，有61种。
4比较遗传信息、遗传密码和反密码子。
讲述图解、利用动画：显示翻译过程。
讲述：核糖体与RNA的结合部位会形成2个tRNA的结合位点。第一个携带氨基酸的tRNA的碱基与RNA的碱基互补配对，进入位点1。第二个携带氨基酸的tRNA的碱基与RNA的碱基互补配对，进入位点2。两个氨基酸脱水缩合，第一个氨基酸通过肽键转移到位点2的tRNA上。核糖体沿着RNA移动，位点1的tRNA离开核糖体，位点2的tRNA进入位点1，第三个携带氨基酸的tRNA的碱基与RNA的碱基互补配对，进入位点2，继续肽链的合成，直到读取到RNA的终止密码为止。一个RNA分子可以与多个核糖体结合，同时进行多条肽链的合成。
肽链合成后，从核糖体与RNA的复合物上脱落离，经过盘曲和折叠等方式形成具有一定空间结构和功能的蛋白质分子。
小结：场所：细胞质的核糖体；
模板：以RNA为模板；
原料：20种氨基酸（由tRNA搬运）；
条：ATP、酶
产物：有一定氨基酸顺序的肽链。
列表比较：翻译与转录、复制过程的异同点。
问题探讨：
大家再来探讨恐龙能否复活的问题。（基因如何表达？基因表达需要什么条？）
教师对本节内容进行总结：
基因的表达过程是在细胞中完成的。DNA分子、RNA分子、氨基酸分子和核糖体，线粒体等众多细胞器一道，完成遗传信息的转录和翻译过程。在组成蛋白质的肽链合成后，就从核糖体与RNA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。
归纳遗传信息流动方向：
基因指导蛋白质的合成-高中生物学教案
与蛋白质合成有关的计算：
思考：DNA的碱基、RNA的碱基与氨基酸个数的关系？
例：一条多肽链中有氨基酸1000个，则作为合成该多肽链模板的信使RNA和用来转录该信使RNA的基因分子分别至少有碱基多少个？
A3000个和3000个
B1000个和3000个
1000个和4000个
D3000个和6000个
小结：
DNA的碱基数:RNA的碱基数:蛋白质的氨基酸数=6:3:1
学生观看
学生讨论，回答。
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。
学生思考：有中间物质传递信息。
看图表分析比较核糖与脱氧核糖的区别，DNA与RNA的区别，通过图形和AI的演示，认识遗传信息的转录过程。
学生思考
完成练习。
思考碱基与氨基酸的对应关系；学会查密码子表，并了解推算密码子的数量和种类的方法；通过看图和AI演示，感受和认识遗传信息的翻译过程。
学生观看。
学生跟随教师讲解，理解翻译的过程。
学生思考，回答。
进一步讨论、争论利用DNA能否复活恐龙，从理论上和实际情况两种可能性讨论，认识保护物种的意义。
完成练习。
提出探究的问题，引起悬念，明确探究的目标。
通过问题的步步深入，学生推理分析，形成结论。
结合图解、讲述、AI，认识转录的过程。
巩固知识。
通过讲述、绘制图解、分析密码子表、AI动态演示，展示遗传信息的转录和翻译的动态过程。
利用表解，引导学生通过观察、思考、归纳获得知识。
让学生从细胞水平和分子水平两个层面，整体认识基因表达的意义。
知识归纳
使学生通过解决问题，灵活运用知识。
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